Controlling flow through soft intercellular channels (SOFTCELL)
Udfordringer med at kontrollere væskestrømninger ved hjælp af pumper og ventiler findes overalt i både natur og teknologi. Fra det blod der flyder i vores årer til benzinen i en bilmotor er vi afhængige af præcis kontrol med væske- og gastransport. Disse væskestrømme styres ofte af en centraliseret enhed, såsom hjernen eller en computer. Planter er imidlertid i stand til at styre væskestrømme uden en hjerne. Overraskende nok forstår vi endnu ikke helt hvordan dette sker. Især er det uklart, hvordan transport mellem individuelle celler organiserer sig og omsættes til transport fra f.eks. rod til blad. Dette projekt handler om at belyse de kollektive effekter af intercellulær transport i planter.
Udveksling af vand som betaling for kuldioxid i planteblade er måske den mest grundlæggende process for livet på jorden. Mange faktorer, der påvirker denne udveksling, er dog dårligt forståede. Mit mål er at bestemme de grundlæggende fysiske grænser for plantens form og funktion. Desuden vil jeg belyse evolutionære mønstre og inspirere genetikere der søger højere udbytte fra afgrøder. Sidste er jeg motiveret af at bruge biologi som inspiration i design og teknisk innovation.
Planteceller er fysisk adskilt, men kan kommunikere med deres naboer gennem små kanaler. Tidligere forskning har vist at processerne der skaber transport mellem naboceller er meget komplekse. Man mener i øjeblikket, at transporten er aktivt styret. Min nøglehypotese er, at transportkontrollen sker passivt, og at de materielle egenskaber i celle-til-celle-kanalerne bestemmer om forbindelsen er åben eller lukket. For at teste denne hypotese står vi over for store videnskabelige udfordringer: vil vi kombinere eksperimenter på biomimetiske enheder og planter med teori for at belyse cellenetværkets opførsel.
Planter er store, decentrale, organismer. At forstå hvordan de virker er et fundamentalt videnskabeligt spørgsmål. Denne nye viden er vigtig, fordi mennesker er kritisk afhængig af planter. For eksempel kommer omkring 95% af den mad, vi spiser, enten direkte eller indirekte fra planter. Selv en lille forbedring af udbyttet fra afgrøder vil således have betydelig indflydelse på fremtidens landbrug.
Denne bevilling fra Sapere-Aude-programmet vil have stor indflydelse på min karriere. Det vil give mig mulighed for at konsolidere og udvide min forskningsgruppe mens vi tager nye videnskabelige spørgsmål op. Desuden vil projektet styrke mit internationale netværk.
Danmarks Tekniske Universitet
Fluiddynamik
Birkerød
Solrød Gymnasium