Un microsensor mide un indicador del estrés vegetal sin dañar la hoja

Un equipo de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST), en Arabia Saudí, ha desarrollado un prototipo de sensor de microagujas con grafeno que mide en tiempo real el peróxido de hidrógeno del interior de una hoja viva, un indicador del estrés oxidativo, sin extraer tejido. El trabajo se publica en la revista Cell Reports Physical Science.

¿Cómo funciona el sensor?

El dispositivo combina una superficie sensora basada en grafeno con microagujas que acceden al fluido del interior de la hoja. Unos electrodos modificados reaccionan con el peróxido de hidrógeno (H₂O₂, el agua oxigenada) y convierten los cambios en su concentración en una señal eléctrica. «Las microagujas son tan diminutas que no causan daños a las plantas», afirma por correo Mufeeda Mundummal, autora principal del estudio e investigadora en la KAUST.

¿Qué se ha demostrado exactamente?

El estudio describe un prototipo que sigue de forma continua un indicador bioquímico del estrés en una planta viva, sin necesidad de extraer tejido repetidamente para análisis de laboratorio. Mundummal acota el alcance: «El sensor mide una respuesta bioquímica asociada al estrés, aunque por sí solo no identifica la causa exacta de dicho estrés».

María Luisa Sandalio, que investiga el estrés oxidativo en la Estación Experimental del Zaidín (EEZ-CSIC) y no ha participado en el trabajo, explica que el peróxido de hidrógeno actúa en las plantas como señal que activa respuestas frente a agresiones externas y, al mismo tiempo, como indicador de daños cuando se acumula durante periodos largos. Medir esa molécula, dice, es una forma efectiva de evaluar el estado de salud de una planta en condiciones de estrés.

¿Cuáles son las limitaciones?

Sandalio señala dos: el uso del dispositivo «está limitado a plantas con hojas gruesas como el aloe vera» y solo se ha probado «durante unas pocas horas de estrés». Confirmar su utilidad en condiciones reales exigiría monitorizar las plantas durante varios días. Añade que la técnica electroquímica para medir H₂O₂ no es nueva y que en la última década se han desarrollado varios sistemas similares, pero que esta propuesta destaca por ser compacta y sensible. En investigación básica se emplean biosensores genéticos, poco prácticos para cultivos porque requieren crear líneas transgénicas, un campo en el que también se trabaja con herramientas moleculares miniaturizadas, como las recogidas en las becas Leonardo 2026 para nanomáquinas y pegamentos moleculares.

José Manuel Palma, jefe del Grupo de Investigación de Antioxidantes, Radicales Libres y Óxido Nítrico en Biotecnología y Agroalimentación de la EEZ-CSIC, que tampoco ha participado, considera «una idea interesante» un dispositivo «aséptico e inocuo» diseñado para no alterar la estructura de la hoja, aunque admite que tiene «ciertas dudas sobre la especificidad del sensor». Su grupo mide peroxidación lipídica, un indicador que considera más fidedigno del deterioro de las membranas celulares, y para ello necesita tomar muestras de la hoja, de modo que no puede hacerlo en tiempo real.

¿Para qué podría servir?

La autora principal coincide en que queda por probar el dispositivo en una amplia variedad de especies vegetales para aumentar la recogida de datos. Mundummal confía en que, en el futuro, «podría contribuir a la agricultura de precisión al proporcionar información que ayude a orientar el riego, el control de la temperatura en los invernaderos o el sombreado».

¿Por qué importa medir el estrés de las plantas?

Los autores enmarcan el desarrollo en un contexto en el que el cambio climático impulsa factores estresantes para los cultivos, como las altas temperaturas, los incendios o las sequías, y en el que muchos métodos para cuantificar el estrés vegetal son invasivos o poco precisos. Ese mismo contexto climático sobrevuela las negociaciones internacionales, donde Guterres pidió a los líderes reunidos en la COP31 acabar con la adicción fósil.

Preguntas frecuentes

¿Qué mide exactamente el nuevo microsensor?

Mide en tiempo real el peróxido de hidrógeno (H₂O₂) del fluido del interior de la hoja, una molécula que las plantas producen de forma natural y cuyos niveles varían cuando sufren estrés. No identifica por sí solo la causa de ese estrés.

¿Quién ha desarrollado el dispositivo y dónde se ha publicado?

Un equipo de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST), en Arabia Saudí, con Mufeeda Mundummal como autora principal. El estudio aparece en la revista Cell Reports Physical Science.

¿Se ha probado ya en cultivos reales?

Por ahora se ha probado en plantas de hojas gruesas como el aloe vera y durante pocas horas de estrés, según la investigadora del CSIC María Luisa Sandalio. Confirmar su utilidad en condiciones reales requeriría monitorizar las plantas durante varios días.

¿Sustituye a los métodos que ya se usan para medir estrés vegetal?

No. Los investigadores consultados señalan que la técnica electroquímica no es nueva y que existen sistemas similares; José Manuel Palma, de la EEZ-CSIC, prefiere la peroxidación lipídica como indicador, aunque exige tomar muestras y no permite seguimiento en tiempo real.

Con información de feeds.elpais.com.

Imagen de referencia, no corresponde a los hechos narrados. Green Leaf — Nature Backgrounds / Wikimedia Commons (CC0 1.0)