Pela primeira vez, os pesquisadores acabaram de observar como as plantas despejam água

As plantas têm sede de água, assim como nós, os animais, mas a maneira como a água se infiltra em seus tecidos continua sendo um mistério, pois tentar ver isso prejudica o processo.

Ao aplicar a tecnologia de imagem suave de uma nova maneira, o físico Flavius ​​Bascot da Universidade de Nottingham e sua equipe foram capazes de observar as entranhas das plantas em ação enquanto bebiam em tempo real.

“Desenvolvemos uma maneira de nos permitir ver esse processo no nível de células individuais”, Ela disse Kevin Webb, eletrofisiologista da Universidade de Nottingham. “Não apenas podemos ver a água subindo dentro da raiz, mas também podemos ver onde e como ela circula.”

Não apenas a água em si é essencial para as plantas, mas também serve como um veículo para o transporte de outros nutrientes, minerais e biomoléculas importantes através das estruturas vivas. A eficiência com que as plantas movem o precioso fluido pode ter um grande impacto em sua capacidade de resistir a condições ambientais adversas.

“Para monitorar a absorção de água em plantas vivas sem danificá-las, aplicamos uma técnica de microscopia óptica baseada em laser sensível para ver o movimento da água dentro das raízes vivas não invasivas, o que nunca foi feito antes”, explicou Webb.

Ao revelar como os fótons de luz são espalhados a partir de uma fonte estreita de laser, Espectroscopia Raman Ele fornece imagens em tempo real, em nível molecular, em condições naturais, sem a necessidade de rotulagem molecular.

Esta técnica é tão sensível que pode detectar a massa e a direção das ligações moleculares. Isso significa que o contraste pode ser fornecido pelo uso de moléculas que se projetam de seus arredores – neste caso, óxido de deutério, mais conhecido como água pesada, em vez de água pura. O deutério é um isótopo do hidrogênio que contém um nêutron além do próton comum do hidrogênio comum, que dobra sua massa.

Embora a água pesada tenha propriedades ligeiramente diferentes, é semelhante à água regular o suficiente para não alterar as coisas fisiologicamente em pequenas quantidades.

As varreduras detectaram um pulso de água pesada em 80 segundos após a exposição das raízes dos pesquisadores. A planta mais estudada, Rashad (Arabidopsis thaliana) Bascott e a equipe alternaram entre expor a planta com flores à água normal e à água pesada para observar como a nova água se movia pelos tecidos da planta.

Curiosamente, os pesquisadores descobriram apenas água absorvida no interior das raízes, por onde a água transporta os tecidos radiculares textura Isso ocorre, o que indica que a absorção inicial de água não é compartilhada com os tecidos circundantes no caminho das raízes para o resto da planta.

Os pesquisadores acreditam que isso significa que existem dois “mundos de água” dentro da planta e que o segundo sistema de difusão de água distribui a água para esses tecidos externos.

Ser capaz de observar esse processo nos ajudará a entendê-lo e planejar melhor as safras para o futuro turbulento que enfrentamos.

“O objetivo é aumentar a produtividade alimentar global, entendendo e usando os tipos de plantas que têm as melhores chances de sobrevivência e que podem ser mais produtivas em qualquer ambiente, não importa o quão seco ou úmido esteja”, Ela disse rede.

Bascott e a equipe estão desenvolvendo uma versão portátil da tecnologia de imagem para permitir estudos de campo mais intuitivos, e eles também acreditam que a tecnologia pode ser usada em dispositivos de monitoramento de saúde, embora nossas células sejam muito menores do que as das plantas.

Por enquanto, porém, “isso promete nos ajudar a abordar questões importantes como – como as plantas se sentem” sobre a disponibilidade de água? ” explicado O botânico Malcolm Bennett da Universidade de Nottingham.

“As respostas a esta pergunta são vitais para projetar safras futuras que sejam mais bem adaptadas aos desafios que enfrentamos Das Alterações Climáticas e a mudança dos padrões climáticos.

Esta pesquisa foi publicada em Nature Connections.