Tecnología revolucionaria de terahercios: ¡mide el agua de las plantas fácilmente!

Tecnología revolucionaria de terahercios: ¡mide el agua de las plantas fácilmente!

Un equipo de investigación dirigido por el profesor Dr. Martin Koch de la Universidad Philipps de Marburg ha desarrollado un método innovador para visualizar el equilibrio hídrico de las plantas. Esta técnica innovadora utiliza espectroscopía de terahercios para observar con precisión la apertura y el cierre de los estomas, las aberturas de las hojas de las plantas. Los resultados de este estudio fueron publicados recientemente en la revista especializada. Informes Científicos publicado. Con este método, los científicos ahora pueden analizar mejor la capacidad de las plantas para adaptarse a sus recursos hídricos.

Los estomas desempeñan un papel crucial en la vida vegetal, ya que permiten el intercambio de CO2 y regulan la transpiración. Durante el día, las plantas absorben CO2 a través de sus estomas y liberan oxígeno, perdiendo agua en el proceso. Durante el estrés por sequía o por la noche, los estomas se cierran para evitar que se sequen. Las ondas de terahercios utilizadas para analizar el equilibrio hídrico son fuertemente absorbidas por el agua. La atenuación de la señal que se produce cuando la radiación de terahercios pasa a través de las hojas proporciona pistas sobre el contenido de agua de las plantas, lo que hace que el método sea especialmente útil.

Una comparación de variantes de plantas.

En otro análisis, el equipo comparó plantas de Arabidopsis con variantes que tienen una regulación limitada de su equilibrio hídrico debido a una mutación genética. Esta mutación altera vías de señalización específicas en la respuesta al estrés por sequía. Los resultados muestran que las plantas con un defecto genético se secan más rápidamente porque no pueden adaptar eficazmente su apertura estomática al suministro de agua. Este conocimiento podría ser crucial para identificar cultivos vegetales más resilientes a los desafíos del cambio climático.

Además, los científicos se esfuerzan por lograr una implementación más portátil y rentable de esta tecnología de medición para que otros laboratorios puedan acceder a esta tecnología innovadora. El profesor Dr. Martin Koch enseña física y dirige el grupo de trabajo de fotónica de semiconductores en la Universidad de Marburg. Estos avances podrían ser importantes no sólo para la economía agrícola, sino también para otras áreas donde se requiere una gestión eficiente del agua.

Aplicaciones en la agricultura y más allá

El cambio climático está provocando sequías prolongadas en muchas regiones, lo que obliga a los agricultores a conservar agua. Los sistemas de riego inteligentes que se adaptan a las necesidades reales de las plantas podrían ser una solución en este caso. Los métodos actuales para analizar el estado del agua suelen ser invasivos y perjudiciales para las plantas. La espectroscopia de terahercios, por otro lado, no es invasiva y ofrece la ventaja de que la apariencia externa de la planta, al igual que las agujas de pino examinadas, permanece sin cambios, incluso si han estado sometidas a estrés por sequía durante varias semanas.

La tecnología de terahercios, que también tiene potencial en la industria y la medicina, por ejemplo en el diagnóstico del cáncer, permite un fenotipado de plantas automatizado y más preciso. El sistema portátil previsto para analizar las plantas en el campo podría revolucionar la gestión del riego. El Red Alemana de Fenotipado de Plantas (DPPN) y su homólogo europeo EPPN ya están trabajando en el desarrollo de métodos no invasivos y de alto rendimiento para la investigación de plantas, lo que subraya aún más la importancia de esta tecnología.