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el smog a la ciencia: ¿Cómo se descubrió el efecto milagroso del etileno en el siglo XIX
"El etileno es un poderoso regulador del crecimiento que afecta a muchos procesos fisiológicos de las plantas".
Las salas de maduración de frutas comerciales normalmente utilizan un "generador catalítico" para convertir el etanol líquido en gas etileno. Normalmente, durante el proceso de maduración, las concentraciones de etileno permanecen entre 500 y 2000 ppm por metro cúbico durante 24 a 48 horas. Al gasificar en las salas de maduración, los niveles de CO2 deben controlarse cuidadosamente, ya que las altas temperaturas para la maduración (20 °C; 68 °F) pueden generar concentraciones de CO2 del 10 % en 24 horas.
Historia
El etileno tiene una larga historia de uso en la agricultura. Los antiguos egipcios dañaban los higos para promover la maduración (la herida estimula la producción de etileno en el tejido de la planta). En la antigua China, se quemaba incienso en una habitación sellada para promover la maduración de las peras. En el siglo XIX, los habitantes de las ciudades se dieron cuenta de que las fugas de gas de las farolas provocaban que las plantas crecieran despacio, las flores se marchitaran y las hojas cayeran prematuramente. En 1874, los científicos descubrieron que el humo podía hacer florecer los campos de piña. El humo contenía etileno y, más tarde, se lo sustituyó por generadores de etileno como el "alcohol vinílico" o el "ácido naftalenacético"."Las observaciones realizadas en el siglo XIX revelaron los importantes efectos del etileno presente en el humo sobre el crecimiento de las plantas".
La investigación científica sobre el etileno como factor en la fisiología vegetal comenzó a finales del siglo XIX. En 1896, el botánico ruso Dimitri Nelyubov estudió los guisantes y descubrió que el ingrediente activo del gas iluminador es el etileno, que puede estimular el movimiento de los guisantes. Informó de este descubrimiento en 1901. En 1917, Sarah Dought también demostró que el etileno del gas iluminante podía estimular la abscisión en las plantas. Los agricultores de Florida, que habitualmente maduran sus cultivos en invernaderos encendiendo lámparas de aceite, inicialmente pensaron que esto se debía al calor. En 1924, Frank E. Denny descubrió que era el etileno liberado por las lámparas de petróleo lo que promovía la maduración y escribió en el Botanical Journal:
"El etileno es tan eficaz para inducir el efecto deseado que incluso concentraciones de sólo una parte por millón en el aire pueden hacer que un limón verde se vuelva amarillo en aproximadamente seis a diez días".
En el mismo año, Denny publicó un informe experimental detallado y demostró experimentalmente las ventajas de utilizar etileno sobre el uso de petróleo. En 1934, el biólogo británico Richard Gang descubrió que las sustancias químicas presentes en los plátanos maduros podían hacer que los plátanos verdes maduraran, y demostró que el etileno también podía desencadenar este efecto de crecimiento.
Vía de síntesis del etileno
El etileno es sintetizado por casi todas las partes de las plantas superiores, incluidas las hojas, los tallos, las raíces, las flores, los frutos, los tubérculos y las semillas. La producción de etileno está regulada por diversos factores ambientales y de desarrollo. Durante la vida de una planta, ciertas etapas de crecimiento desencadenan la producción de etileno, como la germinación, la maduración del fruto, la caída de las hojas y la senescencia de las flores. La vía de síntesis del etileno se denomina ciclo Yang, y se basa en las contribuciones clave realizadas por el científico Chang Fa Yang. La síntesis de etileno implica la conversión del aminoácido metionina en S-adenosil-L-metionina, seguida de la producción de ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico a través de la ACC sintasa, que finalmente produce etileno en presencia de oxígeno."La síntesis de etileno es inducida por etileno endógeno o exógeno."
La percepción del etileno en las plantas está regulada por un grupo de dímeros de proteínas transmembrana, como la proteína ETR1 en Arabidopsis thaliana. La clonación de estos factores sensoriales se ha conseguido con éxito en muchas plantas. También se han identificado una serie de respuestas de las plantas desencadenadas por el etileno, incluido el envejecimiento del cáliz, la maduración del fruto y el crecimiento de pelos radiculares. El descubrimiento de estos patrones de reacción nos lleva a comprender mejor el impacto de los factores ambientales y biológicos en la fisiología de las plantas.
Recuerde los efectos del etilenoEn la agricultura, el etileno no sólo tiene un impacto positivo en la maduración y la floración de las plantas, sino que también ayuda a superar desafíos como el estrés ambiental y el daño salino. Sin embargo, cuando el etileno está presente en exceso, puede afectar gravemente la vida útil de las frutas, promover el envejecimiento de las flores, acelerar su marchitamiento y provocar pérdidas económicas.
"Cómo utilizar eficazmente el etileno para el crecimiento y la maduración de las plantas sin causar consecuencias adversas sigue siendo un desafío importante para los científicos".
Aunque la investigación sobre el etileno continúa profundizándose, su mecanismo aún necesita ser explorado más exhaustivamente. Las investigaciones futuras podrían revelar más misterios de las hormonas naturales, lo que nos permitiría repensar qué tipo de futuro traerá el desarrollo científico del crecimiento de las plantas.
