A armadilha da Vênus (Dionaea muscipula) é uma planta carnívora que envolve sua presa usando folhas modificadas como armadilha. Durante este processo, sinais elétricos conhecidos como potenciais de ação desencadeiam o fechamento dos lóbulos das folhas. Uma equipe interdisciplinar de cientistas mostrou agora que esses sinais elétricos geram campos magnéticos mensuráveis. Usando magnetômetros atômicos, provou ser possível registrar esse biomagnetismo. "Você poderia dizer que a investigação é um pouco como realizar uma ressonância magnética em humanos, "disse a física Anne Fabricant." O problema é que os sinais magnéticos nas plantas são muito fracos, o que explica por que era extremamente difícil medi-los com a ajuda de tecnologias mais antigas. "

Sabemos que no cérebro humano, as mudanças de voltagem em certas regiões resultam da atividade elétrica combinada que viaja através das células nervosas na forma de potenciais de ação. Técnicas como eletroencefalografia (EEG), A magnetoencefalografia (MEG) e a ressonância magnética (MRI) podem ser usadas para registrar essas atividades e diagnosticar doenças de forma não invasiva. Quando as plantas são estimuladas, eles também geram sinais elétricos, que pode viajar através de uma rede celular análoga ao sistema nervoso humano e animal.

Uma equipe interdisciplinar de pesquisadores da Johannes Gutenberg University Mainz (JGU), o Helmholtz Institute Mainz (HIM), o Biocentro de Julius-Maximilians-Universität de Würzburg (JMU), e o Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) em Berlim, Instituto Nacional de Meteorologia da Alemanha, agora demonstrou que a atividade elétrica na armadilha de Vênus também está associada a sinais magnéticos. "Fomos capazes de demonstrar que os potenciais de ação em um sistema de planta multicelular produzem campos magnéticos mensuráveis, algo que nunca havia sido confirmado antes, "disse Anne Fabricant, candidato a doutorado no grupo de pesquisa do Professor Dmitry Budker na JGU and HIM.

A armadilha de Dionaea muscipula consiste em folhas de captura bilobadas com cabelos sensíveis, que, quando tocado, desencadeia um potencial de ação que percorre toda a armadilha. Após dois estímulos sucessivos, a armadilha fecha e qualquer presa potencial de inseto é trancada dentro e posteriormente digerida. Interessantemente, a armadilha é eletricamente excitável de várias maneiras:além de influências mecânicas, como toque ou lesão, energia osmótica, por exemplo, cargas de água salgada, e a energia térmica na forma de calor ou frio também pode desencadear potenciais de ação. Para seu estudo, a equipe de pesquisa usou estimulação de calor para induzir potenciais de ação, eliminando assim fatores potencialmente perturbadores, como ruído de fundo mecânico em suas medições magnéticas.

Biomagnetismo - detecção de sinais magnéticos de organismos vivos

Embora o biomagnetismo tenha sido relativamente bem pesquisado em humanos e animais, até agora, muito pouca pesquisa equivalente foi feita no reino vegetal, usando apenas magnetômetros de dispositivo de interferência quântica supercondutor (SQUID), instrumentos volumosos que devem ser resfriados a temperaturas criogênicas. Para o experimento atual, a equipe de pesquisa usou magnetômetros atômicos para medir os sinais magnéticos da armadilha voadora de Vênus. O sensor é uma célula de vidro cheia de um vapor de átomos alcalinos, que reagem a pequenas mudanças no ambiente do campo magnético local. Esses magnetômetros com bombeamento óptico são mais atraentes para aplicações biológicas porque não requerem resfriamento criogênico e também podem ser miniaturizados.

Os pesquisadores detectaram sinais magnéticos com uma amplitude de até 0,5 picotesla da armadilha de Vênus, que é milhões de vezes mais fraco do que o campo magnético da Terra. "A magnitude do sinal registrado é semelhante ao que é observado durante as medições de superfície dos impulsos nervosos em animais, "explicou Anne Fabricant. Os físicos do JGU pretendem medir sinais ainda menores de outras espécies de plantas. No futuro, essas tecnologias não invasivas podem ser potencialmente usadas na agricultura para o diagnóstico de plantas agrícolas, detectando respostas eletromagnéticas a mudanças repentinas de temperatura, pragas, ou influências químicas sem ter que danificar as plantas usando eletrodos.