Tecnologia revolucionária terahertz: meça a água das plantas facilmente!

Tecnologia revolucionária terahertz: meça a água das plantas facilmente!

Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Dr. Martin Koch da Universidade Philipps de Marburg desenvolveu um método inovador para visualizar o equilíbrio hídrico das plantas. Esta técnica inovadora utiliza espectroscopia terahertz para observar com precisão a abertura e o fechamento dos estômatos, as aberturas das folhas das plantas. Os resultados deste estudo foram publicados recentemente na revista especializada Relatórios Científicos publicado. Usando este método, os cientistas podem agora analisar melhor a capacidade das plantas de se adaptarem aos seus recursos hídricos.

Os estômatos desempenham um papel crucial na vida das plantas, pois permitem a troca de CO2 e regulam a transpiração. Durante o dia, as plantas absorvem CO2 através dos estômatos e liberam oxigênio, perdendo água no processo. Durante o estresse hídrico ou à noite, os estômatos fecham para evitar o ressecamento. As ondas terahertz usadas para analisar o balanço hídrico são fortemente absorvidas pela água. A atenuação do sinal que ocorre quando a radiação terahertz passa pelas folhas fornece pistas sobre o teor de água das plantas, tornando o método particularmente útil.

Uma comparação de variantes de plantas

Numa análise mais aprofundada, a equipa comparou plantas de Arabidopsis com variantes que têm regulação limitada do seu equilíbrio hídrico devido a uma mutação genética. Esta mutação prejudica vias de sinalização específicas na resposta ao estresse hídrico. Os resultados mostram que as plantas com defeito genético secam mais rapidamente porque não conseguem adaptar eficazmente a sua abertura estomática ao abastecimento de água. Esse conhecimento poderá ser crucial para identificar culturas vegetais mais resilientes aos desafios das alterações climáticas.

Além disso, os cientistas estão a esforçar-se por uma implementação mais portátil e económica desta tecnologia de medição, a fim de dar a outros laboratórios acesso a esta tecnologia inovadora. O professor Dr. Martin Koch ensina física e dirige o grupo de trabalho de fotônica de semicondutores na Universidade de Marburg. Estes avanços poderão ser importantes não só para a economia agrícola, mas também para outras áreas onde é necessária uma gestão eficiente da água.

Aplicações na agricultura e além

As alterações climáticas estão a causar secas prolongadas em muitas regiões, forçando os agricultores a conservar água. Sistemas de irrigação inteligentes adaptados às necessidades reais das plantas podem ser uma solução aqui. Os métodos atuais de análise do estado da água são frequentemente invasivos e prejudiciais às plantas. A espectroscopia Terahertz, por outro lado, não é invasiva e oferece a vantagem de que a aparência externa da planta, assim como as agulhas de pinheiro examinadas, permanece inalterada, mesmo que tenham sido submetidas ao estresse hídrico por várias semanas.

A tecnologia Terahertz, que também tem potencial na indústria e na medicina, por exemplo no diagnóstico do cancro, permite a fenotipagem automatizada e mais precisa das plantas. O sistema portátil planejado para análise de plantas no campo poderá revolucionar o gerenciamento da irrigação. O Rede Alemã de Fenotipagem de Plantas (DPPN) e a sua homóloga europeia EPPN já estão a trabalhar no desenvolvimento de métodos não invasivos e de alto rendimento para a investigação de plantas, sublinhando ainda mais a importância desta tecnologia.