Le piante hanno sete di acqua, proprio come noi animali, ma il modo in cui l’acqua filtra attraverso i loro tessuti è rimasto un po’ un mistero, poiché cercare di vederlo accadere compromette il processo.

Applicando una tecnologia di imaging delicata in un modo nuovo, il fisico Flavius ​​Bascot dell’Università di Nottingham e il suo team sono stati in grado di osservare le viscere delle piante in azione mentre bevevano in tempo reale.

“Abbiamo sviluppato un modo per permetterci di visualizzare questo processo a livello di singole cellule”, Lei disse L’elettrofisiologo dell’Università di Nottingham Kevin Webb. “Non solo possiamo vedere l’acqua che sale all’interno della radice, ma possiamo anche vedere dove e come viaggia”.

Non solo l’acqua stessa è essenziale per le piante, ma serve anche come veicolo per trasportare altri nutrienti, minerali e importanti biomolecole attraverso le strutture viventi. L’efficienza con cui le piante muovono il prezioso fluido può avere un enorme impatto sulla loro capacità di resistere a condizioni ambientali difficili.

“Per monitorare l’assorbimento di acqua nelle piante vive senza danneggiarle, abbiamo applicato una tecnica di microscopia ottica basata su laser sensibile per vedere il movimento dell’acqua all’interno delle radici viventi non invasive, cosa mai fatta prima”, ha spiegato Webb.

Rivelando come i fotoni di luce vengono dispersi da una stretta sorgente laser, Spettroscopia Raman Fornisce immagini in tempo reale, a livello molecolare, in condizioni naturali, senza la necessità di etichettatura molecolare.

Questa tecnica è così sensibile da poter rilevare la massa e la direzione dei legami molecolari. Ciò significa che il contrasto può essere fornito utilizzando molecole che sporgono dall’ambiente circostante – in questo caso, l’ossido di deuterio, meglio noto come acqua pesante, invece della semplice acqua. Il deuterio è un isotopo dell’idrogeno che contiene un neutrone oltre al solito singolo protone dell’idrogeno ordinario, che raddoppia la sua massa.

Mentre l’acqua pesante ha proprietà leggermente diverse, è abbastanza simile all’acqua normale da non cambiare le cose fisiologicamente in piccole quantità.

Le scansioni hanno rilevato un impulso di acqua pesante entro 80 secondi dall’esposizione delle radici dei ricercatori. La pianta più studiata, Rashad (Arabidopsis thaliana). Bascott e il team hanno alternato l’esposizione della pianta in fiore all’acqua normale e all’acqua pesante per osservare come la nuova acqua si muoveva attraverso i tessuti della pianta.

Curiosamente, i ricercatori hanno scoperto solo l’acqua assorbita all’interno delle radici, dove l’acqua trasporta i tessuti radicali struttura Si verifica, il che indica che l’assorbimento iniziale di acqua non è condiviso con i tessuti circostanti nel suo percorso dalle radici al resto della pianta.

I ricercatori ritengono che ciò significhi che ci sono due “mondi d’acqua” all’interno della pianta e che il secondo sistema di diffusione dell’acqua distribuisce l’acqua a questi tessuti esterni.

Essere in grado di osservare questo processo ci aiuterà a capirlo e a pianificare meglio le colture per il futuro turbolento che abbiamo di fronte.

“L’obiettivo è aumentare la produttività alimentare globale comprendendo e utilizzando i tipi di piante che hanno le migliori possibilità di sopravvivenza e che possono essere più produttive in un dato ambiente, non importa quanto sia secco o umido”, Lei disse ragnatela.

Bascott e il team stanno sviluppando una versione portatile della tecnologia di imaging per consentire studi sul campo più intuitivi e credono anche che la tecnologia potrebbe essere utilizzata nei dispositivi di monitoraggio sanitario, anche se le nostre cellule sono molto più piccole di quelle delle piante.

Per ora, però, “questo promette di aiutarci ad affrontare questioni importanti come – come si sentono le piante” riguardo alla disponibilità di acqua? ” spiegato Malcolm Bennett, botanico dell’Università di Nottingham.

“Le risposte a questa domanda sono vitali per progettare colture future che si adattino meglio alle sfide che dobbiamo affrontare Cambiamento climatico e mutevoli modelli meteorologici.

Questa ricerca è stata pubblicata in Connessioni con la natura.