Las plantas emiten luz y envían correos electrónicos: no es fantasía

Enlace Judío.- Un equipo de investigación del MIT, pionero en la llamada nanobiónica vegetal, ha encontrado formas de utilizar pequeños sensores para piratear las señales que envían las plantas y alterar su forma de actuar.

SUE SURKES

Árboles brillantes que pueden reemplazar las luces de la calle y espinacas que pueden enviar correos electrónicos para advertir de un peligro inminente suenan como una fantasía.

Pero un laboratorio en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, que es pionero en lo que su científico principal, el profesor Michael Strano, ha llamado nanobiónica vegetal, está acercando estas cosas a la realidad.

En lugar de manipular los genes para que las plantas hagan ciertas cosas, la nanobiónica vegetal inserta en ellas piezas minúsculas de maquinaria: pequeñas partículas diseñadas que pueden acceder a las células de una planta.

Los científicos saben desde hace algún tiempo que las plantas se comunican entre sí y con el mundo exterior, pero la investigación de Strano abre la puerta para que los humanos pirateen las señales que una planta se envía a sí misma, haciendo que informe lo que está sucediendo, por correo electrónico.

“La planta es exquisitamente sensible a todo; por ejemplo, estrés por calor. Sabe cuándo habrá sequía antes que los humanos. Detecta las picaduras de insectos”, dijo Strano a The Times of Israel en una entrevista en Zoom.

En 2016, el laboratorio de Strano publicó una investigación que mostraba que la nanobiónica podría usarse para aprovechar las capacidades de detección súper sensibles de una planta, brindando a los agricultores y otros acceso a las herramientas de diagnóstico de la planta.

Debido a que no son móviles de forma independiente, las plantas han desarrollado un conjunto extraordinario de habilidades para monitorear y actuar sobre los cambios más mínimos en su entorno.

Las raíces, que deben buscar agua y nutrientes, son capaces de detectar sustancias que pueden poner en peligro la planta, como contaminantes o plagas del suelo.

El equipo de Strano logró desarrollar e incrustar sensores minúsculos en el tejido vascular que transporta agua de las hojas de espinaca para recoger información sobre los materiales succionados por las raíces y enviados a las hojas.

Estos sensores se fabrican combinando tubos infinitesimalmente pequeños con un recubrimiento de polímero para crear fluorescencia y emitir luz.

Los nanotubos solo se pueden ver con un microscopio electrónico.

Los sensores brillantes son tan pequeños que literalmente se pueden introducir en la hoja sin dañar la planta, donde la fluorescencia cambia de color en el momento en que el material objetivo se une al recubrimiento de polímero.

Una cámara infrarroja capta este cambio de color y envía una alerta a un teléfono celular o dirección de correo electrónico.

La investigación pionera se diseñó originalmente para usar plantas que identifiquen minas terrestres, pero abre la posibilidad de captar la calidad del agua, la contaminación del aire o una serie de otros cambios.

La investigación de casi cinco años volvió a aparecer en los titulares el mes pasado, gracias a una historia de Euronews con el tentador titular “Los científicos han enseñado a las espinacas a enviar correos electrónicos y podrían advertirnos sobre el cambio climático”.

En noviembre, la empresa de investigación del MIT en Singapur publicó una investigación en la que las raíces de las plantas identificaron arsénico en el agua subterránea, un problema real para muchos productores de arroz que no pueden pagar pruebas de laboratorio.

Las plantas no solo detectan problemas, sino que también tienen “señales internas como los nervios de los humanos”, dijo Strano.

“En su teléfono puede ver que la planta ha experimentado una picadura que ha roto el tejido, o que una parte de la planta está demasiado caliente. Este gran avance brinda a los científicos, agricultores e ingenieros agrícolas información en tiempo real sobre lo que está experimentando la planta y conducirá al [desarrollo de] herramientas agrícolas”, dijo.

Arbol de la luz
Hace unos años, el equipo de Strano ideó una forma de hacer brillar las plantas insertando tres tipos de nanopartículas, una de ellas enriquecida con luciferasa, la enzima que permite a una gran cantidad de criaturas atraer parejas o comida o repeler enemigos por bioluminiscencia – literalmente se encienden.

El objetivo es producir, a través de la “quimioluminiscencia”, suficiente luz vegetal para que un humano pueda leer, continuó Strano, y agregó que un arquitecto que trabaja con el equipo confirmó que ya había logrado proporcionar una cantidad de luz indirecta aproximadamente equivalente a luces de cuerda en una habitación.

“El mundo gasta el 20 por ciento de su presupuesto energético global en iluminación”, dijo. “Para el mundo en desarrollo y por razones de cambio climático, si puedes hacer mella, puedes tener un impacto global”.

Strano dijo que sus investigadores habían logrado producir una planta brillante de oreja de elefante (taro), que tiene hojas que pueden crecer de tres a cinco pies de largo.

“Las plantas que estamos usando son cada vez más grandes”, dijo, y señaló que el laboratorio estaba lanzando al MIT a integrar plantas que emitan luz en la iluminación del campus fuera de la red.

“La idea es hacer árboles que puedan ser alumbrado público, plantas de interior que puedan servir como lámparas autorreparables. Las plantas se vuelven más brillantes y duran más. Nuestro objetivo es tener plantas que brillen durante la noche y se recarguen durante el día”, dijo.

Próximamente se publicará un artículo sobre el tema.

Muchos de los antiguos miembros del grupo de Strano ahora están diseñando sus propios dispositivos de nanotubos de carbono, entre ellos Gili Bisker, profesor titular del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Tel Aviv.

Su interés es detectar biomarcadores, moléculas que pueden decirnos algo sobre una enfermedad humana.

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