septiembre 19, 2021

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Por primera vez, los investigadores acaban de observar cómo las plantas absorben el agua.

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Las plantas tienen sed de agua, al igual que nosotros los animales, pero la forma exacta en que la succionan a través de sus tejidos sigue siendo un misterio, ya que tratar de ver que suceda socava el proceso.

Al aplicar una técnica de imágenes fluidas de una manera nueva, el físico Flavius ​​Pascut de la Universidad de Nottingham y el equipo pudieron observar cómo funcionaban las entrañas de la planta mientras bebían en tiempo real.

“Hemos desarrollado una forma que nos permite observar este proceso a nivel de células individuales”, dicho Kevin Webb, electrofisiólogo de la Universidad de Nottingham. “No podemos ver simplemente el agua que sube a través de la raíz, sino también hacia dónde y cómo viaja”.

El agua en sí no solo es esencial para las plantas, sino que también actúa como un vehículo para transportar otros nutrientes, minerales y biomoléculas importantes a través de las estructuras vivas. La eficiencia con la que las plantas pueden mover el preciado líquido puede tener un gran efecto en su capacidad para tolerar las duras condiciones ambientales.

“Para observar la absorción de agua en las plantas vivas sin dañarlas, aplicamos una técnica de microscopía óptica sensible basada en láser para ver el movimiento del agua dentro de las raíces vivas de forma no invasiva, lo que nunca antes se había hecho”, explicó Webb.

Al detectar cómo se dispersan los fotones de luz de una fuente láser estrecha, Microspectroscopía Raman proporciona imágenes en tiempo real a nivel molecular, en condiciones naturales, sin necesidad de etiquetado molecular.

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Esta técnica es tan sensible que puede detectar la masa y la orientación de los enlaces moleculares. Esto significa que el contraste se puede proporcionar mediante el uso de moléculas que se destacan de su entorno, en este caso, óxido de deuterio, conocido como agua pesada, en lugar del agua normal. El deuterio es un isótopo de hidrógeno que tiene un neutrón, muy parecido al protón solitario normal del hidrógeno, que duplica su masa.

Aunque el agua pesada tiene propiedades ligeramente diferentes, es lo suficientemente similar al agua normal que no altera fisiológicamente las cosas en pequeñas cantidades.

El escaneo detectó un pulso de agua pesada a los 80 segundos de exponer las raíces de los investigadores. planta más estudiada, ese berroArabidopsis thaliana) Pascut y el equipo alternaron entre exponer la planta con flores a agua normal y agua pesada para observar cómo el agua nueva se movía a través de los tejidos de la planta.

Curiosamente, los investigadores solo detectaron el agua succionada hacia la parte interna de las raíces, donde el agua transporta los tejidos de las raíces. xilema ocurre, mostrando que esta absorción inicial de agua no se comparte con los tejidos circundantes en su camino desde las raíces al resto de la planta.

Los investigadores creen que esto significa que hay “dos mundos de agua” dentro de la planta y que el segundo sistema de difusión de agua distribuye el agua a estos tejidos externos.

Poder observar este proceso nos ayudará a comprenderlo y planificar mejor los cultivos para el tumultuoso futuro que enfrentamos.

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“El objetivo es aumentar la productividad alimentaria mundial mediante la comprensión y el uso de variedades de plantas con las mejores posibilidades de supervivencia que pueden ser más productivas en cualquier entorno, sin importar cuán seco o húmedo sea”. dicho Webb.

Pascut y el equipo están desarrollando una versión portátil de la tecnología de imágenes para permitir estudios de campo más asequibles, y también creen que esta técnica se puede utilizar en dispositivos de control de la salud, aunque nuestras células son mucho más pequeñas que las plantas.

Sin embargo, por ahora, “esto promete ayudarnos a abordar cuestiones importantes como: ¿cómo ‘perciben’ las plantas la disponibilidad de agua?” explicado Malcolm Bennett, científico de plantas de la Universidad de Nottingham.

“Las respuestas a esta pregunta son vitales para diseñar cultivos futuros que se adapten mejor a los desafíos que enfrentamos. del Cambio Climático y patrones climáticos alterados. “

Esta investigación fue publicada en Comunicaciones de la naturaleza.

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