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La detección de la señalización eléctrica entre las plantas de tomate plantea preguntas interesantes


El suelo debajo de nuestros pies está vivo con las señales eléctricas que se envían de una planta a otra, según una investigación en la que participó un distinguido profesor emérito de la Universidad de Alabama en Huntsville (UAH) en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática.


por Jim Steele, Universidad de Alabama en Huntsville


El Dr. Yuri Shtessel de la UAH y el Dr. Alexander Volkov, profesor de bioquímica en la Universidad de Oakwood, fueron coautores de un artículo que utilizó experimentos físicos y modelos matemáticos para estudiar la transmisión de señales eléctricas entre las plantas de tomate .

La especialidad del Dr. Shtessel es la ingeniería de control . Los algoritmos de control son ampliamente aplicables en todas las disciplinas, por ejemplo, en el control de vehículos aeroespaciales.

En Oakwood, el Dr. Volkov ha estado estudiando la propagación de señales eléctricas dentro de una planta y también entre plantas a través de una red de hongos micorrícicos que se encuentra en todas partes en el suelo y parece actuar como un circuito. La pareja colaboró ​​por primera vez en la investigación en 2017.

«El Dr. Volkov es un destacado erudito en bioquímica. Una vez, estábamos hablando de la propagación de la señal eléctrica a través del tallo de la planta y entre las plantas (comunicación de la planta) a través del suelo», dice el Dr. Shtessel. «Sugerí construir un circuito eléctrico equivalente y un modelo matemático correspondiente que describa estos procesos».

El modelado matemático se basa en ecuaciones diferenciales ordinarias y parciales. El Dr. Shtessel estuvo a cargo de construir los modelos, ejecutar las simulaciones y generar las parcelas.

«¿Qué beneficios se podrían obtener del modelado matemático de los procesos de comunicación?» él pide. «La respuesta es muy simple: podemos usar el modelo matemático para simular los procesos estudiados en una computadora en lugar de realizar experimentos costosos y largos».

Las plantas generan señales eléctricas que se propagan a través de sus partes. Cuando las raíces de los tomates se aíslan experimentalmente entre sí con un espacio de aire, la impedancia eléctrica del espacio es muy grande.

«Las señales eléctricas no pasarán por esta brecha», dice el Dr. Shtessel. En ese experimento, se evitó la comunicación entre las plantas a través de sus raíces, como descubrió el Dr. Volkov.

Sin embargo, cuando las plantas viven en un suelo común, los experimentos llevados a cabo por el Dr. Volkov descubrieron que la impedancia del suelo no es muy grande y pueden comunicarse transmitiéndose señales eléctricas entre sí a través de la red de micorrizas en el suelo.

«Estudiamos experimental y analíticamente a través de simulaciones solo la red de comunicación entre dos plantas», dice el Dr. Shtessel.

La investigación sobre el tomate, que se centró en el estudio experimental y el modelado matemático de la propagación de señales eléctricas entre plantas de la misma especie, abre nuevas puertas a preguntas sobre si las plantas se comunican entre las especies a través de hongos.

«Creo que definitivamente es posible que las señales se propaguen a través de la red de raíces y se propaguen en un terreno común o tierra desde una planta de tomate hasta, digamos, un roble», dice el Dr. Shtessel. «El suelo desempeña el papel de un conductor».

Del mismo modo, la naturaleza de los mensajes que se envían es desconocida y la posibilidad de cognición estaba más allá del alcance del experimento. El Dr. Shtessel hace esas preguntas extremadamente interesantes.

«No se realizó ningún estudio del procesamiento cognitivo de las señales eléctricas pasadas y recibidas por las plantas», dice. «Otro tema es estudiar las comunicaciones de las plantas a través de ondas eléctricas a través del aire. Esta es una historia diferente que aún no se ha estudiado en profundidad».


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