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La detección de señales eléctricas entre plantas de tomate plantea interesantes cuestiones

La detección de señales eléctricas entre plantas de tomate plantea interesantes cuestiones
El Dr. Yuri Shtessel y el Dr. Alexander Volkov estudiaron la propagación de señales eléctricas entre plantas de tomate. Crédito: Universidad de Alabama en Huntsville

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


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 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 micorrízicos que es omnipresente 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 estudioso de la bioquímica. Una vez, hablábamos 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 se encargó de construir los modelos, ejecutar las simulaciones y generar los gráficos.

«¿Qué beneficios se pueden 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 ejecutar 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 atravesarán este espacio», dice el Dr. Shtessel. En ese experimento, se impidió la comunicación entre plantas a través de sus raíces, como descubrió el Dr. Volkov.

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

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

La investigación del 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 especies a través de hongos.

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

Asimismo, se desconoce la naturaleza de los mensajes enviados y la posibilidad de cognición estaba más allá del alcance del experimento. El Dr. Shtessel llama a esas preguntas extremadamente interesantes.

«No se realizó ningún estudio del procesamiento cognitivo de las señales eléctricas transmitidas 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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