Nicholas Makris, ingeniero oceánico: “Desde que son semillas las plantas pueden percibir el sonido de la lluvia y crecer más rápido”

La capacidad perceptiva de las plantas y su evolución para detectar y responder a los estímulos de su entorno fue objeto de estudio de múltiples investigaciones. El profesor Nicholas Makris, especialista en oceanografía acústica, lideró un nuevo estudio, destacado por Scientific Reports y la revista Nature.

A través de los resultados, Makris y su coautora, Cadine Navarro, ambos ingenieros graduados del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, despejaron algunas incógnitas sobre cómo perciben las plantas el mundo que las rodea en tiempo real.

Puntualmente, analizaron en la relación entre el sonido y la germinación. Realizaron experimentos con 8.000 semillas de arroz que sumergieron en cubetas con agua poca profunda, y algunas fueron expuestas al sonido del goteo del agua.

Además variaron el tamaño y la altura de cada gota para imitar tormentas ligeras, moderadas e intensas. “Estas pruebas empíricas y teóricas constituyen la primera prueba directa de que las semillas de las plantas pueden percibir los sonidos de la naturaleza“, indicaron.

Comprobaron que existe una relación entre el sonido de una gota de agua y la capacidad de crecimiento de una semilla.

“Las semillas de arroz pueden sentir el sonido de la lluvia, lo que las estimula para germinar más rápido”, aseguró Makris, convencido de que muchos tipos de semillas también responden a ese estímulo.

Utilizaron un hidrófono para medir las vibraciones acústicas que generaban las gotas bajo el agua y las compararon con las grabaciones que habían realizado sobre el terreno, por ejemplo, en charcos, estanques, humedales y suelos durante las tormentas.

Las comparaciones confirmaron que las gotas de agua del laboratorio generaban vibraciones acústicas provocadas por la lluvia, al igual que en la naturaleza.

Contrario a lo que sucede en el ser humano, para quien puede ser relajante el sonido del repiqueteo de la lluvia, para una pequeña semilla plantada, el sonido de esas mismas gotas las despierta y activa de una forma asombrosa.

Específicamente las semillas de arroz salen de su estado latente al “oír” la lluvia. “Los grupos de semillas que fueron expuestos al sonido del agua fueron capaces de germinar entre un 30% y un 40% más rápido que los que no fueron sometidos a ese sonido, ambos grupos en condiciones idénticas a excepción del sonido”, explicó el autor principal del artículo.

La dupla descubrió que cuando una gota de lluvia golpea la superficie de un charco o el suelo, genera una onda sonora que hace vibrar el entorno, incluidas las semillas sumergidas a poca profundidad.

Las semillas más cercanas a la superficie pudieron percibir mejor el sonido de las gotas y crecer más rápido, en comparación con las semillas más sumergidas o más alejadas.

Makris explicó que el mecanismo mediante el cual las plantas “escuchan”, se basa en las vibraciones desplazan los estatolitos, que son los pequeños orgánulos sensibles a la gravedad presentes en ciertas células de la semilla.

“Cuando los estatolitos se ven sacudidos, su movimiento es una señal para que las semillas y las plántulas crezcan y broten”, detalló.

Y agregó: “Lo que este estudio sugiere es que las semillas pueden percibir el sonido de formas que les ayudan a sobrevivir y que la energía del sonido de la lluvia es suficiente para acelerar el crecimiento de una semilla“.

Los investigadores plantean que las semillas capaces de percibir la lluvia podrían tener una ventaja biológica: si se encuentran lo suficientemente cerca de la superficie, es probable que se encuentren a una profundidad óptima para absorber la humedad y crecer con seguridad hasta la superficie.

El siguiente paso es determinar si las plantas podrían percibir otras señales ambientales, como el viento. “El sonido de la lluvia es similar a las vibraciones generadas por otros fenómenos naturales, como el viento, y debemos estudiar si las plantas también las puedan percibir”, anticipó.

“Se han realizado investigaciones brillantes en todo el mundo para revelar los mecanismos que explican la capacidad de las plantas para percibir la gravedad”, señaló Makris.

“Nuestro estudio demostró que estos mismos mecanismos parecen proporcionar a las semillas de las plantas un medio para percibir la profundidad de inmersión en el suelo o el agua, lo cual es beneficioso para su supervivencia”, concluyó.

Ya lo decían los japoneses, cuyo calendario señala el paso de las estaciones climáticas no se reduce a las cuatro clásicas, sino a un total de 72 “microestaciones”. La cuarta microestación se conoce bajo la expresión poética “la lluvia que despierta la tierra” y simboliza que la naturaleza renace en Japón.

El profesor Makris es becario del Secretario de la Marina/Jefe de Operaciones Navales en Ciencias Oceanográficas, profesor William I. Koch de Tecnología Marina y profesor de Ingeniería Mecánica y Oceánica en el MIT.

Tras graduarse del MIT con una licenciatura en Física y un doctorado en Ingeniería Oceánica, trabajó en el Laboratorio de Investigación Naval en Washington D.C., donde realizó investigaciones con muchas de las herramientas, buques, aeronaves e instalaciones de detección submarina avanzadas de la Armada de los Estados Unidos en todo el mundo, antes de volver a enseñar como miembro del profesorado.

Fue científico jefe en numerosas expediciones oceanográficas internacionales de gran envergadura alrededor del mundo, desde los mares nórdicos hasta las islas Revillagigedo de Centroamérica.

Experimentalmente, fue pionero en el uso de la teledetección acústica oceánica mediante guía de ondas (OAWRS) para obtener imágenes instantáneas y monitorear continuamente las poblaciones y el comportamiento de peces y mamíferos marinos a escala de la plataforma continental; demostró que el poder destructivo de un huracán puede determinarse con precisión a partir del sonido submarino que genera.

El profesor Makris ha presentado sus métodos de detección en el Capitolio, en la Cámara de Representantes de los Estados Unidos, en el contexto de la pesca, y en la Cámara de los Lores del Parlamento británico, en el contexto de la no proliferación nuclear, por invitación del Ministerio de Asuntos Exteriores británico.

Formó parte del equipo de definición científica de la NASA para el orbitador de las lunas heladas de Júpiter. Durante su etapa como director del Centro de Ingeniería Oceánica del MIT, ayudó a las Naciones Unidas a desarrollar su programa de Ciudades Flotantes para abordar el aumento global del nivel del mar.

Algunos de los descubrimientos teóricos de Makris son:

• Demostró que la Ley de Weber, medida psicofísicamente durante más de 100 años sin explicación previa en la percepción auditiva y visual humana, es una consecuencia de resolver la luz y el sonido naturales con el menor error posible.
• Desarrolló una teoría analítica que predice con precisión cómo las señales acústicas en el océano fluctúan a larga distancia debido a variaciones aleatorias de ondas internas, ondas de gravedad superficiales, vida marina, oleaje, y cómo estas fluctuaciones pueden ser ventajosas en la detección a larga distancia.
• Creó un método para estimar instantáneamente el alcance en el océano en el campo lejano de una matriz, conocido como el Invariante de Matriz, sin necesidad de triangulación.

Apasionado por la acústica y sus efectos en múltiples campos, tras recibir una beca de investigación Bose, Makris también está dilucidando la física y el desarrollo acústico de los instrumentos de cuerda tradicionales de las familias del violín, el laúd y la guitarra.

Logró corroborar que el orificio en forma de “F” evolucionó en el violín y sus antepasados ​​durante más de 1.000 años para reforzar la eficiencia de la potencia de resonancia del aire.

Con información de la agencia EFE.