Una investigación reciente liderada por un equipo interdisciplinario de biólogos, físicos e ingenieros de la Escuela de Medio Ambiente de Yale ha desarrollado un método innovador para observar los cambios de presión en las células estomáticas de las plantas, lo que podría revolucionar nuestra comprensión sobre la fisiología y evolución de las especies vegetales. Este estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, amplía considerablemente el rango de especies que se pueden estudiar, lo que ofrece nuevas posibilidades de investigación sobre la eficiencia del uso del agua en la agricultura.
Método innovador para medir la presión celular
Las plantas, en su constante adaptación a cambios ambientales como la temperatura o la luz, regulan la apertura y cierre de sus estomas, estructuras microscópicas que permiten la absorción de dióxido de carbono y la pérdida de agua. Sin embargo, hasta ahora, los científicos contaban con herramientas limitadas para medir estos cambios de presión. Tradicionalmente, se utilizaban tubos de vidrio extremadamente finos que, al ser muy frágiles, solo funcionaban con especies cuyas células eran suficientemente grandes.
El nuevo enfoque implementa un sistema láser adaptado de investigaciones sobre regeneración nerviosa en gusanos, que permite vaporizar un líquido dentro de la célula, creando burbujas diminutas. Aunque estas burbujas desaparecen en milésimas de segundo, su tamaño máximo, que se correlaciona con la presión en el entorno, puede ser medido con cámaras de alta velocidad. Este avance ha permitido a los investigadores aplicar el método en más de 40 especies de plantas, incluidas algunas con células demasiado pequeñas para estudios anteriores.
Craig Brodersen, profesor de Ecología Fisiológica de Plantas y autor principal del estudio, destaca la importancia de este descubrimiento: «Casi todas las plantas terrestres utilizan este principio de presión interna para crecer y reproducirse, pero hasta ahora teníamos acceso limitado a estas mediciones». Esta nueva metodología no solo facilita la obtención de datos, sino que también permite comprender mejor la trayectoria evolutiva de las plantas más primitivas, como los musgos.
La cuantificación de los cambios de presión en los estomas es crucial, ya que determina la velocidad a la que estos pueden abrirse y cerrarse. Esta dinámica es esencial para equilibrar la absorción de carbono y la pérdida de agua, un aspecto clave en la eficiencia hídrica de las plantas y, por ende, en la agricultura. El desarrollo de variedades de cultivos más eficientes en el uso del agua es un objetivo prioritario, especialmente en un contexto de creciente escasez hídrica a nivel global.
El equipo de investigación continúa perfeccionando esta técnica y trabaja en la ingeniería de un sistema que permita medir la presión absoluta, lo cual podría abrir aún más puertas en la investigación agrícola y ambiental.
Más información: Craig R. Brodersen et al, «In situ cavitation bubble manometry reveals a lack of light-activated guard cell turgor modulation in bryophytes», Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2419887122
