Las hojas susurran sus propiedades por ultrasonidos

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Las propiedades de las hojas se pueden desvelar con ultrasonidos. Imagen: Pranav Yaddanapudi.

“El método consiste en establecer un diálogo silencioso con las hojas de las plantas, interrogarlas y escuchar lo que dicen”, resume a SINC Tomas E. Gómez, uno de los autores del estudio e investigador del Instituto de Acústica del CSIC, donde se ha desarrollado una técnica para analizar estas partes de las plantas sin tocarlas.

La investigación, publicada recientemente en la revista Applied Physics Letters, demuestra que algunas propiedades de las hojas como el espesor, la densidad o la compresibilidad se pueden determinar con este método.

“Es la propia voz de las hojas la que nos da información sobre su estado y sus propiedades, y todo de una manera inocua y silenciosa puesto que la comunicación se establece por ultrasonidos, con frecuencias por encima de lo audible”, indica el científico.

La técnica consiste en irradiar las hojas con pulsos ultrasónicos de banda ancha (entre 0,2 y 2 megahercios), que se emiten por el aire desde equipos portátiles. De esta forma las hojas se ponen a vibrar, y un sensor ultrasónico muy similar al emisor detecta las ondas. Después, la señal se digitaliza y los investigadores analizan el espectro de las resonancias, lo que permite valorar las características foliares.

Todo el proceso se hace de forma no intrusiva para la planta. Hasta ahora se utilizaban líquidos de acoplamiento entre el emisor de ultrasonidos y el material a estudiar, como sucede, por ejemplo en medicina, cuando se aplican los geles o aceites al realizar una ecografía.

Escuchar la humedad de las hojas

“Con este método podemos además estimar directamente, sin contacto ni interferencia, el potencial hídrico de las hojas con muy buena precisión”, subraya a SINC Eustaquio Gil-Pelegrín, coautor del estudio e investigador en la Unidad de Recursos Forestales del Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria (CITA) de Aragón, que también ha participado en la investigación.

La información sobre el contenido en agua sirve para analizar la pérdida de turgencia de las hojas y la morfología interna de sus capas celulares, lo que a su vez permite valorar el grado de desarrollo y ver cómo influyen los factores ambientales. Las investigaciones sobre el estado y potencial hídrico de las plantas ayudan a diagnosticar la situación de los sistemas agrícolas y naturales.

Gil-Pelegrín destaca la efectividad de la técnica “incluso para detectar momentos críticos para el vegetal, como el cierre de los estomas”. Por estos poros se produce el intercambio de gases y líquidos en la superficie de la hoja, y su apertura viene determinada por factores como la luz, la concentración de CO2 y la disponibilidad de agua. Cuando hay sequía se cierran, por ejemplo.

Los científicos han aplicado con éxito el método ultrasónico al estudio de hojas perennes (Prunus laurocerasus y Ligustrum lucidum) y caducas (Populus x euroamericana y Platanus x hispanica).

El equipo también cortó algunas hojas para comprobar cómo perdían agua con el tiempo, y observaron variaciones en las resonancias de las hojas incluso para pérdidas en masa de agua tan pequeñas como el 1%. Los detalles de esta línea de investigación se publicarán en breve en el Journal of Experimental Botany.

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Más información:

Para ver imagen de hoja real y por ultrasonidos pulsar aquí.

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Referencia bibliográfica:

T. E. Gómez Álvarez-Arenas, D. Sancho-Knapik, J. J. Peguero-Pina y E. Gil-Pelegrín. “Noncontact and noninvasive study of plant leaves using air-coupled ultrasounds”. Applied Physics Letters 95 (19): 193702-1, 2009.