光る植物は見ているだけでも楽しいものです。多肉植物の葉に暗闇で光る粒子を散りばめるという簡単な方法で、植物をより美しく、そしてより実用的にすることができるのです。
本日発表されたMatter誌の論文で、研究者たちは暗闇で光る多肉植物（人気の植物仲間）を紹介しています。この植物は太陽光で充電します。科学者や技術者は長年、光る植物を持続可能な照明に利用することを夢見てきましたが、遺伝子組み換えを中心とする多くの試みは、限られた成功しか収めていません。
この新しい方法は、植物の遺伝子に手を加えるものではありません。科学者たちは、葉に微細な発光粒子を注入しました。この蛍光体（暗闇で光るおもちゃの蛍光体と似た物質）により、多肉植物はより明るく光ります。この方法は遺伝子組み換えよりもはるかに安価で、今のところ植物の健康に害を及ぼすような兆候は見られません。そして何よりも重要なのは、これらの多肉植物が様々な色に変化したことです。
「無機の持続性発光材料が光によって『充電』され、それを残光としてゆっくりと放出できるという事実に、私たちは特にインスピレーションを受けました」と、研究の筆頭著者で華南農業大学のバイオエンジニアであるShuting Liu氏はGizmodoに語った。
リュー氏のチームは、これらの蛍光体を植物に組み込むことで「植物の発光の通常の色の制限を超え、光合成に依存しない新しい光を蓄え、放出する方法、つまり、生きた光充電植物ランプを植物に提供できるかどうかを確認したいと考えていました」とリュー氏は説明した。
ジューシーな輝きと親和性
多肉植物は、研究チームが当初注目していた対象ではありませんでした。これらの愛されている観葉植物は、バリア組織が厚いため、研究者たちはリン粒子が表面や根の周りに付着するだろうと推測しました。そのため、研究者たちは、ゴールデンポトスやチンゲン菜のような細い植物の方が成功率が高いと予測しました。
しかし、論文によると、実際の試験では驚くべきことに、多肉植物は「より高い充填容量とより均一な発光を示す」ことが明らかになった。具体的には、粒子はエケベリア「メビナ」の葉の狭く均一なチャネル内を最も効率的に移動した。最適な植物候補を特定した後、研究チームは試行錯誤を繰り返し、理想的な粒子サイズ、注入圧力、注入量、土壌の多孔性を見つけ出した。
最終的に、研究チームは、植物の葉肉細胞壁（光合成が行われる部分）に蛍光体を担持する、シンプルで低コストな製法にたどり着いた。Liu氏によると、この細胞壁は粒子を収容する「発光壁」として機能する。各粒子の大きさは約7マイクロメートルで、赤血球とほぼ同じ幅である。
エンジニアリングの夢が現実に花開く
蛍光体の種類によって、多肉植物は緑、赤、青といった異なる色合いの光を放ち、太陽光やLEDライトで「充電」した後もその輝きを保ちます。劉氏のお気に入りの光である緑色を用いて、研究チームは光る多肉植物の壁を作り上げ、本や置物といった身近な物を背景にその輝きを際立たせました。
「シアンと赤の光もとても斬新で気に入っています。生きている植物が様々な色を発するのを見るのは衝撃的です」と彼女は付け加えた。「これらの色合いを見ると、将来、温白色の光る植物が姿を現すのも想像できます。視覚的に心地よく、間接照明としてより実用的になる可能性もあるでしょう。」
この新しいアプローチは、持続可能な植物由来の照明の明るい未来を描き出しています。リュー氏は現在、この未来が対象となる多肉植物にとっても良い未来となるよう、さらに「厳密で長期的なバイオセーフティ評価」を実施したいと考えています。
