.jpg)
Victoria Fernández, Universidad Politécnica de Madrid (UPM); Ana Cros Stötter, Universitat de València i Jaime Colchero, Universidad de Murcia
Tradicionalment, hem après que la funció de les fulles és fer la fotosíntesi (convertir la llum solar en energia química) i evitar que la planta perda aigua. I així és principalment, també en el cas de les fulles d'enciam que ens mengem.
Ara bé, la superfície de les fulles no és un simple escut, sinó un complex entramat de compostos químics amb diferents propietats en cada zona. Sabent on es concentra la debilitat de l'enciam (les seues zones hidrofíliques), podem proposar-nos trobar nous mètodes per a protegir-lo, prolongar-ne la duració i millorar-ne la comercialització.
L'impermeable no ho és tant
Per a protegir-se, les fulles i altres parts aèries de les plantes, com ara flors, tiges o fruits, estan cobertes per una espècie de “capa més aviat impermeable” feta de greix (lípids), anomenada cutícula. És una cosa com ara un impermeable natural, però de composició i estructura variable.
Però què passa si les fulles no són tan impermeables com esperàvem?
Aquesta idea explica un d'aquells enigmes domèstics tan comuns: l'enciam es panseix i es fa malbé molt ràpid.
Fent una ullada al nanomon
Si la cutícula és una capa de greix impermeable, tal com s'ha cregut durant segles, com és possible que penetre aigua i se n'expulse de l'interior de les fulles?
Per revelar aquest misteri, un equip multidisciplinari de científics hem fet una ullada al nanomon de la fulla d'enciam, un nivell de detall mil vegades menor que un cabell humà. Gràcies a la microscòpia de forces atòmiques i a altres tècniques avançades, hem descobert que la superfície de les plantes no és un mantell de greix continu i uniforme, sinó que presenta “pegats” o heterogeneïtat química a micro- i nanoescala. Ho hem observat en els pètals de rosa, les fulles d'olivera i ara també en els enciams. És com si l'impermeable tingués zones de tela que repel·leixen l'aigua i altres zones que l'atrauen.
Hem triat la fulla d'enciam per al nostre estudi, pel fet de ser un vegetal poc durador i molt mullable per l'aigua.
Hem provat de respondre una pregunta: per què és tan perible i susceptible a la contaminació microbiana aquesta fulla? És a dir, per què es fa malbé tan ràpid? Potser la seua superfície té poques propietats de barrera per a evitar la deshidratació i l'atac de patògens?
L'enciam i les seues cèl·lules epidèrmiques
En un estudi desenvolupat entre la Universitat Politècnica de Madrid, la Universitat de Múrcia i la Universitat de València hem analitzat detalladament la superfície de l'anvers i el revers d'una varietat d'enciam.
Hem triat l'enciam de varietat romana, una verdura que tots coneixem i que és molt perible. Es deshidrata i es fa malbé ràpidament, i és molt susceptible a la contaminació microbiana. Això suggereix que el seu “impermeable” (la cutícula) no és tan efectiu com a barrera de protecció, comparat amb el d'altres plantes.
La superfície de la fulla està composta principalment per dos tipus de cèl·lules. D'una banda, les cèl·lules “paviment”, que actuen com a “rajoles” que cobreixen la major part de la superfície. Per una altra, les cèl·lules “guarda”, dues cèl·lules amb forma de ronyó que s'uneixen per formar una obertura anomenada estoma (del grec stoma, que significa 'boca').
Al revers de les fulles hem trobat una densitat d'estomes lleugerament superior. Però, en general, tots dos costats són similars en estructura i composició química.
La funció principal dels estomes és obrir-se per a deixar entrar el diòxid de carboni per a la fotosíntesi, encara que, al seu torn, deixen anar vapor d'aigua. L'obertura estomàtica està ben regulada en la planta i pot veure's afectada per diverses condicions d'estrès.
L'anàlisi de l'enciam ha revelat una cosa crucial. Mentre que les cèl·lules paviment tenen una superfície bastant homogènia i rica en greix (repel·lent de l'aigua), les cèl·lules guarda que formen l'estoma són diferents. La superfície dels estomes és químicament heterogènia, diversa. Concentra zones hidrofíliques (amigues de l'aigua) entre les zones hidròfobes (repel·lents de l'aigua).
Importància de l'heterogeneïtat química
El nostre estudi mostra per primera vegada que la superfície dels estomes, a banda de ser rugosa, presenta heterogeneïtat química. I això, què significa?
La missió dels estomes és obrir-se i permetre l'entrada de diòxid de carboni a l'interior de les fulles per a fer la fotosíntesi, amb limitació de la pèrdua d'aigua. Ara bé, havíem suposat que l'heterogeneïtat química concentrada en la superfície probablement aporta algun tipus de funcionalitat addicional que encara hem d'explorar més.
De moment, podem anticipar possibles implicacions, com ara que les zones hidrofíliques probablement s'associen la susceptibilitat d'aquest vegetal a la contaminació per bacteris o virus. També afavoreixen la pèrdua d'aigua des de l'interior de les fulles. I, quan perden més aigua, es fan malbé abans durant el procés posterior a la collita, incloent-hi la comercialització.
Així mateix, és possible que aquesta composició heterogènia dels estomes limite la pèrdua de diòxid de carboni i el transport de substàncies hidròfobes, a més d'afectar les propietats mecàniques de la fulla.
Estomes de les fulles d'enciam romà. (A) Imatge de la topografia d'un estoma obtinguda amb un microscopi electrònic de rastreig. (B) Secció transversal d'un estoma, observada mitjançant microscòpia electrònica de transmissió. (C) Imatge de microscòpia de forces atòmiques (AFM) d'un estoma, que mostra una composició química heterogènia, amb un diagrama de color que destaca zones hidrofíliques (blavoses) i hidròfobes. (D) Distribució dels carotenoides en zones pròximes a un estoma, observades amb microscòpia confocal-Raman.
L'enciam és la primera espècie hortícola en què s'ha dut a terme un estudi tan detallat. Tot i això, creiem que la caracterització de la superfície de les fruites i hortalisses és un requisit fonamental per a trobar mètodes que en prologuen i en milloren la duració després de la collita i que n'allarguen la vida, cosa que en beneficiarà la comercialització.
Victoria Fernández, Researcher, Universidad Politécnica de Madrid (UPM); Ana Cros Stötter, catedrática d'Universitat. Física Aplicada, Universitat de València i Jaime Colchero, profesor Titular. Física del Estado Sólido, código Unesco 2211, Universidad de Murcia
Aquest article es publicà originalment en The Conversation. Llegiu l'original.
