Agricultura Agro, Cría y Medio Ambiente Estados Unidos

La investigación en plantas terrestres muestra que los nanoplásticos se acumulan en los tejidos


A medida que aumenta la preocupación entre los ecologistas y los consumidores sobre los micro y nanoplásticos en los océanos y los mariscos, se los estudia cada vez más en ambientes marinos, dicen Baoshan Xing de la Universidad de Massachusetts Amherst y sus colegas en China.


por Baoshan Xing, Universidad de Massachusetts Amherst


Pero «se sabe poco sobre el comportamiento de los nanoplásticos en los ambientes terrestres, especialmente en los suelos agrícolas», agregan.

Xing, un científico ambiental de la Escuela de Agricultura Stockbridge de UMass Amherst y colaboradores de la Universidad de Shandong, China, señalan que hasta ahora, no había evidencia directa de que los nanoplásticos sean internalizados por las plantas terrestres .

Afirman: «Nuestros hallazgos proporcionan evidencia directa de que los nanoplásticos pueden acumularse en las plantas, dependiendo de su carga superficial. La acumulación de nanoplásticos en las plantas puede tener efectos ecológicos directos e implicaciones para la sostenibilidad agrícola y la seguridad alimentaria». Tanto los nanoplásticos cargados positiva como negativamente se acumulan en la planta modelo de laboratorio comúnmente utilizada, Arabidopsis thaliana.

Xing agrega que el uso generalizado y la persistencia en el medio ambiente dan como resultado una cantidad «enorme» de desechos plásticos. Él dice: «Nuestros experimentos nos han dado evidencia de la absorción y acumulación de nanoplásticos en plantas en el laboratorio a nivel tisular y molecular utilizando enfoques microscópicos, moleculares y genéticos. Hemos demostrado esto desde la raíz hasta los brotes». Los detalles están en Nature Nanotechnology esta semana.

Xing señala que las partículas nanoplásticas pueden ser tan pequeñas como una proteína o un virus. La meteorización y la degradación cambian las propiedades físicas y químicas del plástico e imparte cargas superficiales, por lo que las partículas ambientales son diferentes de los nanoplásticos de poliestireno prístinos que se usan a menudo en el laboratorio. «Es por eso que sintetizamos nanoplásticos de poliestireno con cargas superficiales positivas o negativas para usar en nuestros experimentos».

Ayudó a diseñar el estudio, interpretar los resultados, evaluar y revisar el manuscrito mientras un gran equipo de la Universidad de Shandong dirigido por Xian-Zheng Yuan y Shu-Guang Wang realizó los experimentos.

Cultivaron plantas de Arabidopsis en un suelo mezclado con nanoplásticos marcados con fluorescencia y con carga diferente para evaluar el peso de las plantas, la altura, el contenido de clorofila y el crecimiento de las raíces. Después de siete semanas, observaron que la biomasa y la altura de la planta eran más bajas en las plantas expuestas a nanoplásticos que en los controles, por ejemplo.

«Los nanoplásticos redujeron la biomasa total de las plantas modelo», agrega Xing. «Eran más pequeños y las raíces eran mucho más cortas. Si se reduce la biomasa, no es bueno para la planta, el rendimiento es bajo y el valor nutricional de los cultivos puede verse comprometido».

Y agrega: «Descubrimos que las partículas cargadas positivamente no se absorbieron tanto, pero son más dañinas para la planta. No sabemos exactamente por qué, pero es probable que los nanoplásticos cargados positivamente interactúen más con el agua, los nutrientes y raíces, y desencadenó diferentes conjuntos de expresiones genéticas. Eso necesita ser explorado más a fondo en las plantas de cultivo en el medio ambiente. Hasta entonces, no sabemos cómo puede afectar el rendimiento de los cultivos y la seguridad de los cultivos alimentarios «.

El equipo también analizó las plántulas para investigar la sensibilidad de las raíces a los nanoplásticos cargados. Expuesto durante 10 días, el crecimiento de las plántulas se inhibió en comparación con el de las plántulas de control. Para identificar los mecanismos moleculares responsables, los investigadores utilizaron análisis transcriptómicos de RNA-Seq de raíces y brotes, luego verificaron los resultados con un ensayo de PCR cuantitativa en tres genes de raíz y cuatro genes de brote.

«Independientemente de la carga superficial, Arabidopsis puede absorber y transportar nanoplásticos con tamaños de menos de 200 nm», escriben. Además, «en este estudio, demostramos principalmente que la vía de absorción y transporte de nanoplásticos en los tejidos de la raíz difiere entre los nanoplásticos con carga diferencial».


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