От автора,

Думать о будущем для меня - это все равно что думать о состоянии окружающей среды, развитии технологий и выживании человека. Вместе с развитием науки и техники люди все больше понимают важность защиты окружающей среды и ресурсов, чтобы они могли продолжать поддерживать жизнь в будущем.

Идея написать это эссе возникла, когда я увидела вид улицы в одном из городских районов, которая была заполнена уличными фонарями, вызывающими сильное световое загрязнение в ночное время. Я представил себе, как изменятся эти города в 2100 году. Мой разум забрел далеко и привел меня к футуристическому городу, в котором сочетаются понятия технологии и природы с помощью экологической инженерии.

Я надеюсь, что читатели смогут понять, что вокруг нас есть много вещей, которые могут казаться нормальными и прекрасными, но на самом деле оказывают неблагоприятное воздействие. Что вы думаете, когда видите уличный фонарь, светящий темной ночью? Ничего плохого, верно? Но сейчас использование уличных фонарей слишком чрезмерно, чтобы их можно было отнести к категории светового загрязнения. Я хочу, чтобы читатели не боялись фантазировать и мечтать, потому что из этого рождаются блестящие идеи, которые сначала кажутся маленькими, но могут превратиться в большие изобретения.

Изначально свет был изобретен Томасом Алвой Эдисоном в 1879 году. На протяжении почти двух столетий люди зависели от ламп для освещения с наступлением ночи. Использование ламп из года в год растет, первоначально только в качестве освещения в домах, чтобы стать основным источником освещения в городах и на улицах. Это окажет негативное воздействие на окружающую среду, такое как световое загрязнение, беспокойство животных, которые зависят от естественного освещения в ночное время, а также сокращение площадей под зеленые насаждения из-за уличных фонарей.

Ученые пытаются создать будущую утопию, в которой передовые городские условия по-прежнему уделяют внимание экологическим аспектам, таким как максимально эффективное использование земли для озеленения. Что касается энергопотребления, то на освещение приходится около 20% энергопотребления во всем мире, поэтому замена его на естественные биолюминесцентные растения приведет к значительному сокращению выбросов CO2. Ученые экспериментировали с созданием деревьев с биолюминесцентными способностями. Однако дерево способно излучать свет только в течение 4 часов. Это исследование является доказательством того, что еще есть надежда на создание естественных источников освещения, которые заменят лампы, чтобы уменьшить световое загрязнение.

Города в 2100 году редко используют уличные фонари в качестве основного освещения. Эту роль заменят биолюминесцентные деревья, способные излучать собственный свет. Ученым удалось соединить ДНК гриба, содержащего люциферин, с ДНК дерева так, что дерево может светиться. Световое загрязнение, создаваемое уличными фонарями, может быть уменьшено, поскольку биолюминесцентные деревья излучают более тусклый свет, чем уличные фонари. Кроме того, дерево светится только ночью из-за способности фоторецепторов различать день и ночь. Кроме того, эта инновация является также решением проблемы нехватки земли для озеленения в городских районах, где все больше и больше деревьев высаживается, чтобы заменить функцию уличных фонарей.

Использование биолюминесцентных деревьев также служит для повышения эстетической ценности дороги. Водители склонны впадать в сон, когда едут с относительно одинаковым видом на улицу, но с этими подсвеченными деревьями водитель будет более бодрым, потому что деревья имеют разную форму и создают разнообразные виды на каждом углу дороги. Таким образом, можно надеяться, что удастся избежать аварий из-за невнимательности водителей.

Кроме того, ученые сконструировали дерево таким образом, чтобы оно могло производить семена с биолюминесцентными способностями, так что в последующие годы не будет необходимости конструировать деревья, чтобы они могли излучать свой собственный свет. Конечно, популяции деревьев, не обладающих биолюминесцентными способностями, также необходимо поддерживать, чтобы не допустить перенаселения биолюминесцентных деревьев, что в конечном итоге приведет к световому загрязнению.

Благодаря использованию биолюминесцентных деревьев ночные животные смогут лучше адаптироваться. У этих животных всегда были проблемы со световым загрязнением, вызванным людьми. Свет, производимый биолюминесцентными растениями, не будет мешать деятельности этих животных, поскольку производимый свет, как правило, не такой яркий, как свет ламп.

В более мелких масштабах биолюминесценция применяется не только к большим деревьям, маленькие растения также могут быть сконструированы таким образом, чтобы они могли излучать свой собственный свет. Для использования биолюминесценции в маленьких растениях не нужно использовать генную инженерию, а просто распылить вещество, которое может заставить растения светиться, чтобы цена была более экономичной. Чтобы эти растения не светились постоянно, ученые используют концепцию тигмотропизма растения Mimosa pudica, которая применяется для декоративных растений, функционирующих как естественный выключатель, так что люди, просто прикоснувшись к листьям растения, гасят биолюминесцентный эффект. В случае отключения электроэнергии это небольшое растение функционирует как альтернативная лампа в домах людей и как естественный фонарик. Этот шаг поможет сократить использование мазута генераторами резервного питания и уменьшить количество химических отходов из-за использования батареек для фонариков. Ученые, которые всегда выступали за сокращение использования мазута, на самом деле могут применить небольшие способы, такие как замена резервных электрогенераторов биолюминесцентными растениями. Кроме того, химические отходы, которые обычно производятся, также могут быть уменьшены, учитывая, что люди перешли на биолюминесцентные растения в качестве замены обычным фонарикам.

Люди уже больше зависят от биолюминесцентных растений, чем от обычных ламп. Это изобретение считается инновационным и экологически чистым, учитывая, что многие загрязнения происходят из-за деятельности человека. Упорная работа ученых по созданию футуристического мира с природной концепцией за последние 100 лет наконец-то окупилась. Несмотря на то, что это выглядит банально, использование биолюминесцентных растений на самом деле может решить различные проблемы, существующие в повседневной жизни.

Источники

Huei-Mien Ke and Isheng Jason Tsai. 2022. “Understanding and using fungal bioluminescence – Recent progress and future perspectives”. Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry, Volume 33.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452223621001267

Jimmy C.K. Tong, Edmond S.L. Lau, Melody C.Y. Hui, Enoch Kwong, Morgan E. White, Arthur P.S. Lau. 2022. “Light pollution spatial impact assessment in Hong Kong: Measurement and numerical modelling on commercial lights at street level”. Science of The Total Environment, Volume 837.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969722027772