Las nanopartículas y su efecto en las plantas

En Puerto Rico, usamos la expresión “por un pelo” cuando la diferencia entre dos resultados o eventos es mínima. Aunque un pelo tiene un diámetro pequeño, unos 0.7 milímetros, existen partículas mucho más pequeñas. Tal es el caso de las nanopartículas, algunas de las cuales puedes tener un diámetro 15,000 veces menor que un cabello humano.

Las nanopartículas tienen una variedad de aplicaciones científicas, industriales y de manufactura. Sin embargo, no existe regulación gubernamental alguna en la síntesis, uso y disposición de estos materiales. Precisamente debido a las múltiples aplicaciones de las nanopartículas, para los científicos es crítico estudiar cuál es su efecto en el medioambiente, su flora y su fauna. Ellos quieren evitar casos como el insecticida DDT o el asbesto, los cuales se usaron por décadas sin entender realmente sus efectos tóxicos y causaron enormes problemas ambientales y de salud.

Dada su versatilidad y posibles usos, una nanopartícula de interés para los científicos es la ferrita de cobalto o CoFe₂O₄. Sin embargo, si llega al medioambiente, no se sabe con certeza si este material tendría algún efecto en las plantas y los organismos que las consumen.

La respuesta a este misterio fue el foco de un proyecto de investigación publicado por científicos de Puerto Rico en el número más reciente de la revista profesional “Science of the Total Environment”. Este proyecto es parte de una colaboración con otras universidades de Estados Unidos para estudiar el efecto de diversos nanomateriales en los organismos vivos; específicamente en diferentes especies de plantas comestibles y no comestibles.

El grupo de investigadores incluyó a Martha López Moreno, Leany Lugo Avilés, Bianca Álamo Irizarry, Felix Román  del Departamento de Química de la Universidad de Puerto Rico (UPR) en Mayagüez; Nitza Guzmán Pérez del Departamento de Ingeniería Químicade de la UPR Mayagüez; Oscar Perales del Departamento de Ingeniería de la UPR Mayagüez; y Yarilyn Cedeño Mattei del Departamento de Biología, Química y Ciencias Ambientales de la Universidad Interamericana en San Germán.

Los científicos usaron una técnica hidropónica (sembrado en agua y nutrientes) para germinar y crecer 180 plantas de tomate, las cuales se dividieron en seis grupos. Cinco grupos recibieron una solución con cinco diferentes concentraciones de ferrita de cobalto. Un grupo se mantuvo como “grupo control” y sólo recibió agua. Luego de 15 días, se midió el crecimiento y desarrollo de las plantas, así como su concentración de metales, minerales y clorofila. La clorofila es un compuesto esencial en el proceso de fotosíntesis y le da el color verde a las hojas.

Se descubrió que las semillas de tomate germinaron igual con todas las soluciones de ferrita de cobalto y que no hubo diferencia en la cantidad de hierro, cobalto y clorofila en las ramas y hojas de las plantas de tomate.

Sí se notó que, a mayor concentración de ferrita de cobalto, mayor crecimiento de las raíces de las plantas, mayor absorción de hierro y cobalto en éstas, mayor concentración de manganeso en las hojas, pero menor crecimiento en el tamaño de las ramas.

También se observó que la concentración de minerales como el magnesio, el potasio, el calcio y el zinc variaban en las raíces, ramas y hojas de las plantas a diferentes concentraciones de ferrita de cobalto, pero no se observó una tendencia de aumento o disminución consistente.

Ahora el reto del equipo de investigación es determinar el porqué de estas respuestas en la planta. Es decir, ¿qué está sucediendo a nivel celular y molecular dentro de las plantas, produciendo los cambios descritos experimentalmente? Otro punto a investigar es replicar el experimento, pero dejando que las plantas lleguen a la adultez y produzcan frutos. El hallazgo de nanopartículas en los tomates que consumimos podría ser preocupante.

A pesar de que no se tiene la suficiente información del efecto de las nanopartículas en los diferentes organismos y ecosistemas, actualmente se está considerando su uso para la aplicación de fertilizantes y pesticidas. Este estudio es importante para conocer mejor el destino y transporte de estos materiales en la naturaleza.

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