La Venus atrapamoscas Dionaea muscipula es una planta carnívora que encierra a su presa utilizando hojas modificadas como trampa. Durante este proceso, señales eléctricas conocidas como potenciales de acción desencadenan el cierre de los lóbulos de las hojas. Un equipo interdisciplinario de científicos ha demostradoque estas señales eléctricas generan campos magnéticos mensurables. Usando magnetómetros atómicos, resultó posible registrar este biomagnetismo. "Se podría decir que la investigación es un poco como realizar una resonancia magnética en humanos", dijo la física Anne Fabricant. "El problema es que elLas señales magnéticas en las plantas son muy débiles, lo que explica por qué fue extremadamente difícil medirlas con la ayuda de tecnologías más antiguas ".
La actividad eléctrica en el atrapamoscas de Venus está asociada con señales magnéticas
Sabemos que en el cerebro humano los cambios de voltaje en ciertas regiones son el resultado de la actividad eléctrica concertada que viaja a través de las células nerviosas en forma de potenciales de acción. Técnicas como la electroencefalografía EEG, la magnetoencefalografía MEG y la resonancia magnética MRI se puede utilizar para registrar estas actividades y diagnosticar trastornos de forma no invasiva. Cuando se estimulan las plantas, también generan señales eléctricas, que pueden viajar a través de una red celular análoga al sistema nervioso humano y animal.
Un equipo interdisciplinario de investigadores de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz JGU, el Instituto Helmholtz de Mainz HIM, el Biocentro de Julius-Maximilians-Universität de Würzburg JMU y el Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB de Berlín,El instituto nacional de meteorología de Alemania ha demostrado ahora que la actividad eléctrica en la trampa para moscas de Venus también está asociada con señales magnéticas. "Hemos podido demostrar que los potenciales de acción en un sistema de plantas multicelulares producen campos magnéticos medibles, algo que nunca antes se había confirmado.", dijo Anne Fabricant, candidata a doctorado en el grupo de investigación del profesor Dmitry Budker en JGU y HIM.
La trampa de Dionaea muscipula consiste en hojas atrapadoras bilobuladas con pelos sensibles que, al tocarlas, desencadenan un potencial de acción que viaja a través de toda la trampa. Después de dos estímulos sucesivos, la trampa se cierra y cualquier presa potencial de insectos queda encerrada en su interior y posteriormenteCuriosamente, la trampa es excitable eléctricamente de diversas formas: además de las influencias mecánicas, como el tacto o las lesiones, la energía osmótica, por ejemplo, las cargas de agua salada, y la energía térmica en forma de calor o frío también pueden desencadenar la acción.potenciales. Para su estudio, el equipo de investigación utilizó estimulación térmica para inducir potenciales de acción, eliminando así factores potencialmente perturbadores como el ruido de fondo mecánico en sus mediciones magnéticas.
Biomagnetismo: detección de señales magnéticas de organismos vivos
Si bien el biomagnetismo ha sido relativamente bien investigado en humanos y animales, hasta ahora se han realizado muy pocas investigaciones equivalentes en el reino vegetal, utilizando solo magnetómetros de dispositivos de interferencia cuántica superconductores SQUID, instrumentos voluminosos que deben enfriarse paratemperaturas criogénicas. Para el experimento actual, el equipo de investigación utilizó magnetómetros atómicos para medir las señales magnéticas del atrapamoscas Venus. El sensor es una celda de vidrio llena de un vapor de átomos alcalinos, que reaccionan a pequeños cambios en el entorno del campo magnético localEstos magnetómetros de bombeo óptico son más atractivos para aplicaciones biológicas porque no requieren enfriamiento criogénico y también pueden miniaturizarse.
Los investigadores detectaron señales magnéticas con una amplitud de hasta 0.5 picotesla de la trampa para moscas de Venus, que es millones de veces más débil que el campo magnético de la Tierra. "La magnitud de la señal registrada es similar a la que se observa durante las mediciones de superficie de los impulsos nerviosos enanimales ", explicó Anne Fabricant. Los físicos de JGU tienen como objetivo medir señales aún más pequeñas de otras especies de plantas. En el futuro, estas tecnologías no invasivas podrían usarse en la agricultura para el diagnóstico de cultivos y plantas, al detectar respuestas electromagnéticas a cambios repentinos de temperatura, plagas, o influencias químicas sin tener que dañar las plantas mediante electrodos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Johannes Gutenberg Universitaet Mainz . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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