Como as plantas se defendem dos micróbios? Esta é uma das principais áreas de foco para a pesquisa em ciência vegetal. É também uma questão importante por si só porque se conecta diretamente ao efeito da imunidade vegetal na produtividade vegetal e, conseqüentemente, às questões que envolvem a segurança alimentar global. Muitas vezes, não vemos a ciência das plantas como relevante para a vida moderna. No entanto, existem muitos paralelos que podem ser traçados entre plantas e humanos; por exemplo, como os humanos, as plantas também possuem um sistema imunológico complexo para defesa contra patógenos. Quando colocamos as mãos sujas na boca, pode causar infecção; da mesma forma, a entrada do patógeno através dos poros estomáticos nas folhas possibilita a infecção nas plantas! O projeto StomaToy visa inspirar as crianças desde cedo na vida a se interessarem pela ciência e talvez se tornarem cientistas de plantas no futuro, além de levar a conscientização científica aos membros do público que cuidam das crianças.
StomaToys no Lancaster Fun Palace 2019.
Os StomaToys combinam ciência vegetal, eletrônica e arte para despertar o interesse pela ciência vegetal e educar através da brincadeira. Eles incluem o StomaToy eletrônico interativo, um livro de atividades, um cartão 'Faça seu próprio StomaToy de papel' e um vídeo. Os brinquedos mostram como as plantas respondem à luz, respiram e se defendem contra patógenos usando estômatos, os 'minúsculos poros ou bocas' presentes na superfície das folhas. O projeto é liderado pela Dra. Rucha Karnik e seu laboratório dentro do Plant Science Group da Universidade de Glasgow. A pesquisa no laboratório de Karnik gira em torno do crescimento e imunidade das plantas e é financiada pela Royal Society, Universidade de Glasgow, Begonia Trust e BBSRC. O projeto StomaToy é financiado pela Royal Society e pelo MVLS Engagement Fund.
Dr. Abe Karnik e seu laboratório de Interação Humano-Computador (HCI) na Escola de Computação e Comunicações da Universidade de Lancaster projetou e construiu o interativo StomaToy, em colaboração com os cientistas de plantas em Glasgow. Ele representa uma seção foliar e transmite os conceitos de abertura estomática ativada por luz, entrada de patógenos e sinalização imune celular usando exibições de luz interativas. O brinquedo apresenta um 'estômato' eletrônico em forma de abertura, que se abre quando a luz incide sobre um sensor. Isso replica o que acontece em plantas reais quando os estômatos se abrem na parte inferior de uma folha em resposta à luz solar, para regular a temperatura de uma planta e trocar CO2 / vapor de água para permitir a fotossíntese. Assim como nas plantas reais, os estômatos do StomaToy, quando abertos, são uma porta de entrada para patógenos nocivos. Quando os patógenos entram pelos estômatos, as células são alertadas sobre sua presença. Substâncias químicas são enviadas pela planta para combater o patógeno, ilustradas por meio de luzes dentro do brinquedo que mudam de cor de azul para vermelho quando um imã – representando o “patógeno” – entra em contato com as células da planta. Os recursos interativos do StomaToy são alimentados por micro:bit, tornando-os acessíveis também para jovens alunos interessados em tecnologia.
Para dar às crianças um gostinho de ser um cientista de plantas, o livro StomaToy Activity, editado pela Dra. Rucha Karnik, inclui experimentos de infecção por patógenos com imagens de plantas infectadas/saudáveis de Arabidopsis geradas durante pesquisas em seu laboratório. O livro educa sobre a biologia e as doenças das plantas, bem como sobre os estômatos como guardiões das plantas por meio de divertidas atividades de colorir e desenhar. O cartão StomaToy Cube combina coloração, recorte e montagem do seu próprio corte transversal de folha. Isso dá às crianças mais novas a oportunidade de aprender sobre as plantas, a organização das folhas e a colocação dos estômatos nas folhas para facilitar a transpiração. O livreto StomaToy e o cubo de folha usam arte de doodle por Dr Mathis Riehle, um engenheiro de células trabalhando em sistemas de mamíferos na Universidade de Glasgow. Mathis interpretou e representou a ciência das plantas através de sua arte que é divertida e atraente para crianças e adultos.
A equipe StomaToy inclui não-cientistas. Flora Leask, membro do público, ajudou a equipe científica a interpretar o projeto de forma a permitir um envolvimento mais eficiente com não cientistas. Ela e Lingfeng Xia, uma estudante de doutorado em Ciências Vegetais no laboratório de Karnik, produziram o vídeo StomaToy, apresentando sua opinião sobre o projeto e uma entrevista com o biólogo estomático Prof. Mike Blatt. Claire Osborne, administradora da Universidade de Glasgow, trabalhou com os cientistas para coordenar uma presença na web para o projeto, tornando-o acessível a um público maior. A jornada do projeto StomaToy e suas conquistas podem ser vistas à medida que acontecem no Site da StomaToy e no Twitter @Stomatal_2019.
Os StomaToys interagiram com um grande público durante o Festival de Ciências de Glasgow e no Lancaster Fun Palace, e os recursos em papel foram compartilhados nacional e internacionalmente. O projeto tem sido uma experiência de aprendizado e motivação para a equipe, bem como para seu público. A equipe StomaToy recebeu excelente feedback do público de divulgação e agora está trabalhando para desenvolver ainda mais os StomaToys para que possam ser compartilhados livremente com pré-escolas e escolas em uma escala maior. Se você gostaria de usar os recursos do StomaToy para educação ou aprendizado pessoal, envie um e-mail para o Dr. Rucha Karnik (rucha.karnik@glasgow.ac.uk).
Atualmente, a Dra. Rucha Karnik é bolsista de pesquisa da Royal Society University no IMCSB da Universidade de Glasgow. Ela se concentra nas bombas de prótons da membrana plasmática em plantas que são centrais para quase todos os aspectos da fisiologia vegetal, incluindo produção de biomassa, desenvolvimento de raízes, respostas estomáticas e defesa de patógenos.
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