A medida que crece la preocupación entre los ambientalistas y los consumidores sobre los microplásticos y nanoplásticos en los océanos y en los mariscos, se estudian cada vez más en entornos marinos, dicen Baoshan Xing de la Universidad de Massachusetts Amherst y sus colegas en China. Pero "se sabe poco sobre el comportamiento de los nanoplásticos en entornos terrestres, especialmente suelos agrícolas, " agregan.

Xing, un científico ambiental en la Escuela de Agricultura Stockbridge de UMass Amherst, y colaboradores de la Universidad de Shandong, Porcelana, señalar que hasta ahora, No ha habido evidencia directa de que los nanoplásticos sean internalizados por plantas terrestres.

Ellos afirman, "Nuestros hallazgos proporcionan evidencia directa de que los nanoplásticos pueden acumularse en las plantas, dependiendo de su carga superficial. La acumulación de nanoplásticos en las plantas puede tener efectos ecológicos directos e implicaciones para la sostenibilidad agrícola y la seguridad alimentaria. "Los nanoplásticos cargados positiva y negativamente se acumulan en la planta modelo de laboratorio de uso común, Arabidopsis thaliana.

Xing agrega que el uso global generalizado y la persistencia en el medio ambiente dan como resultado una cantidad "enorme" de desechos plásticos. Él dice, "Nuestros experimentos nos han dado evidencia de la absorción y acumulación de nanoplásticos en plantas en el laboratorio a nivel tisular y molecular utilizando microscópicos, enfoques moleculares y genéticos. Hemos demostrado esto desde la raíz hasta la toma ". Los detalles están en Nanotecnología de la naturaleza esta semana.

Xing señala que las partículas nanoplásticas pueden ser tan pequeñas como una proteína o un virus. La meteorización y la degradación cambian las propiedades físicas y químicas del plástico e imparte cargas superficiales, por lo que las partículas ambientales son diferentes de los nanoplásticos de poliestireno prístinos que se usan a menudo en el laboratorio. "Es por eso que sintetizamos nanoplásticos de poliestireno con cargas superficiales positivas o negativas para su uso en nuestros experimentos".

Ayudó a diseñar el estudio, interpretar los resultados, evaluar y revisar el manuscrito mientras un gran equipo de la Universidad de Shandong dirigido por Xian-Zheng Yuan y Shu-Guang Wang realizaba los experimentos.

Cultivaron plantas de Arabidopsis en suelo mezclado con diferentes cargas, nanoplásticos marcados con fluorescencia para evaluar el peso de las plantas, altura, contenido de clorofila y crecimiento de las raíces. Después de siete semanas, observaron que la biomasa y la altura de las plantas eran menores en las plantas expuestas a nanoplásticos que en los controles, por ejemplo.

"Los nanoplásticos redujeron la biomasa total de las plantas modelo, "Xing agrega." Eran más pequeños y las raíces mucho más cortas. Si reduce la biomasa, no es bueno para la planta, el rendimiento ha disminuido y el valor nutricional de los cultivos puede verse comprometido ".

Él añade, "Descubrimos que las partículas cargadas positivamente no se absorbían tanto, pero son más dañinos para la planta. No sabemos exactamente por qué pero es probable que los nanoplásticos cargados positivamente interactúen más con el agua, nutrientes y raíces, y desencadenó diferentes conjuntos de expresiones genéticas. Eso debe explorarse más en las plantas de cultivo en el medio ambiente. Hasta entonces, no sabemos cómo puede afectar el rendimiento de los cultivos y la seguridad de los cultivos alimentarios ".

El equipo también analizó las plántulas para investigar la sensibilidad de las raíces a los nanoplásticos cargados. Expuesto durante 10 días, El crecimiento de las plántulas se inhibió en comparación con el de las plántulas de control. Identificar los mecanismos moleculares responsables, los investigadores utilizaron análisis transcriptómicos RNA-Seq de raíces y brotes, luego se verificaron los resultados con un ensayo de PCR cuantitativo en tres genes de raíz y cuatro genes de brote.

"Independientemente de la carga superficial, Arabidopsis puede absorber y transportar nanoplásticos con tamaños inferiores a 200 nm, "escriben. Además, "En este estudio, demostramos principalmente que la vía de captación y transporte de nanoplásticos en los tejidos de las raíces difiere entre los nanoplásticos con carga diferencial ".