La fascinación del biólogo Larry York por las raíces de las plantas ha estimulado su investigación en cuatro continentes y lo ha inspirado a crear herramientas accesibles que permitan a otros explorar el mundo subterráneo.
por el Laboratorio Nacional Oak Ridge
Como fisiólogo de plantas en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, York examina las formas en que las raíces absorben nutrientes, buscando rasgos que mejoren la productividad de los cultivos. Su investigación se ha centrado principalmente en el maíz, la soja y el trigo, con un enfoque más reciente en cultivos bioenergéticos como el pasto varilla y el álamo.
«Cuanto más trabajo con las raíces, más fascinado me siento», dijo York. «Son importantes por muchas razones, y existe un creciente reconocimiento de su influencia en el almacenamiento de carbono del suelo y el cambio climático «.
Uno de los estudios recientes de York para el Centro de Innovación en Bioenergía de ORNL examinó cómo cambian las raíces del pasto varilla en respuesta a los déficits de agua y nitrógeno. El equipo de investigación aprovechó la larga trayectoria de ORNL de trabajar con isótopos estables para medir la contribución de las raíces al crecimiento de las plantas .
Usando un isótopo estable de nitrógeno, demostraron que las plantas con raíces más profundas absorbían más nitrógeno y que las plantas estresadas crecen raíces más finas y de ramificación lateral para buscar nutrientes escasos. Comprender estos rasgos y comportamientos de las raíces puede ayudar a los esfuerzos para desarrollar cultivos más resistentes y resistentes a la sequía.
Gran parte de la investigación de York implica desenterrar plantas y medir rasgos importantes de las raíces, como la longitud y el diámetro. Esto no es tarea fácil, ya que muchas raíces son frágiles, y algunas son tan finas como un cabello humano.
York había notado la falta de una solución fácil de usar para obtener imágenes de raíces y analizar esas imágenes durante sus primeros estudios. Llenó ese vacío creando RhizoVision Explorer durante su tiempo de trabajo en Noble Research Institute. Utilizado con un escáner de superficie plana, este software gratuito se ha convertido rápidamente en una tecnología de referencia para medir raíces.
«Permite que más personas estudien las raíces que nunca», dijo York. «Eso es emocionante para mí, porque siento que estoy magnificando mi impacto al poner el software en manos de cualquiera que quiera estudiar raíces».
«¿Cuántas buenas ideas deben existir sobre cómo podemos usar las raíces para aumentar la productividad de los cultivos o generar carbono en el suelo?» él continuó. «Ahora hay miles de científicos adicionales que quizás no eran tradicionalmente biólogos de raíces que también pueden investigar estos temas».
La creación de imágenes ha sido un hilo conductor a lo largo de la investigación de York, y ha organizado numerosos talleres presenciales y virtuales para enseñar a otros cómo crear imágenes y medir las raíces. Está particularmente entusiasmado con la capacidad de imágenes más reciente en ORNL, el Laboratorio de fenotipado avanzado de plantas. Actualmente en la fase de puesta en servicio, este laboratorio único tiene una diversa gama de capacidades de imágenes para medir las características de crecimiento de las plantas.
York está contribuyendo a un proyecto que extenderá la aplicación de estas capacidades de imágenes también al subsuelo. Tener estos datos en tiempo real facilitará la conexión de los rasgos con la genética subyacente y el rendimiento de la planta, informando el diseño de mejores cultivos.
Cavando en
Aunque siempre le ha gustado la ciencia y las plantas, originalmente York no se propuso estudiar las raíces. Muchos miembros de la familia, incluidas su abuela y su tía, lo influenciaron a lo largo de sus carreras en matemáticas y ciencias. Cuando comenzó sus estudios de pregrado en la Universidad de Kentucky, York pensó en emular a su tío y obtener una licenciatura en física.
Rápidamente descubrió que prefería la ciencia más práctica de la biología. Fue un proyecto para una de sus clases de pregrado que primero lo hizo cavar raíces. Su interés creció a medida que leía más artículos sobre ellos y hacía preguntas a expertos en el campo. Una de esas conversaciones llevó a York a postularse para la escuela de posgrado en Penn State, donde completó su doctorado en ecología.
Fue durante sus estudios de doctorado que York comenzó a investigar las raíces en el extranjero. Su tesis se centró en los cultivos de maíz y el uso de nitrógeno, y continuó sus estudios durante todo el año pasando sus inviernos en Sudáfrica haciendo investigación de campo. A través de una beca de un año, también estudió las raíces de la soja y la absorción de fósforo en China, donde conoció a su esposa, que también estudia raíces.
Luego, York estudió raíces de trigo durante un nombramiento postdoctoral en la Universidad de Nottingham en Inglaterra. Después de un breve período como investigador postdoctoral en la Universidad de Missouri, se unió al personal del Noble Research Institute, donde se centró en la productividad de los cultivos y en el desarrollo de su software de imágenes de raíces. Fue durante ese tiempo que comenzó a colaborar por primera vez con el Centro para la Innovación en Bioenergía en los estudios de switchgrass.
Las relaciones que formó a través de CBI y la oportunidad de colaborar con científicos de tantos campos diferentes fueron algunos de los factores que lo llevaron a unirse al personal de Oak Ridge en julio pasado.
«Me gusta la ciencia pública», dijo York. «También sabía que había una fuerza y un interés creciente aquí en ORNL específicamente por el trabajo de raíz y subterráneo, y quería ser parte de ese equipo».
Estar más cerca de su familia en Kentucky ha sido una ventaja. York y su esposa celebraron recientemente el nacimiento de su segunda hija y han disfrutado compartir esa alegría con sus familiares. La familia está echando raíces en una nueva casa y disfruta explorando el arboreto cercano, los jardines botánicos y las montañas.
«Tengo mucho que agradecer y mucho que esperar», dijo York. «A medida que me acomodo y aprendo más sobre el laboratorio, veo muchas oportunidades para crecer tanto profesional como personalmente».
