Учёные из Ноттингемского университета (Великобритания) нашли неинвазивный способ наблюдения за циркуляцией воды внутри растений. Ранее отслеживать процесс поглощения воды корнями без повреждения образца было невозможно. Специалисты впервые применили чувствительный метод оптической микроскопии на основе лазера для неинвазивного наблюдения. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Non-invasive hydrodynamic imaging in plant roots at cellular resolution

By detecting inelastically scattered photons from a narrow-band laser source, RMS provides spectroscopic information at the molecular level without the need for sample preparation, fluorescent labels, or fixation. Biomolecular components (e.g., water, lipids, proteins, nucleic acids, and metabolites) appear as Raman lines at different positions inside the spectrum corresponding to their vibrational energy levels. 
https://www.nature.com/articles/s41467-021-24913-z

«Процесс, благодаря которому растения процветают и становятся продуктивными культурами, зависит в первую очередь от того, насколько хорошо они способны поглощать воду. Вода играет важную роль, поскольку в ней растворяются питательные вещества и минералы, необходимые тканям растений. Мы разработали метод, который позволяет нам контролировать этот процесс на уровне отдельных клеток. Мы можем видеть не только воду, поднимающуюся по корням, но и то, как она движется», — прокомментировал руководитель исследования доктор Кевин Уэбб.

Для исследования была использована резуховидка Таля (Arabidopsis thaliana) — «модельное растение», которое легко поддаётся генетическим манипулициям. С помощью щадящего лазера — технологии визуализации, основанной на удостоенном Нобелевской премии методе рамановской спектроскопии, специалисты отследили перемещения воды вверх по корневой системе на клеточном уровне и создали математическую модель для количественной оценки этого процесса. В исследовании использовалась тяжёловодородная вода (оксид дейтерия), содержащая дополнительный нейтрон в ядре каждого атома водорода. При сканировании лазером корня резуховидки можно было отследить движение жидкости.

Растительные клетки примерно в 10 раз больше человеческих. В настоящее время учёные работают над переносом метода на клетки человека, чтобы лучше понять схожие, но менее масштабные процессы. Как и в случае с растениями, в наших организмах есть клетки, которые отвечают за переработку воды. Прозрачные ткани глаза, например, могут страдать от заболеваний, связанных с этим процессом: катаракта, глаукома и макулодистрофия. В будущем новая технология может стать ценным инструментом для мониторинга подобных заболеваний.

Источник: https://botsady.ru/news/1628173995-nayden-sposob-neinvazivnogo-nablyudeniya-za-tsirkulyatsiey-vody-v-rasteniyah.htm