暗闇の中で光る多色ツリーの制作に初めて成功

中国の研究チームが、これまでで最も明るい光度で、様々な色に光る植物を開発しました。研究チームは、発光植物を用いた夜間照明システムの開発を目指しています。

暗い道でもはっきりと見えるほどの光を発する植物は、 SFや神話の世界から出てきたもののように思えるかもしれません。しかし実際、アメリカの科学者たちは、かすかな緑色の光を発する植物を作り出し、商品化もされています。

最近、中国の研究者グループがさらに進歩し、これまでで最も強い光で多色の光を発する能力を持つ植物を作り出したと発表した。

「映画『アバター』のような世界を想像してみてください。光る木々が生態系全体を照らし出すのです」と、広州にある華南農業大学の生物学者、シュティン・リウ教授は述べた。同教授は、8月27日にマター誌に掲載された論文の共著者でもある。「私たちは、研究室で既に容易に入手できる材料を使って、このビジョンを実現したいと考えています。光る木々が街灯に取って代わる日を想像してみてください」

光る植物を作り出すために、劉氏と同僚たちはエケベリア・メビナの茎にストロンチウムアルミネートのナノ粒子を注入した。ストロンチウムアルミネートは光るおもちゃによく使われる素材で、光を吸収し、徐々に発光する性質を持つ。

中国科学者の手法は、マサチューセッツ工科大学（MIT - 米国）の研究グループが開発した遺伝子編集技術とはまったく異なる。

研究チームは、植物に遺伝子組み換えではなくナノ粒子を注入することで、赤、青、緑など様々な色に光る植物を作り出すことに成功しました。以前の実験では、植物本来の性質により、植物が発する光は緑色のみでした。

「遺伝子編集は興味深いアプローチです」とリュー氏はCNNに語った。「しかし、私たちは光を『蓄え』、徐々に発光する無機材料にインスピレーションを得ました。これまでにも光る植物を設計する試みは行われており、それがファイトライティング（植物照明）の概念につながり、木で作られた街灯も誕生しました。そこで私たちの目標は、植物に多色発光材料を組み込み、長期間光を蓄えることです。これにより色の制限も克服され、光合成とは独立して光を蓄え、放出する方法が実現します。」

研究チームは、56本の多肉植物でできた壁を構築することで、この新しい研究の実用性を実証しました。多肉植物が発する光は、文字や画像、さらには植物から約10cm離れた人の体までもはっきりと見えるほど強力でした。

ストロンチウムアルミネートを注入し、数分間日光に当てると、植物は最大2時間光り続けます。光は時間の経過とともに弱くなりますが、植物は日光に当てることで何度も「再充電」することができます。劉氏によると、ストロンチウムアルミネート注入の効果は長続きします。注入から25日後、多肉植物の葉は枯れた後でも、紫外線刺激を受けると光り続けます。

この多肉植物は暗闇で明るく光り、近くにいる人を照らすほどです。（出典：CNN）

研究チームは、アルミン酸ストロンチウムが分解して植物に悪影響を与えるリスクを克服するため、この物質を包み込む化学コーティングを開発しました。ネイチャー・バイオテクノロジー誌に掲載された別の研究では、発光菌類の遺伝子データを植物に注入すると、植物が非常に明るく光ることも示されており、「持続可能で効率的な照明システム」の構築につながる可能性を示唆しています。

しかし、照明として樹木を利用するという見通しに、誰もが楽観的というわけではない。「この研究は興味深いです。しかし、現時点では私たちの能力を超えており、樹木の能力を超えているのではないかと思います」と、英国ケンブリッジ大学の植物科学の専門家であるジョン・カー教授は述べた。「また、樹木が放出するエネルギー量は限られていることを考えると、近い将来、樹木が街灯に取って代わるとは思えません。」

劉氏自身も、研究グループが開発した光る植物は「まだ本格的な照明機能の実現には程遠い」と認めている。発光強度が弱すぎて実用化には至っていないためだ。さらに研究グループは、光る粒子が緑の植物や動物と接触した場合の安全性についても評価を続けている。

今のところ、新しく作られた光る木は装飾や芸術的な夜間照明としてしか使えないと考えている。しかし、劉さんは将来的に光量を増やし、安全性の問題にも対処することで、夜に美しく光る庭園を作りたいと考えている。

自然界では、科学は映画『アバター』に描かれたような光る高等緑の植物をまだ発見していません。森の中や腐った木の幹で時々見かける「光る木」という現象は、多くの場合、共生または寄生する他の生物によって引き起こされます。最も顕著なのは、生物発光菌類や一部の生物発光細菌で、これらの生物はかすかな光を発するため、多くの人が木が光源であると勘違いすることがあります。

キノコの世界では、科学者たちは80種以上のキノコが自然に光る能力を持っていることを記録しています。これらの種は、 世界中の多くの湿潤な森林地帯、特に熱帯地域に広く分布しています。

キノコが発する光は、多くの場合、柔らかな緑色で、暗闇でも見えるほどです。その好例が、ナラタケ（Armillaria mellea）です。ナラタケの菌糸は木の根や腐った木に浸透して発光するため、夜には木全体が光っているように見えます。

日本やアジアの一部では、ミセナ・クロロフォス（Mycena chlorophilus）というキノコが、美しい緑色の光を発する小さな子実体で有名です。一方、北米やヨーロッパでは腐木に生育するパネルス・スティプティカス（Panellus stipticus）というキノコも、非常に強い発光を示す種です。これらのキノコの発光メカニズムはホタルの発光メカニズムに似ており、ルシフェラーゼという酵素と体内のルシフェリンという物質との化学反応に基づいています。

（ベトナム+）

出典: https://www.vietnamplus.vn/lan-dau-che-tao-thanh-cong-cay-tu-phat-sang-da-sac-trong-bong-toi-post1059868.vnp