As plantas têm sede de água, assim como nós, animais, mas o modo como a sugam através de seus tecidos permanece um mistério, pois tentar vê-la interfere no processo.

Usando uma nova aplicação de uma técnica de imagem suave, o físico Flavius ​​Pascut da Universidade de Nottingham e sua equipe foram capazes de observar as entranhas das plantas em funcionamento em tempo real.

“Desenvolvemos uma maneira de observar esse processo no nível da célula individual.” disse Eletrofisiologista Kevin Webb da Universidade de Nottingham. “Podemos ver não apenas como a água sobe pela raiz, mas também onde e como se move.”

A água em si não é apenas 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 são capazes de transportar o precioso líquido pode ter um grande impacto em sua capacidade de tolerar condições ambientais adversas.

“Para observar a absorção de água pelas plantas vivas sem danificá-las, usamos uma técnica delicada de microscopia óptica baseada em laser para ver de forma não invasiva o movimento da água nas raízes vivas, o que nunca foi feito antes”, disse Webb.

Ao detectar como os fótons de luz são espalhados por uma fonte estreita de laser, Microspectroscopia Raman fornece imagens em tempo real no nível molecular sob condições naturais, sem a necessidade de rotulagem molecular.

Esta técnica é tão sensível que pode detectar a massa e a orientação das ligações moleculares. Ou seja, contrastes podem ser criados por meio do uso de moléculas que se destacam de seu entorno – no caso, óxido de deutério, chamado de água pesada, em vez de água normal. O deutério é um isótopo do hidrogênio que contém um nêutron, bem como o próton solitário usual do hidrogênio normal, que dobra sua massa.

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

A varredura detectou um pulso de água pesada 80 segundos depois que as raízes dos pesquisadores foram expostas. planta mais minuciosamente examinada, Thale agrião (Arabidopsis thaliana) Pascut e a equipe expuseram a planta com flores à alternância de água normal e pesada para observar o movimento da água nova através do tecido da planta.

Estranhamente, os pesquisadores só descobriram a água absorvida dentro das raízes, onde a água transporta o tecido radicular xilema ocorre, indicando que essa captação inicial de água não é repassada aos tecidos circunvizinhos no trajeto das raízes para o restante 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.

A capacidade de observar esse processo nos ajudará a entendê-lo e a planejar melhor as safras para o futuro turbulento que temos pela frente.

“O objetivo é aumentar a produtividade alimentar global, entendendo e usando variedades de plantas com a melhor chance de sobrevivência que podem ser mais produtivas em qualquer ambiente, não importa quão seco ou úmido.” disse Webb.

Pascut e a equipe estão desenvolvendo uma versão portátil da tecnologia de imagem para permitir estudos de campo mais acessíveis e também acreditam que essa técnica poderia ser usada em dispositivos de vigilância de saúde, embora nossas células sejam muito menores que as plantas.

Por enquanto, no entanto, isso promete nos ajudar a responder perguntas importantes, como: explicado Malcolm Bennett, cientista de plantas da Universidade de Nottingham.

“As respostas a esta pergunta são cruciais para melhor adaptar as futuras plantas aos desafios que enfrentamos Das Alterações Climáticas e a mudança dos padrões climáticos. “

Este estudo foi publicado em Comunicação da natureza.