La raíz de los microplásticos en las plantas

La raíz de los microplásticos en las plantas

Con la descomposición de las botellas de plástico, el lavado de los siete mil millones de chaquetas de lana del mundo o las microperlas en los limpiadores faciales, los microplásticos se están acumulando. Aún no está claro cómo afectan a los seres vivos como las plantas.

En el suelo, los plásticos tienen el potencial de causar problemas a nivel químico. Al igual que una atracción magnética, los contaminantes pueden unirse a los plásticos y provocar una acumulación tóxica. Los contaminantes también pueden aprovecharse de los plásticos y potencialmente llegar a las plantas . Pero primero, los investigadores necesitan saber si los microplásticos, o sus descendientes aún más pequeños llamados nanoplásticos, pueden ingresar a las células vegetales en primer lugar.

Aquí hay algunas buenas noticias: no es así, según un estudio reciente del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) y la Washington State University (WSU). Sin embargo, los microplásticos se acumulan en las puntas de las raíces, lo que podría ser un buen augurio para la limpieza futura de ambientes contaminados, pero no para los cultivos de raíces, como las zanahorias.

Caballo de Troya para microplásticos en plantas

Los microplásticos son un problema mundial. Se han encontrado partículas en todos los rincones de la Tierra, desde las cimas de las montañas remotas hasta las profundidades del océano. Durante la última década, la mayor parte de la investigación sobre microplásticos se ha inclinado hacia los entornos acuáticos, lo que es irónico porque se han encontrado más microplásticos en tierra.

«Para comprender los problemas con los nano y microplásticos en las plantas, tenemos que comprender realmente lo que está sucediendo a nivel químico y celular», dijo la coautora del estudio Carolyn Pearce, geoquímica de PNNL con un cargo conjunto en el Departamento de Cultivos y Suelos de WSU. Ciencias

Al igual que un caballo de Troya tóxico, los microplásticos pueden actuar como focos calientes de transporte de contaminantes. Se unen y acumulan contaminantes del suelo, como los bifenilos policlorados (PCB) de larga duración. Los PCB se han relacionado con el cáncer; la producción se prohibió en 1970, pero aún permanecen en el medio ambiente. ¿El resultado? Un potencial viaje gratis hacia los organismos y, quizás, hacia la cadena alimentaria.

El primer paso para probar la teoría del caballo de Troya tóxico es ver si los microplásticos pueden incluso ingresar a las células vegetales en primer lugar. «Observamos dónde podrían acumularse en las plantas, qué materiales se adhieren y cómo se concentran», dijo Pearce.

El tamaño importa cuando se trata de microplásticos en plantas

No todos los microplásticos se crean por igual. Pueden ser tan grandes como un borrador de lápiz o tan pequeñas como una bacteria. Los nanoplásticos son diminutos y 100 veces más pequeños que una célula vegetal . Con ese tamaño, es fácil imaginar cómo las plantas podrían absorber partículas de plástico, pero existen límites de tamaño con respecto a lo que atraviesa las paredes celulares.

En general, las plantas adultas sanas solo absorben materiales de 3 a 4 nanómetros de tamaño, que es incluso más pequeño que un virus. Algunos estudios han demostrado que las plantas pueden absorber nanopartículas que son de 10 a 12 veces más grandes que eso, hasta 40 a 50 nanómetros. Mientras que las partículas pequeñas pasan, la gran pregunta es: ¿los plásticos?

Sembrar semillas (y algunas perlas de microplástico)

Los investigadores no vieron ninguna evidencia de microesferas de plástico dentro de las células de la raíz del trigo. Crédito: Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico

Para probar la pregunta, los investigadores se concentraron en dos tipos de plantas: Arabidopsis y trigo blanco blando. Arabidopsis es como la rata de laboratorio del mundo de la biología vegetal. Es una hierba comúnmente estudiada relacionada con la mostaza, con un ciclo de vida corto. El trigo blanco blando se cultiva en todo el noroeste del Pacífico y se usa en fideos y galletas asiáticos.

Los investigadores plantaron semillas en placas de Petri que contenían agar mezclado con dos tamaños diferentes de micro y nanopartículas de plástico. Un tamaño era del tamaño de un virus, mientras que el otro era 25 veces más grande. Después de permitir que las semillas crecieran durante 5 a 12 días, los investigadores utilizaron un microscopio especializado para tomar imágenes transversales de las raíces de las plantas, lo que les permitió ver las células de la raíz desde todos los ángulos.

«Usamos un microscopio confocal en EMSL, el Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales, que se ha utilizado para observar tejidos animales, como tejido pulmonar. Pensé que podría usarse para plantas», dijo Stephen Taylor, investigador de suelos postdoctoral de PNNL y el autor principal del estudio. Realizó la investigación mientras obtenía su Ph.D. a través del Programa de Investigación para Graduados Distinguidos WSU-PNNL. «Hasta donde sabemos, es la primera vez que se utiliza esta técnica para buscar plásticos en células vegetales».

Algunas buenas noticias en medio de 2020

Ninguna célula de tejido vivo de ninguna de las especies de plantas absorbió perlas microplásticas de ninguno de los tamaños.

«Vimos acumulación de plástico alrededor de las células de la tapa de la raíz y algo a lo largo de la superficie hasta la raíz. Pero no vimos ninguna evidencia de microesferas dentro de las estructuras celulares o entre las células», dijo Taylor. Las células de la tapa protegen las partes sensibles y en crecimiento de las raíces, son de corta duración y se desprenden con frecuencia. En pocas palabras, la absorción no es un problema, pero el apego a las raíces podría serlo. Esto podría ser un problema para los cultivos de raíces como zanahorias, papas o remolachas.

Más allá de ayudar a los investigadores a aprender más sobre si las plantas absorben partículas de plástico, los resultados también tienen aplicaciones ambientales potenciales.

«Los microplásticos son un problema que no va a desaparecer», dijo Pearce. Al imaginar más investigaciones, preguntó: «Si mostramos que los plásticos se acumulan en la punta de la raíz, ¿quizás podríamos usar plantas para eliminar los plásticos en otros ecosistemas?»

Los hallazgos también pueden tener aplicaciones para crear plásticos más ecológicos. «También podríamos usar esta información para fabricar plásticos que no puedan ser absorbidos por plantas y animales», dijo.

Hay beneficios de saber qué microplásticos son absorbidos o no por los seres vivos.

«En última instancia, esto ayudará a los científicos a comprender mejor el punto de inflexión en el que hay un impacto en las plantas y los ecosistemas», dijo Pearce.

» Acumulación de nano y microplásticos de poliestireno en Arabidopsis y células de la capa de la raíz del trigo, pero no hay evidencia de absorción en las raíces» se publicó en Environmental Science

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