Científicos del Centro de Investigaciones en Óptica (CIO), en Guanajuato, realizaron un proyecto en el que mediante el uso de cierto de tipo de luz y el funcionamiento del agua en una planta se pueden conocer los efectos fisiológicos, bioquímicos y moleculares.

El trabajo utiliza una técnica llamada espectrometría en terahertz en el dominio del tiempo (THz-TDS, por sus siglas en inglés) que mediante la irradiación de la planta con cierto tipo de luz se puede monitorear en vivo y tiempo real la dinámica del agua en las plantas sin dañarlas, como ocurre con los métodos tradicionales.

Los investigadores monitorearon los efectos de diferentes tipos de estímulos en la dinámica del agua en Arabidopsis thaliana, una hierba empleada en la biología como organismo modelo, informó en un comunicado la Academia Mexicana de las Ciencias (AMC).

Por medio del espectrómetro de terahert se enfoca la parte de la planta a estudiar, como las hojas; la información que transmite a través del tejido se colecta y un detector traduce los datos sobre el contenido del agua.

En caso de prolongarse el estrés hídrico el crecimiento y productividad de las plantas disminuyen, sin embargo, las plantas evolucionaron una sofisticada red de mecanismos para ajustarse a una variedad de problemas ambientales.

Para la biología y la agricultura es muy importante entender cómo funciona este proceso, porque sirve para mejorar la tolerancia al estrés de la planta mediante la biotecnología, manteniendo el rendimiento y calidad de los cultivos.

Para estudiar cómo varía el contenido de agua de la planta, los métodos tradicionales toman una muestra fresca de ésta, la pesan, después la secan y la vuelven a pesar, pero hacerlo de esta manera desencadena una serie de respuestas en la planta que pueden alterar los efectos que se desean estudiar.

El experimento consistió en comparar las capacidades de retención del líquido en diferentes escenarios, uno fue parecido al tezontle, con pequeñas piedritas, de fácil deshidratación, y otro a la tierra del bosque, con una alta capacidad de retención de la humedad.

Los científicos observaron que las plantas que crecían en el sustrato parecido al tezontle, mantenían el líquido por unas horas pero en determinado momento, mostraban una rápida deshidratación; mientras que las plantas que crecían en el sustrato alto en humedad, la tasa de pérdida de agua era mucho más lenta y constante.

"Esto nos muestra que la planta desempeña un papel activo para enfrentar condiciones de restricción del líquido. Esto tiene que ver con que la parte por la cual más pierden agua es a través de las hojas, para la planta lo más importante no es mantener vivas las hojas sino la raíz.

"Cuando el agua está limitada en el sustrato, la planta activa mecanismos para retenerla en sus tejidos, pero llega un punto en que le es insostenible y colapsa", comentó el también doctor en física de la materia condensada por la Universidad de Oxford, Inglaterra.

Otro de los objetivos fue estudiar los cambios en el contenido de agua de las hojas durante los periodos naturales de luz y oscuridad, así como por los efectos de una hormona llamada ABA (ácido absícico), la cual participa en la respuesta adaptativa de las plantas frente a diferentes tipos de estrés, como el hídrico.

En la dermis de las plantas hay cientos de poros llamados estomas, a través de los cuales intercambian gases y vapor de agua con la atmósfera; la mayoría de las plantas los tienen abiertos durante el día y cerrados por la noche.

Los investigadores observaron que poco a poco, conforme anochece, los estomas se cierran y por lo tanto la planta empieza a acumular un poco más de agua, pero cuando se enciende la luz, los estomas se abren y, debido al exceso de agua en el tejido respecto a la atmósfera, el líquido sale hacia el exterior.

"Este método THz-TDS no solo nos permite hacer la medición en vivo, sin estresar a la planta, que son ventajas ya de por sí muy útiles, sino que además nos permite hacer la medición mucho más precisa, podemos ver cambios mucho más sutiles que se sabía de ellos de manera indirecta y midiendo otros parámetros del funcionamiento de la planta, con los métodos tradicionales", afirmó.

También se probó qué pasaba cuando a las plantas se les rociaba con ABA y forzaron a que se cerraran los estomas. Lo que vio el equipo de científicos fue un efecto muy parecido al de los ciclos luz-oscuridad en el que sube la hidratación y al cabo de un rato se empiezan a abrir otra vez, por lo que el nivel de hidratación vuelve a descender al poco tiempo de recibir este estímulo.

Enrique Castro Camus añadió que este método permitirá identificar especies de relevancia alimenticia que bajo condiciones de estrés hídrico, requieren menos irrigación y, por lo tanto, podrían hacer productivos territorios agrícolas que hoy en día no lo son.

En la actualidad la tecnología resulta todavía cara, reconoció, sin embargo su desarrollo a nivel industrial y con fines de investigación abre la posibilidad de que los costos disminuyan de manera drástica en los años siguientes.