Hay un cuento de un viejo granjero que dice: "En una noche tranquila se puede oír crecer el maíz". Puede parecer gracioso, pero Douglas Cook de la Universidad de Nueva York y sus colegas Roger Elmore y Justin McMechan, de la Universidad de Nebraska, fueroncapaz de usar micrófonos de contacto para grabar directamente los sonidos del cultivo de maíz.
El maíz es el principal cultivo de granos en los EE. UU. Con más de 350 millones de toneladas métricas cosechadas anualmente. Pero la falta de comprensión acerca de la mecánica involucrada en la falla del tallo del maíz inducida por el viento ha impedido nuevas mejoras en la producción de maíz. Los científicos de cultivos han estado trabajandoen este problema por más de 100 años, aunque con un éxito marginal.
Ahora, mediante la aplicación de herramientas y técnicas de ingeniería mecánica, un grupo de ingenieros y científicos de plantas liderados por Cook están avanzando para abordar este problema y descubrir otros problemas relacionados con el crecimiento y desarrollo de las plantas.
Durante la 172a Reunión de la Acoustical Society of America y la 5ta Reunión conjunta con la Acoustical Society of Japan, que se celebrará del 28 de noviembre al 2 de diciembre de 2016 en Honolulu, Hawaii, Cook describirá su trabajo utilizando técnicas de emisión acústica paraexplorar el crecimiento y la rotura del tallo del maíz.
"La rotura del material es muy similar a un terremoto microscópico: la liberación repentina de tensiones internas envía ondas de sonido que se irradian en todas las direcciones", explicó Cook. "Estamos utilizando sensores especiales llamados micrófonos de contacto piezoeléctricos para monitorear los sonidos emitidos por los tallos de maízjusto antes de la falla. Esto nos ayuda a entender el proceso de falla más claramente ".
Entonces, ¿cómo suena? "Sorprendentemente, suena notablemente similar a los sonidos que se producen cuando se rompe el maíz", dijo Cook. "Ahora creemos que el crecimiento de la planta involucra millones de pequeños eventos de rotura, y que estos eventos de rotura desencadenan la plantaapresurarse a 'reparar' las regiones rotas. Al romper y reparar continuamente, la planta puede crecer más y más alto "
Si bien los investigadores aún no han determinado si esto es cierto para todas las plantas, Cook sugirió que puede ser un mecanismo similar al involucrado en el desarrollo muscular: levantar pesas imparte pequeñas micro rasgaduras en el músculo y, a medida que se reparan, el músculo se fortalece.
Este hallazgo intrigante es el resultado de la fusión de dos disciplinas aparentemente no relacionadas: la ciencia de las plantas y la ingeniería mecánica.
"Muchos cultivos se pierden cada año debido al daño del viento", dijo Cook. "Los ingenieros saben mucho sobre cómo prevenir fallas estructurales, y al usar técnicas de mejoramiento natural, los científicos de plantas pueden mejorar prácticamente cualquier característica de la planta que puedan medir. Así que puedes imaginar que estas dos disciplinas trabajando juntas pueden lograr un gran progreso en la integridad estructural de la planta ".
En términos de aplicaciones, "este es un campo de investigación muy joven, por lo que la mayor parte de nuestro trabajo sigue siendo de naturaleza fundamental", dijo Cook. "Estamos aprendiendo sobre el crecimiento y la rotura de las plantas, lo que podría ser útil para los obtentorescuando se desarrollan plantas con un diseño óptimo "
Por ejemplo, han aprendido que las hojas de las plantas de maíz en realidad proporcionan la mayoría del soporte estructural durante los períodos de rápido crecimiento. Eso es bastante sorprendente según Cook, y no es un papel que normalmente se espera que juegue una hoja.debería ayudar a los científicos de plantas a comenzar a desarrollar nuevas variedades con hojas más duras que sean menos susceptibles al fracaso durante la fase de crecimiento.
La experiencia de Cook es en biomecánica humana, por lo que él y sus colegas utilizan actualmente la tecnología de tomografía computarizada TC para obtener imágenes tridimensionales de las plantas.
"También planeamos usar la tecnología de resonancia magnética MRI para visualizar el crecimiento y el desarrollo del maíz", agregó Cook. "Nos gustaría aprender más sobre la falla del tallo, con el objetivo de identificar el 'eslabón más débil' dentro deel proceso de falla del tallo. Una vez que se identifica, los científicos de la planta pueden intentar mejorar la resistencia y la resistencia del tallo ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad Acústica de América ASA . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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