Lo scienziato usa i punti quantici e la scatola di fluorescenza stampata in 3D per tracciare i grani di polline
Il dott. Corneile Minnaar, un biologo impollinatore della Stellenbosch University in Sud Africa, propone una nuova idea: usare i punti quantici e una scatola di fluorescenza stampata in 3D per tracciare il destino dei singoli grani di polline. Questo nuovo metodo, a basso costo, potrebbe consentire ai biologi di impollinazione di seguire l’intero processo di impollinazione dalla prima visita di un impollinatore al suo endpoint – sia trasferito con successo a uno stigma di un altro fiore che perso lungo la strada.
Questa ape è stata catturata dopo aver visitato un fiore di cui i grani di polline sono stati etichettati con punti quantici. Sotto il microscopio si può vedere dove è stato posto il polline e in effetti determinare quali insetti portano il maggior polline da cui fiorisce. Credito: Corneile Minnaar
Nonostante oltre duecento anni di ricerche dettagliate sull’impollinazione, i ricercatori non sanno con certezza dove la maggior parte dei microscopici microscopici granuli di polline finiscono quando escono dai fiori. “Le piante producono enormi quantità di polline, ma sembra che oltre il 90% di esso non raggiunga mai stimmi”, ha detto Minnaar. “Per la minuscola frazione di granuli di polline che si fanno strada verso gli stimmi, il viaggio spesso non è chiaro, quali impollinatori hanno trasferito i grani e da dove?”
A partire dal 2015, Minnaar ha deciso di raccogliere la sfida attraverso la sua ricerca di dottorato presso il Dipartimento di Botanica e Zoologia dell’Università di Stellenbosch (SU). Ha scoperto l’idea di un metodo di tracciamento dei pollini dopo aver letto un articolo sull’uso dei punti quantici per rintracciare le cellule tumorali nei ratti.
I punti quantici sono nanocristalli semiconduttori molto piccoli, si comportano come atomi artificiali. Se esposti alla luce UV, i punti quantici emettono una luce estremamente brillante in una gamma di colori possibili. Minnaar ha capito che i punti quantici con ligandi “lipofili” (lipofili) si sarebbero limitati teoricamente allo strato esterno di grani di polline, chiamato pollenkitt. Inoltre, i colori brillanti dei punti quantici potrebbero quindi essere usati per “etichettare” in modo univoco i grani di polline per vedere se raggiunge gli stimmi.
Il passo successivo dei ricercatori è stato quello di trovare un modo economicamente efficace per visualizzare i grani di polline fluorescenti sotto un microscopio da dissezione sul campo.
“Ho deciso di progettare una scatola di fluorescenza che si adatti a un microscopio da dissezione”, ha detto Minnaar. “E, poiché volevo che le persone usassero questo metodo, ho progettato una scatola che può essere facilmente stampata in 3D ad un costo di circa R5000, inclusi i componenti elettronici richiesti.” I file per la stampa 3D della scatola possono essere trovati qui .
Finora, l’uso di punti quantici e la scatola di fluorescenza stampata in 3D hanno dimostrato di essere un metodo semplice ed economico per tracciare i singoli grani di polline: “Ho fatto studi in cui ho catturato gli insetti dopo aver visitato l’impianto con punti quantici antere etichettate, e puoi vedere dove è collocato il polline e quali insetti portano più o meno polline “, ha detto Minnaar.
Ma la parte post-etichettatura del lavoro richiede ancora ore e ore di conteggio e controllo: “Penso che probabilmente ho contato più di centomila grani di polline negli ultimi tre anni”, ride.
