Estudia UAM señales eléctricas de plantas para desarrollar sensores medioambientales
Es el primer paso para construir dispositivos que informen sobre cambios drásticos medioambientales y aparición de plagas en cultivos
estudio
La doctora Montserrat Alvarado comenzó a desarrollar la caracterización de señales eléctricas de diferentes vegetales.
La doctora Montserrat Alvarado González en la Unidad Cuajimalpa de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) desarrolla una investigación pionera para detectar y describir las señales eléctricas que emiten las raíces de las plantas al ser perturbadas por luz, presión, tacto, temperatura, humedad y contaminantes, entre otros estímulos. Con esta información, bien caracterizada, se daría el primer paso para construir dispositivos que colecten información de las plantas e informen sobre cambios drásticos medioambientales, así como sobre la aparición de plagas en cultivos.
La profesora del Departamento de Matemáticas Aplicadas y Sistemas, de la UAM, explicó que un vegetal no es un ente aislado, sino que forma parte de una estructura de componentes medioambientales, incluidos dos de los más importantes: el suelo y las bacterias cercanas a sus raíces.
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En este esquema planta-suelo-bacterias ocurre un intercambio de moléculas que tienen una carga eléctrica, la cual es posible recuperar mediante electrodos para generar corrientes que se almacenen u ocupen en aparatos de bajo consumo, explicó.
Un segundo aspecto que se desprende de este proyecto, aprobado por el Consejo Divisional de Ciencias Básicas e Ingeniería de la Unidad Cuajimalpa, es el estudio de los elementos sustanciales para que el sistema planta-tierra-bacterias dé la mayor eficiencia, lo que permitiría la creación de equipos para el logro óptimo de electricidad.
RESPUESTA MOLECULAR
Los vegetales tienen mecanismos a nivel molecular para producir una respuesta, la cual es diferente ante cada impulso y, debido a que la mayoría de las moléculas tiene carga eléctrica, una vía indirecta de analizar su reacción a distintas inducciones es medir las corrientes presentes después de ser estimuladas.
La doctora Montserrat Alvarado informó que en el desarrollo del trabajo observó que las plantas tienen una respuesta comparable a la de los seres humanos, por ejemplo: los vegetales cuentan con potenciales eléctricos y de acción que el organismo humano también tiene celularmente. De ahí surgió la idea de aprovechar esos potenciales para controlar ciertos dispositivos.
Uno de los usos potenciales de los sensores está en el campo de control de plagas.
Al detallar algunas de las posibles aplicaciones del nuevo conocimiento, la científica universitaria dijo que un ejemplo se puede describir en el campo del control de plagas:
“Estamos tratando de ubicar plagas, pues si el vegetal es capaz de identificar la carga eléctrica o electromagnética de ciertos insectos, su reacción nos puede indicar qué tan invasivo está siendo, el daño, además de sus capacidades comportamiento ante los compuestos volátiles orgánicos, la humedad o el dióxido de carbono, por lo que estamos tratando de ver a las especies como biosensores que en un futuro podrían ser el reemplazo de sensores convencionales”, indicó.
Con la pandemia por COVID-19 se utilizaron instrumentos electrónicos para descubrir dióxido de carbono, pero también podrían usarse los vegetales para identificarlo e indicar los niveles nocivos del compuesto, así como para detectar la proximidad, pues existen algunos que tienen sensores: las llamadas mimosas púdicas, que al contacto se cierran o abren, y pueden detectar presencias a cierta distancia.
La investigación analiza qué otras plantas se expresan con señales ante cambios del entorno, aun cuando no tengan respuestas tan evidentes como los mecanoreceptores de las mimosas púdicas.
La indagación propone incidir en las reacciones sistémicas de las plantas y ver si la lavanda, u otras, liberen jasmonatos, que son químicos que se dispersan para atraer polinizadores o repeler agresores. Hay evidencia de que ese olor produce relajación, lo que se vincularía con otro estudio en curso relacionado con las emociones humanas, de manera que al detectar sentimientos negativos, se libera ese componente mediante señales eléctricas para ayudar a la persona a relajarse.
Las denominadas venus atrapamoscas, al ser estimuladas de la misma manera, activan los mecanismos que hacen que abra la boca, ante lo cual “podríamos hacer que liberen jasmonatos”; según dónde se les toque sería su comportamiento, es decir, no es lo mismo rozar el pedúnculo con dos dedos que el tallo o la hoja, pues las señales que se emiten son diversas y esto es justo lo que “estamos tratando de saber a qué se debe”.
SENSORES ESPECIALIZADOS PARA INTERPRETAR A LAS PLANTAS
El grupo investiga cómo armar sensores que revelen la humedad de la tierra, la temperatura del entorno y la iluminación, porque estas condiciones arrojan varios resultados, así como el armado de circuitos y el desarrollo de un modelo con el que podrían adquirir todos los sensores para poder enviarlos por Internet a los servidores de la Unidad Cuajimalpa con fines de observar la información. Los sensores pueden servir a productores de alimentos para el control de cultivos. Actualmente buscan el apoyo de la Secretaría de Educación, Ciencia y Tecnología de la Ciudad de México para nuevas fases del proyecto.