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

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

Aplicando una técnica de imagen delicada de una manera nueva, el físico Flavius ​​Pascut de la Universidad de Nottingham y el equipo pudieron observar las entrañas de las plantas en el trabajo mientras bebían en tiempo real.

«Hemos desarrollado una forma que nos permite observar ese proceso a nivel de células individuales», Ella dijo Kevin Webb, electrofisiólogo de la Universidad de Nottingham. «No solo podemos ver el agua subiendo dentro de la raíz, sino también hacia dónde y cómo viaja».

El agua no solo es esencial para las plantas, sino que también actúa como vehículo para el transporte de otros nutrientes, minerales y biomoléculas importantes a través de estructuras vivas. La eficiencia con la que las plantas pueden mover el preciado líquido puede tener un efecto enorme 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 una manera no invasiva, algo que nunca antes se había hecho». Webb explicado.

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

Esta técnica es tan sensible que puede detectar la masa y la orientación de los enlaces moleculares. Esto significa que se puede proporcionar contraste mediante el uso de moléculas que se destaquen de su entorno, en este caso el óxido de deuterio, conocido como agua pesada, en lugar del agua ordinaria. El deuterio es un isótopo de hidrógeno que tiene un neutrón y el 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 cambia las cosas fisiológicamente en pequeñas cantidades.

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

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

Los investigadores creen que esto significa que hay «dos mundos acuáticos» 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.

«El objetivo es aumentar la productividad general de los alimentos mediante la comprensión y el uso de variedades de plantas con las mejores posibilidades de supervivencia que pueden ser más productivas en un entorno determinado, sin importar cuán seco o húmedo sea». Ella dijo Webb.

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

Por ahora, sin embargo, «esto promete ayudarnos a abordar cuestiones importantes como: ¿cómo ‘sienten’ 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. cambio climático y patrones climáticos alterados «.

Esta investigación fue publicada en Comunicaciones de la naturaleza.