La Venus atrapamoscas (Dionaea muscipula) es una planta carnívora que encierra a su presa utilizando hojas modificadas como trampa. Durante este proceso, Las señales eléctricas conocidas como potenciales de acción desencadenan el cierre de los lóbulos de las hojas. Un equipo interdisciplinario de científicos ha demostrado ahora que estas señales eléctricas generan campos magnéticos medibles. Usando magnetómetros atómicos, resultó posible registrar este biomagnetismo. "Se podría decir que la investigación es un poco como realizar una resonancia magnética en humanos, ", dijo la física Anne Fabricant." El problema es que las señales magnéticas en las plantas son muy débiles, lo que explica por qué fue extremadamente difícil medirlos con la ayuda de tecnologías más antiguas ".

Sabemos que en el cerebro humano, los cambios de voltaje en ciertas regiones son el resultado de una actividad eléctrica concertada que viaja a través de las células nerviosas en forma de potenciales de acción. Técnicas como la electroencefalografía (EEG), La magnetoencefalografía (MEG) y la resonancia magnética (MRI) se pueden utilizar para registrar estas actividades y diagnosticar trastornos de forma no invasiva. Cuando se estimulan las plantas, también generan señales eléctricas, que puede viajar a través de una red celular análoga al sistema nervioso humano y animal.

Un equipo interdisciplinario de investigadores de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU), el Helmholtz Institute Mainz (HIM), el Biocentro de Julius-Maximilians-Universität de Würzburg (JMU), y el Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) en Berlín, Instituto Nacional de Meteorología de Alemania, ahora ha demostrado que la actividad eléctrica en la trampa para moscas de Venus también está asociada con señales magnéticas. "Hemos podido demostrar que los potenciales de acción en un sistema de planta multicelular producen campos magnéticos medibles, algo que nunca había sido confirmado antes, "dijo Anne Fabricant, candidato a doctorado en el grupo de investigación del profesor Dmitry Budker en JGU y HIM.

La trampa de Dionaea muscipula consiste en hojas atrapadoras bilobuladas con pelos sensibles, cuales, cuando se toca, desencadenar un potencial de acción que viaja a través de toda la trampa. Después de dos estímulos sucesivos, la trampa se cierra y cualquier presa de insectos potencial se encierra en el interior y posteriormente se digiere. Curiosamente, la trampa es excitable eléctricamente de varias formas:además de las influencias mecánicas como el tacto o las lesiones, energía osmótica, por ejemplo cargas de agua salada, y la energía térmica en forma de calor o frío también puede desencadenar potenciales de acción. Para su estudio, el equipo de investigación utilizó la estimulación térmica para inducir potenciales de acción, eliminando así factores potencialmente perturbadores como el ruido de fondo mecánico en sus mediciones magnéticas.

Biomagnetismo:detección de señales magnéticas de organismos vivos

Si bien el biomagnetismo se ha investigado relativamente bien en humanos y animales, hasta ahora se han realizado muy pocas investigaciones equivalentes en el reino vegetal, utilizando solo magnetómetros de dispositivo de interferencia cuántica superconductora (SQUID), Instrumentos voluminosos que deben enfriarse a temperaturas criogénicas. Para el experimento actual, el equipo de investigación utilizó magnetómetros atómicos para medir las señales magnéticas de la trampa para moscas de Venus. El sensor es una celda de vidrio llena de vapor de átomos alcalinos, que reaccionan a pequeños cambios en el entorno del campo magnético local. Estos magnetómetros de bombeo óptico son más atractivos para aplicaciones biológicas porque no requieren enfriamiento criogénico y también se pueden miniaturizar.

Los investigadores detectaron señales magnéticas con una amplitud de hasta 0,5 picotesla del atrapamoscas de Venus, que es millones de veces más débil que el campo magnético de la Tierra. "La magnitud de la señal registrada es similar a la que se observa durante las mediciones de superficie de los impulsos nerviosos en animales, ", explicó Anne Fabricant. Los físicos de JGU tienen como objetivo medir señales aún más pequeñas de otras especies de plantas. En el futuro, Tales tecnologías no invasivas podrían potencialmente usarse en la agricultura para el diagnóstico de cultivos y plantas, mediante la detección de respuestas electromagnéticas a cambios bruscos de temperatura, plagas o influencias químicas sin tener que dañar las plantas mediante electrodos.