Quentin Geissmann

Projekttitel

Eksperimentel metafænomik, et AI-inspireret paradigme til at afsløre planters responsflader

Hvad handler dit projekt om?

Planter vokser i forskellige miljøer, hvor variabler som lys, temperatur og næringsstoffer begrænser deres ydelse. Det har dog vist sig at være ekstremt vanskeligt at beskrive og forudsige planters respons pga. af den tid og plads det kræver at gro dem samt de miljøvariabler der kræves til disse studier. Mit projekt benytter ikke-standard hurtigt voksende små vandplanter, andemad, i kombination med 3D-printede små vækstkamre. Ved at benytte AI-inspirerede teknikker kan disse vækstkamre automatisk opdatere deres miljøer for at modellere, hvordan forskellige variable påvirker andemads vækst.

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Forskere undersøger oftest en idé ved at opstille et videnskabeligt spørgsmål, som undersøges med en række værktøjer eller eksperimenter, der tester hypotesen. Af samme grund betragter vi oftest metoderne som erkendelsesteoretisk sekundære. Gennem min karriere har jeg forsøgt at benytte en omvendt tilgang ved at indse, at nye værktøjer oftest udløser nye idéer. Lidt ligesom når en dreng med en hammer ser alting som et søm, begrænser vores metoder og biologiske modeller vores kreativitet. Af samme grund har jeg arbejdet på grænsen mellem biologi og teknologi og fokuseret på simple, skalerbare værktøjer, der har flyttet vores konceptuelle grænser. Jeg har benyttet denne tilgang til at bygge små robotter, der studerer søvn hos insekter, eller kameraer til at monitere insekter i naturen, og jeg har været ivrig efter at oversætte disse principper til plantebiologi.

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

Jeg forventer to udfordringer i mit projekt. For det første vil jeg arbejde med en atypisk modelorganisme, andemad (Lemna). Til trods for at denne model, på papiret, har et kæmpe potentiale (pga. dens størrelse og hurtige vækst), er den endnu ikke bredt anvendt af andre biologer, hvilket vanskeliggør at fejlfinde og integrere viden fra konventionelle planter. For det andet foreslår jeg en AI-inspireret metode, der iterativt udforsker planters “responsoverflader “ i et multidimensionelt landskab. Denne metode antager, at planter har lille eller ingen “hukommelse” om deres tidligere miljø. Vi forventer dog, at denne antagelse kan være forkert, hvilket ville dreje vores projekt over mod planters epigenetiske “hukommelse” fra tidligere miljøer. Efter at have adresseret disse udfordringer kan mit projekt skabe nye perspektiver for plantebiologer ved at promovere et nyskabende eksperimentelt paradigme, hvor planter kan blive dyrket i stor skala i forsøg, som tester hypoteser der rækker udover mine oprindelige forskningsspørgsmål.

Hvilke perspektiver vurderer du selv, at din forskning på sigt kan have for det omgivende samfund?

Næsten al den mad vi spiser, er ultimativt lavet af planter. Da vores fødevaresystemer er udfordret af mange faktorer (menneskeskabte klimaforandringer, jordtab og befolkningstilvækst) er det afgørende, at vi forstår, hvordan planter responderer på deres miljø. Dette vil både hjælpe os med at sikre en bæredygtig tilpasning af vores afgrøder og samtidigt bevare biodiversiteten. Udover dette har vi en stigende interesse i at benytte planter til nye bioinspirerede løsninger, som medfører nye begrænsninger. F.eks. kan andemad benyttes til at optage affaldsstoffer fra spildevand samt til at skabe genanvendeligt materiale og biobrændsel. Mit projekt vil i høj grad være med til at facilitere optimering af sådanne biocirkulære processer.

Hvad vil det betyde for din forskerkarriere, at du indgår i Sapere Aude-programmet?

Jeg er yderst taknemmelig for at have modtaget den prestigefyldte Sapere Aude: DFF-Forskningsleder-bevilling. Denne bevilling vil have en signifikant betydning for min karriere ved at sikre de ressourcer, der er nødvendige for at studere uberørte aspekter af plantebiologi. Bevillingen sikrer også, at jeg kan forsætte med at opbygge en multidisciplinær samvirkende forskningsgruppe og uddanne den næste generation af forskere inden for dette felt. Vi vil dykke ned i de fundamentale aspekter af plantebiologi med det formål at øge vores forståelse og bidrage til det videnskabelige samfund samt samfundet generelt. Denne mulighed forstærker ikke kun mine forskningskompetencer, men tillader mig også at vokse som forskningsleder, hvilket jeg er dybt taknemmelig for.

Lidt om mennesket bag forskeren

Jeg er opvokset i Frankrig, før jeg flyttede til Storbritannien i forbindelse med min ph.d., og senere til Canada i forbindelse med min postdoc. Jeg startede ud med at studere insektbiologi, men blev senere inspireret af en forsker til at lære og anvende computer science metoder til biologi. Siden da har jeg arbejdet i feltet mellem biologi og computer science. Det var med stor glæde, at jeg flyttede til Aarhus i 2022 for at starte på min nuværende stilling og slå mig ned i byen. Ved siden af forskningen har jeg en problematisk lang liste af hobbyer, som inkluderer madlavning, havearbejde, forskellige håndværk (f.eks. træarbejde og strikning) og sport (f.eks. svømning og cykling).