Se sabe que la contaminación por microplásticos afecta negativamente la germinación de las semillas y el crecimiento de las plántulas.
por el Instituto de Tecnología de Shibaura
Aunque algunos estudios han demostrado los efectos de los microplásticos en la germinación de semillas, se desconoce el impacto de los microplásticos en la actividad biológica interna de las semillas. Ahora, un grupo de investigadores ha utilizado la tomografía de coherencia óptica biospeckle para revelar que los microplásticos dificultan significativamente la actividad interna en las semillas de lentejas durante la germinación y pueden provocar un retraso en el crecimiento en etapas posteriores.
Los microplásticos son pequeños fragmentos de plástico, de menos de 5 mm de diámetro. Hay dos tipos de microplásticos: primarios y secundarios. Cualquier partícula de plástico que ya tenga un tamaño de 5 mm o menos antes de ingresar al medio ambiente se considera microplástico primario. Existen en cosméticos, textiles, agentes de limpieza y artículos de tocador. Por otro lado, los microplásticos secundarios se forman cuando los productos plásticos más grandes, como botellas, recipientes, redes de pesca, el mantillo plástico que se usa para la agricultura y las bolsas de plástico se descomponen en pedazos más pequeños debido a los procesos naturales de desgaste.
En las últimas décadas, la contaminación por microplásticos se ha convertido en un motivo de gran preocupación en todo el mundo. Debido a su mayor uso y a la falta de una gestión adecuada de los desechos, los microplásticos se están acumulando en los ecosistemas a un ritmo alarmante, lo que representa una grave amenaza para las plantas, los animales y los humanos por igual.
Al igual que los cuerpos humanos , las plantas tienen un método para transportar los nutrientes recogidos por sus raíces a otras partes de sus cuerpos. Las plantas en desarrollo pueden absorber microplásticos a través de grietas en sus raíces jóvenes. Estos pueden luego viajar a lo largo del xilema (que forma parte del “sistema de distribución” de la planta) a las partes comestibles de la planta. Recientemente, se han encontrado microplásticos en muchas frutas y verduras comunes e incluso en la sal de mesa.
A medida que entendemos cómo los microplásticos podrían distribuirse a lo largo de la cadena alimentaria , surge una pregunta importante: ¿Cómo afectan estos microplásticos a las mismas plantas que los absorben? Un equipo de investigadores buscó investigar esto comenzando con la etapa más temprana de la vida de una planta: la germinación de la semilla .
El equipo, compuesto por la Prof. Uma Maheswari Rajagopalan del Instituto de Tecnología de Shibaura (SIT), y el Prof. Hirofumi Kadono junto con su Ph.D. Los estudiantes, Y. Sanath K. De Silva y Li Danyang de la Universidad de Saitama, Japón, investigaron los efectos de los microplásticos en la germinación de semillas de lentejas y el crecimiento de plántulas, centrándose en cómo estos contaminantes afectan la actividad interna de una semilla. Utilizaron la tomografía de coherencia óptica biospeckle (bOCT), una técnica que habían propuesto y luego probado para demostrar con precisión la actividad interna de las plantas, para llevar a cabo sus observaciones, cuyos detalles se publicaron en la revista Chemosphere .
Los investigadores expusieron semillas de lentejas a diferentes concentraciones de microplásticos de polietileno (PEMP) durante siete días, y las observaciones de bOCT se observaron a las 0, 6, 12 y 24 horas. Los hallazgos de bOCT luego se compararon con los parámetros biológicos de germinación y crecimiento, así como con la actividad enzimática antioxidante.
Sus hallazgos fueron bastante prometedores. Después de solo 6 horas, los datos de bOCT demostraron que las semillas tratadas con PEMP tenían una disminución sustancial en la actividad interna, lo que demuestra los efectos perjudiciales de los microplásticos en su germinación y el posterior crecimiento de la planta. También se observó un aumento en las actividades de las enzimas antioxidantes. El estudio observó que cuando se elevaba la concentración de PEMP, la caída de la actividad interna era más pronunciada, lo que sugería un efecto de las PEMP dependiente de la dosis en las semillas y plántulas de lentejas.
“Nuestros hallazgos mostraron, por primera vez, que los microplásticos impiden la actividad interna de las semillas durante la germinación. Esto probablemente se deba al bloqueo físico de los poros, lo que conduce a un retraso en el crecimiento en etapas posteriores”, dice el profesor Rajagopalan.
De hecho, su enfoque único de modificar OCT, una técnica utilizada ampliamente en el campo de la oftalmología, para biospeckle OCT, que utiliza el ruido que aparece en un OCT para su ventaja, demostró ser muy efectivo. Los métodos convencionales, que se basan en longitudes y pesos, requieren alrededor de dos días de exposición para mostrar resultados similares, una hazaña que la bOCT logró en cuestión de horas.
La técnica se puede utilizar para observar de manera efectiva los efectos dependientes de la dosis de los microplásticos en las semillas. “Nuestros resultados resaltan el potencial de bOCT como herramienta de detección para una evaluación rápida de la calidad de la semilla y la contaminación ambiental”, dice el profesor Rajagopalan.
En conclusión, este estudio muestra que los PEMP impactan negativamente en la germinación de semillas de lenteja que, a su vez, afecta su crecimiento. Este resultado tiene implicaciones importantes para la formulación de políticas en relación con el control y la gestión de la contaminación por microplásticos.
Más información: Y. Sanath K. De Silva et al, Effects of microplastics on lentil (Lens culinaris) seed germination and seedling growth,
Chemosphere (2022). DOI: 10.1016/j.quimiosfera.2022.135162
