Caso práctico: Investigación genética sobre el mecanismo de generación de calor en las plantas

El uso de cámaras térmicas puede conducir al rápido descubrimiento de nuevas plantas exotérmicas

El Instituto de Investigación de ADN Kazusa fue fundado en 1994 como la primera instalación del mundo especializada en investigación relacionada con el ADN. La misión del instituto es contribuir ampliamente en varios campos, como la medicina, la agricultura, la industria y la educación, y al mismo tiempo liderar el mundo en actividades de investigación de ADN.

El Dr. Mitsuhiko Sato, investigador del proyecto que se especializa en biología evolutiva, buscaba una forma de observar y registrar los cambios de temperatura en las plantas que generan calor sin molestarlas. Recientemente compró una cámara termográfica Teledyne FLIR T530 para su investigación.

El Instituto de Investigación de ADN Kazusa y el Dr. Mitsuhiko Sato

Investigando los cambios de temperatura en una col de mofeta, una planta exotérmica

Algunas plantas generan calor: alrededor de 90 variedades diferentes en todo el mundo. Pero debido a que la temperatura es invisible, podría haber incluso más plantas "exotérmicas" generadoras de calor que no se han descubierto. Uno de los pocos investigadores involucrados en la investigación de plantas exotérmicas es el Dr. Sato, investigador del proyecto en el Instituto de Investigación de ADN Kazusa.

"Actualmente estoy estudiando Symplocarpus foetidus var. latissimus en Araceae, que es una especie relacionada con la col de mofeta. La planta florece a principios de la primavera, justo después de descongelarse, cuando la temperatura exterior es cercana a cero", dice el Dr. Sato. “Sin embargo, la planta genera un calor por la noche que alcanza unos 20 grados centígrados y mantiene esa temperatura durante una o dos semanas durante la época de floración. No es un animal homoiotérmico sino una planta homootérmica. Además, hay plantas como la palma de sagú (abajo) que se conocen como plantas poiquilotérmicas porque generan más calor cuando hace calor". Para las mediciones de plantas exotérmicas, el Dr. Sato empleó convencionalmente un registrador de datos de termopar e insertó una sonda en forma de aguja en la flor para rastrear los cambios de temperatura. Sin embargo, si la sonda se inserta en la flor, puede causar que la planta muera. Además, las mediciones de termopar con un registrador de datos solo miden la temperatura del lugar donde se inserta la aguja. Con la esperanza de obtener una idea más precisa de qué puntos de la flor generan más calor sin dañar la flor, el Dr. Sato decidió comprar una cámara térmica. Mientras investigaba qué cámara comprar, su investigador conjunto le presentó al Dr. Sato la cámara térmica Teledyne FLIR.

"Al comprar nuevos equipos, es importante que el equipo tenga la capacidad de reproducir los resultados en la investigación. Mi investigador conjunto sugirió comprar la cámara térmica Teledyne FLIR para medir la temperatura de la flor sin dañarla. Esta idea es lo que enfatizamos al comprar otros equipos también”, dice. "Participé en un seminario en línea de FLIR donde recibí una explicación fácil de entender sobre cómo utilizar mejor la cámara. Tomé mi decisión final basándome en lo fácil que era usar la cámara y porque pude comprarla a un precio académico con descuento".

Imagen de una flor de palma de sagú macho. Primer plano a la izquierda e imagen completa a la derecha

Hacer posible realizar observaciones llevando la cámara a un lugar en lo profundo de las montañas donde las plantas crecen naturalmente

Al observar las plantas, la facilidad de uso del equipo es un factor importante. "Actualmente realizo observaciones en el instituto y sus alrededores, pero quiero llevar el equipo a lugares donde las plantas crecen de forma natural, como en las profundidades de las montañas. La facilidad de llevar la cámara térmica Teledyne FLIR me resultó atractiva", explica el Dr. Sato. En su investigación, el Dr. Sato utiliza un registrador de datos para recopilar datos de cambios a lo largo del tiempo y una cámara térmica para recopilar imágenes impactantes y fáciles de entender.

"Cuando usaba solo el registrador de datos, a veces me sentía inseguro acerca de las medidas tomadas, pero con la cámara térmica puedo confirmar las medidas en el acto, lo cual es de gran ayuda", dice.

Tomar una fotografía exterior

Identificar genes exotérmicos y resumir los hallazgos en una tesis

"Las plantas exotérmicas generan calor en lugar de ATP (trifosfato de adenosina) como energía cuando las mitocondrias respiran. Eso significa que tienen un mecanismo de generación de calor escrito en el plano de sus genes, que se transmite sin interrupciones de generación en generación. El Instituto de Investigación de ADN Kazusa es un instituto de renombre mundial que se especializa en genomas de plantas y humanos. Continuaré mi investigación para revelar el mecanismo de generación de calor en las plantas a nivel genético”, dice el Dr. Sato. Una vez que los investigadores comprendan mejor el mecanismo de generación de calor, podrán reproducirlo y al final permitir que las plantas no exotérmicas generen calor. Eso podría conducir a plantas que resistan mejor el frío, por ejemplo, cultivar arroz en regiones frías o criar mangos fuera de las zonas tropicales. Se podría esperar que contribuyan a cuestiones alimentarias y aplicaciones agrícolas.

"¿Qué genes se utilizan cuando generan calor? Ahora estoy preparando una tesis utilizando las imágenes que tomé con la cámara térmica mientras identificaba genes exotérmicos”, dice el Dr. Sato. Y agrega: "Anticipo grandes beneficios de las aplicaciones de una cámara térmica en mi investigación. Hay enormes posibilidades en cuanto al descubrimiento de plantas exotérmicas que aún no se conocen y la elucidación e investigación de nuevos conocimientos".

Cámara térmica profesional - FLIR T530

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