Mundo

A detecção de sinalização elétrica entre tomateiro levanta questões interessantes
A pesquisa do tomate, que se concentrou no estudo experimental e na modelagem matemática da propagação de sinais elétricos entre plantas da mesma espécie, abre novas portas para questões sobre se as plantas se comunicam entre espécies
Por Jim Steele - 11/07/2020


O Dr. Yuri Shtessel e o Dr. Alexander Volkov estudaram a propagação de sinais elétricos entre plantas de tomate. Crédito: Universidade do Alabama em Huntsville

O solo sob nossos pés está vivo com os sinais elétricos sendo enviados de uma planta para outra, de acordo com pesquisas nas quais uma Universidade do Alabama em Huntsville (UAH) distinguiu professor emérito do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação.

O Dr. Yuri Shtessel, do UAH, e o Dr. Alexander Volkov, professor de bioquímica da Universidade de Oakwood, foram coautores de um artigo que usou experimentos físicos e modelagem matemática para estudar a transmissão de sinais elétricos entre plantas de tomate .

A especialidade do Dr. Shtessel é engenharia de controle . Os algoritmos de controle são amplamente aplicáveis ​​em todas as disciplinas, por exemplo, no controle aeroespacial de veículos.

Em Oakwood, o Dr. Volkov estuda a propagação de sinais elétricos em uma planta e também entre plantas através de uma rede de fungos micorrízicos onipresentes no solo e parece atuar como um circuito. O par colaborou pela primeira vez na pesquisa em 2017.

"Quais benefícios poderiam ser obtidos com a modelagem matemática dos processos de comunicação?" ele pergunta. "A resposta é muito simples: podemos usar o modelo matemático para simular os processos estudados em um computador, em vez de realizar experimentos caros e longos".


"O Dr. Volkov é um estudioso proeminente em bioquímica. Antes, estávamos conversando sobre a propagação do sinal elétrico através do caule da planta e entre as plantas - comunicação da planta - através do solo", diz Shtessel. "Sugeri a construção de um circuito elétrico equivalente e um modelo matemático correspondente que descreva esses processos".

A modelagem matemática é baseada em equações diferenciais ordinárias e parciais. Dr. Shtessel foi encarregado de construir os modelos, executar as simulações e gerar as parcelas.

"Quais benefícios poderiam ser obtidos com a modelagem matemática dos processos de comunicação?" ele pergunta. "A resposta é muito simples: podemos usar o modelo matemático para simular os processos estudados em um computador, em vez de realizar experimentos caros e longos".

As plantas geram sinais elétricos que se propagam através de suas partes. Quando as raízes dos tomates são isoladas experimentalmente umas das outras com uma folga de ar, a impedância elétrica da folga é muito grande.

"Os sinais elétricos não atravessam essa lacuna", diz Shtessel. Nesse experimento, a comunicação entre as plantas através de suas raízes foi impedida, como foi descoberto pelo Dr. Volkov.

No entanto, quando as plantas vivem em solo comum, experimentos realizados pelo Dr. Volkov descobriram que a impedância do solo não é muito grande e eles podem se comunicar transmitindo sinais elétricos entre si através da rede micorrízica no solo.

"Estudamos experimental e analiticamente, através de simulações, a rede de comunicação entre apenas duas plantas", diz Shtessel.

A pesquisa do tomate, que se concentrou no estudo experimental e na modelagem matemática da propagação de sinais elétricos entre plantas da mesma espécie, abre novas portas para questões sobre se as plantas se comunicam entre espécies através de fungos.

"Eu acho que é definitivamente possível que os sinais possam se propagar através da rede radicular e se espalhar no terreno comum ou no solo, de uma planta de tomate para, digamos, um carvalho", diz Shtessel. "O solo desempenha o papel de condutor".

Da mesma forma, a natureza de qualquer mensagem enviada é desconhecida e a possibilidade de cognição estava além do escopo do experimento. Dr. Shtessel chama essas questões extremamente interessantes.

"Nenhum estudo do processamento cognitivo dos sinais elétricos transmitidos e recebidos pelas plantas foi realizado", diz ele. "Outra questão é estudar as comunicações das plantas através de ondas elétricas no ar. Esta é uma história diferente que ainda não foi estudada em profundidade".

 

.
.

Leia mais a seguir