María Gabriela Lagorio

Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física/ INQUIMAE. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

La fluorescencia, es un fenómeno fascinante ampliamente estudiado en varios campos científicos. En el contexto de la biología de las plantas, la fluorescencia ha surgido como una herramienta valiosa para investigar la fotosíntesis y la salud vegetal. Esta charla proporciona una visión general de la fluorescencia en las plantas, con un enfoque específico en la fluorescencia de la clorofila, abarcando observaciones desde la escala global hasta el nivel celular.

A nivel macroscópico, las técnicas de teledetección utilizando sensores basados en satélites han revolucionado nuestra comprensión de la salud y la productividad de las plantas a nivel mundial. Satélites como el Observatorio de Carbono en Órbita-2 (OCO-2) y TanSat detectan la señal de fluorescencia emitida por la vegetación en las regiones espectrales del rojo y el infrarrojo lejano. Al cuantificar esta fluorescencia, los investigadores pueden obtener información valiosa sobre el estrés de las plantas y las tasas de asimilación de carbono, lo que ayuda en el monitoreo de la dinámica de los ecosistemas y los impactos del cambio climático.

Acercándonos al nivel de la planta, la fluorescencia de la clorofila sirve como una sonda para investigar la fotosíntesis de manera no invasiva. Al medir la fluorescencia emitida por la clorofila, se puede obtener información sobre varios procesos vitales, incluida la captación de luz, la disipación de energía y el transporte de electrones dentro de la maquinaria fotosintética. Una técnica comúnmente utilizada para evaluar la fluorescencia de la clorofila a nivel de hoja es la fluorometría de Modulación de Amplitud de Pulso (PAM). Los fluorómetros PAM proporcionan mediciones en tiempo real de parámetros de fluorescencia, como el rendimiento cuántico máximo del fotosistema II (PSII) (Fv/Fm) y el rendimiento cuántico efectivo del PSII (ΦPSII). Estos parámetros ofrecen información valiosa sobre la eficiencia fotosintética de la planta y pueden servir como indicadores sensibles de estrés, como deficiencias de nutrientes, sequía o temperaturas extremas. Además, el análisis de la fluorescencia transitoria rápida permite identificar pasos específicos en la cadena de transporte de electrones donde ocurren interrupciones debido a factores bióticos o abióticos.

A nivel celular, la fluorescencia de la clorofila describe la compleja interacción entre la absorción de luz, la transferencia de energía y las reacciones fotoquímicas dentro de los cloroplastos.

Además, la charla abordará especialmente la fluorescencia en estado estacionario, que proporciona información valiosa sobre la distribución espectral de la luz emitida, a nivel de cloroplasto, hoja y dosel. La presentación también introducirá modelos de corrección física destinados a mitigar distorsiones causadas por la reabsorción de luz (filtro interno) en hojas y dosel de plantas. Además, se presentará la metodología de campo conocida como fluorescencia inducida por LED montada en tractores, demostrando cómo los modelos físicos permiten la obtención de información a nivel celular a partir de datos recopilados a distancia.

Al integrar todas estas observaciones a diferentes escalas, los científicos pueden profundizar su comprensión de la biología de las plantas y contribuir a prácticas agrícolas más sostenibles y al manejo de ecosistemas en medio de un clima cambiante.