Più di mezzo secolo dopo aver colpito gli scaffali, l'umile mattoncino Lego rimane un giocattolo di grande successo, grazie alla versatilità dei blocchi costitutivi e ai molteplici accordi di licenza nell'ultimo decennio (che, di recente, ha catapultato l'azienda su Mattel per farcela il miglior produttore di giocattoli al mondo).
Ma i mattoni Lego hanno anche occasionalmente trovato la loro strada nei laboratori come strumenti per la ricerca scientifica. Un team dell'Università di Cambridge, ad esempio, ha usato i mattoni per costruire ossa sintetiche.
Ora, i ricercatori della Iowa State University si sono rivolti ai mattoncini Lego trasparenti come un nuovo modo a basso costo per studiare la crescita delle piante. Il lavoro, recentemente pubblicato sulla rivista PLOS One, sostiene che i mattoni possono essere utilizzati per creare sistemi su scala centimetrica altamente precisi con gradienti chimici per studiare come i cambiamenti chimici influenzano la crescita delle radici.
Comprendere in che modo i cambiamenti chimici e ambientali influenzano la crescita delle radici delle piante potrebbe aumentare le rese delle colture e darci una migliore comprensione di come determinate colture reagiranno ai cambiamenti climatici.
Ludovico Cademartiri, un assistente professore di scienza dei materiali e ingegneria presso la Iowa State University e coautore del documento, ha detto a Smithsonian.com che l'idea di usare Legos è nata da una sessione di brainstorming scatenata da quanto sorprendentemente poco si sa sul modo in cui le piante rispondono ai cambiamenti ambientali.
"Vi è un crescente consenso sul fatto che sia una delle aree più importanti che necessitano di sviluppo per la scienza delle piante e l'agronomia", afferma Cademartiri. "Se vogliamo migliorare i nostri raccolti, dobbiamo imparare come le piante rispondono a segnali ambientali molto complessi."
Dice che il motivo per cui non sappiamo ancora di più sull'argomento è, in parte, a causa della mancanza di strumenti disponibili per questo preciso tipo di esperimenti. Tecniche di alto livello sono esistite da tempo per studiare piccoli organismi mono o multicellulari, ma le piante presentano un problema in quanto iniziano minuscole e diventano molto più grandi durante il periodo di studio. Le serre funzionano bene per studi di grandi dimensioni che richiedono che tutte le piante abbiano un ambiente esterno omogeneo (lo stesso livello di calore e umidità, ad esempio, tra gli altri fattori). Ma immagina un esperimento vegetale in cui gli scienziati potrebbero aver bisogno di installare 100 piante in 100 diversi ambienti controllati, sia sopra che sotto il livello del suolo, con ogni installazione che consenta abbastanza spazio per far crescere la pianta e inizi a capire il problema.
Le tecnologie microfluidiche esistenti consentono agli scienziati come i biologi molecolari di controllare gli ambienti di prova con la precisione di un milionesimo di metro, ma tali sistemi possono essere molto difficili e costosi da scalare per la ricerca sulle piante.
I mattoncini Lego trasparenti rappresentano un mezzo felice, in quanto sono accessibili ma creano ambienti sufficientemente precisi per uno studio serio, come Cademartiri e il suo team hanno imparato quando hanno iniziato a indagare sull'idea.
I ricercatori hanno scelto pezzi Lego trasparenti pronti all'uso, che possono essere acquistati singolarmente direttamente dal sito Web di Lego, li hanno messi in un'autoclave per la sterilizzazione, quindi hanno usato i pezzi per costruire contenitori rettangolari per contenere il gel o altri sostituti del terreno. I contenitori possono essere costruiti in varie dimensioni per adattarsi a diverse dimensioni di piante o tipi di radici. Al termine di un esperimento, i pezzi possono essere scomposti, puliti e riutilizzati.
La studentessa di dottorato Kara Lind, un'altra autrice dello studio, ha lavorato sui modi per assicurarsi che i mattoncini Lego potessero contenere i gel trasparenti che vengono usati come sostituti del suolo per consentire ai ricercatori di vedere facilmente i cambiamenti alla radice, secondo quanto riferito dallo Iowa State News Service. Ha anche escogitato dei modi per creare specifici gradienti chimici all'interno delle strutture, per vedere come le piante reagiscono a diversi prodotti chimici, siano esse tossine o nutrienti.
Il risultato: "Si è scoperto che Lego si è comportato molto meglio di quanto pensassimo, per un paio di ragioni", afferma Cademartiri.
Per uno, un "Lego trasparente è realizzato in policarbonato, quindi ciò può essere sterilizzato, il che lo rende ideale per il lavoro biologico", dice. I mattoni sono anche chimicamente inerti, quindi non reagiscono con i materiali circostanti e esperimenti potenzialmente dannosi.
Il team mira a continuare a sviluppare Legos come piattaforma e set di strumenti per un serio studio delle piante, nella speranza che altri scienziati possano trovare utili i mattoncini iconici nelle loro ricerche.
Cademartiri dice che è troppo presto per dire fino a che punto gli scienziati faranno o non riprenderanno Legos per lo studio delle piante, ma è ottimista. Gli educatori usano da tempo Legos nelle aule e la linea di robotica Mindstorms dell'azienda, oltre ad essere utilizzata per aiutare a costruire ossa artificiali, è stata utilizzata anche dai ricercatori dell'Università del Vermont per creare robot che cambiano forma per "imparare" come camminare. Quindi è almeno probabile che i mattoncini Lego continuino a trovare una casa occasionale nei laboratori di ricerca e nella scatola dei giocattoli.
"Ciò che abbiamo fatto è stato quello di costringerci a creare gli strumenti più semplici, economici, convenienti e capaci che potevamo escogitare", afferma Cademartiri. "Quindi, speriamo che altri scienziati li trovino utili e pensiamo che lo faranno."
