Científicos argentinos y chilenos desarrollaron dispositivos microfluídicos que simulan suelos agrícolas para estudiar la movilidad de organismos benéficos para las leguminosas, con potencial impacto en la optimización de biofertilizantes.
Por Florencia Belén Mogno
La complejidad del suelo agrícola tradicional resultó un desafío persistente para quienes buscan comprender cómo los microorganismos interactúan en ese entorno microscópico y contribuyen al crecimiento vegetal.
La estructura porosa y heterogénea del suelo limita la observación directa de procesos cruciales para la nutrición de las plantas, como la movilidad y la colonización bacteriana. Estas dificultades motivaron la búsqueda de nuevos métodos que permitan reproducir y analizar las condiciones del suelo de manera controlada y precisa.
En este contexto, el diseño de micro dispositivos que replican la arquitectura del suelo abre nuevas posibilidades para investigar la funcionalidad y el comportamiento de microorganismos beneficiosos.
Esta innovación aporta no solo al campo de la biología del suelo sino también a la ingeniería agrícola, al facilitar la evaluación de factores que determinan la eficiencia de biofertilizantes en la agricultura sostenible.
En ese sentido, Diario NCO tuvo la oportunidad de acceder a un informe el cual arrojó resultados respecto de las implicancias del desarrollo dedispositivos que imitan suelos agrícolas en cuanto a la acción de bacterias promotoras crecimiento vegetal.
Detalles de la investigación
La colaboración interdisciplinaria entre físicos, microbiólogos y especialistas en biotecnología fue clave para la creación de micro laboratorios en chips, llamados “suelos en un chip” o SOCs. Estos dispositivos permiten reproducir las condiciones físicas del suelo con una precisión sin precedentes y observar, mediante microscopía, la dinámica de bacterias rizobias que promueven la fijación de nitrógeno en leguminosas como la soja y el maní.
En este punto, la investigadora del CONICET y profesora en la Universidad Nacional de Córdoba, Verónica I. Marconi, explicó en el informe que el desarrollo de estos SOCs surgió de la necesidad de estudiar cómo bacterias, que establecen una relación simbiótica con las raíces de las plantas, se desplazan en el suelo.
Los SOCs, fabricados en colaboración con expertos en microfluídica de la Universidad de Chile, consisten en dispositivos plásticos transparentes con granos y canales que imitan la porosidad de suelos arenosos o limosos y permiten la introducción y observación de microorganismos en condiciones similares a las reales.
En ese aspecto, el documento facilitado a este medio indicó que la bacteria analizada se caracteriza por poseer dos sistemas que facilitan su movilidad: uno grueso en la parte trasera y varios laterales más delicados que emergen de cualquier parte del cuerpo bacteriano.
Implicancias del estudio
A través del uso de los “suelos en un chip’, el equipo pudo observar cómo estas bacterias nadan y se desplazan en espacios confinados similares a los microcanales del suelo real, arrojando luz sobre la funcionalidad de sus sistemas flagelares y sus ventajas adaptativas.
Marconi detalló en la investigación que, en un gramo de suelo viven alrededor de 10 mil millones de microorganismos, y que los SOCs permiten estudiar el movimiento de estos organismos en ambientes controlados, esenciales para mejorar el diseño y la inoculación de biofertilizantes.
El estudio interdisciplinario involucró a otros especialistas como María Luisa Cordero, líder del laboratorio de microfluídica en la Universidad de Chile, y Aníbal Lodeiro, investigador del CONICET que trabajó extensamente en la biología de microorganismos del suelo.
Asimismo, el informe consultado subrayó que los avances realizados gracias a los SOCs permitieron no solo una mejor comprensión básica de la biología bacteriana sino también el desarrollo futuro de biofertilizantes más eficientes y estrategias de inoculación optimizadas.
Por otra parte, Marconi concluyó en el estudio publicafo que este desarrollo representa “un punto de partida prometedor para estudios futuros en biología, física del suelo y aplicaciones agroindustriales, ambientales y biotecnológicas. Además, la posibilidad de observar la movilidad bacteriana en tiempo real aporta un recurso valioso para investigaciones en bioremediación y agricultura sostenible”.
El equipo también destacó un trabajo anterior, publicado en la revista Physics of Fluids, donde analizaron los tiempos de recuperación de los sistemas flagelares tras sufrir rupturas, concluyendo que los flagelos laterales tardan alrededor de cuarenta minutos en recuperarse, mientras que los subpolares lo hacen en cuatro a cinco horas.
Fuente fotografías: CONICET.
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