¿Cómo se defienden las plantas de los microbios? Esta es una de las principales áreas de enfoque para la investigación en ciencia de las plantas. También es una pregunta importante por derecho propio porque se conecta directamente con el efecto de la inmunidad de las plantas en la productividad de las plantas y, en consecuencia, con las cuestiones relacionadas con la seguridad alimentaria mundial. A menudo, no vemos la ciencia de las plantas como relevante para la vida moderna. Sin embargo, se pueden trazar muchos paralelos entre las plantas y los humanos; por ejemplo, como los humanos, las plantas también tienen un sistema inmunológico complejo para la defensa contra patógenos. Cuando nos llevamos las manos sucias a la boca, puede causar una infección; De manera similar, la entrada de patógenos a través de los poros de los estomas en las hojas permite la infección en las plantas. El proyecto StomaToy tiene como objetivo inspirar a los niños desde una edad temprana a interesarse por la ciencia y tal vez convertirse en científicos de plantas en el futuro, y llevar la conciencia científica a los miembros del público que cuidan a los niños.

Los StomaToys combinan la ciencia de las plantas, la electrónica y el arte para despertar interés en la ciencia de las plantas y educar a través del juego. Incluyen el StomaToy electrónico interactivo, un libro de actividades, una tarjeta 'Haga su propio StomaToy de papel' y un video. Los juguetes muestran cómo las plantas responden a la luz, respiran y se defienden de los patógenos utilizando estomas, los "pequeños poros o bocas" presentes en la superficie de las hojas. El proyecto está dirigido por la Dra. Rucha Karnik y su laboratorio dentro de la Grupo de Ciencias de las Plantas de la Universidad de Glasgow. La investigación en el laboratorio de Karnik se centra en el crecimiento y la inmunidad de las plantas y está financiada por la Royal Society, la Universidad de Glasgow, Begonia Trust y BBSRC. El proyecto StomaToy cuenta con el apoyo financiero de la Royal Society y el MVLS Engagement Fund.

El Dr. Abe Karnik y su laboratorio de interacción humano-computadora (HCI) en la Escuela de Informática y Comunicaciones de la Universidad de Lancaster diseñó y construyó el StomaToy interactivo, en colaboración con los científicos de plantas en Glasgow. Representa una sección de hoja y transmite los conceptos de apertura de estomas activada por luz, entrada de patógenos y señalización inmune celular mediante pantallas de luz interactivas. El juguete cuenta con un 'estomata' electrónico en forma de apertura, que se abre cuando la luz incide en un sensor. Esto replica lo que sucede en las plantas reales cuando los estomas se abren en la parte inferior de una hoja en respuesta a la luz solar, para regular la temperatura de una planta y para intercambiar CO₂ / vapor de agua para permitir la fotosíntesis. Al igual que en las plantas reales, los estomas de StomaToy, cuando están abiertos, son un punto de entrada para patógenos dañinos. Cuando los patógenos ingresan a través de los estomas, las células son alertadas de su presencia. La planta envía sustancias químicas para combatir el patógeno, ilustrado a través de luces dentro del juguete que cambian de color de azul a rojo cuando un imán, que representa "patógeno", entra en contacto con las células de la planta. Las funciones interactivas de StomaToy funcionan con micro: bit, lo que las hace accesibles también para los jóvenes estudiantes interesados ​​en la tecnología.

Para que los niños prueben lo que es ser un científico de plantas, el libro de actividades StomaToy, editado por la Dra. Rucha Karnik, incluye experimentos de infección por patógenos con imágenes de plantas de Arabidopsis infectadas/sanas generadas durante la investigación en su laboratorio. El libro educa sobre la biología y las enfermedades de las plantas, así como sobre los estomas como guardianes de las plantas a través de actividades divertidas para colorear y dibujar. La tarjeta StomaToy Cube combina colorear, recortar y ensamblar su propia sección transversal de la hoja. Esto brinda a los niños más pequeños la oportunidad de aprender sobre las plantas, la organización de las hojas y la ubicación de los estomas en las hojas para facilitar la transpiración. El cuadernillo de StomaToy y el cubo de hojas usan dibujos de garabatos de Dr. Mathis Riehle, ingeniero celular que trabaja en sistemas de mamíferos en la Universidad de Glasgow. Mathis ha interpretado y representado la ciencia de las plantas a través de su arte, divertido y atractivo tanto para niños como para adultos.

El equipo de StomaToy incluye personas que no son científicas. Flora Leask, miembro del público, ha ayudado al equipo científico a interpretar el proyecto de manera que permita un compromiso más eficiente con los no científicos. Ella y Lingfeng Xia, estudiante de doctorado en ciencias de las plantas en el laboratorio de Karnik, produjeron el video StomaToy, que presenta su opinión sobre el proyecto y una entrevista con el biólogo estomático, el profesor Mike Blatt. Claire Osborne, administradora de la Universidad de Glasgow, ha trabajado con los científicos para coordinar la presencia en la web del proyecto, haciéndolo accesible a un público más amplio. El viaje del proyecto StomaToy y sus logros se pueden ver a medida que suceden en el Sitio web de StomaToy y en Twitter @Estomatal_2019.

Los StomaToys interactuaron con una gran audiencia durante el festival de Ciencias de Glasgow y en el Lancaster Fun Palace, y los recursos en papel se compartieron a nivel nacional e internacional. El proyecto ha sido una experiencia de aprendizaje y motivación tanto para el equipo como para sus audiencias. El equipo de StomaToy ha recibido excelentes comentarios de las audiencias de divulgación y ahora está trabajando para desarrollar aún más los StomaToys para que puedan compartirse libremente con preescolares y escuelas a mayor escala. Si desea utilizar los recursos de StomaToy para la educación o el aprendizaje personal, envíe un correo electrónico al Dr. Rucha Karnik (rucha.karnik@glasgow.ac.uk).

La Dra. Rucha Karnik es actualmente becaria de investigación de la Royal Society University en el IMCSB de la Universidad de Glasgow. Se enfoca en las bombas de protones de la membrana plasmática en plantas que son fundamentales para casi todos los aspectos de la fisiología vegetal, incluida la producción de biomasa, el desarrollo de raíces, las respuestas estomáticas y la defensa contra patógenos.