Cientistas transformam bactérias em sensores hiperespectrais para avaliar a saúde das plantas do espaço

Hoje, a avaliação da composição química e nutricional dos solos, bem como da saúde das plantas, é realizada em laboratórios, utilizando reagentes caros. Cientistas dos EUA descobriram uma maneira de analisar remotamente esses parâmetros usando apenas o monitoramento de bactérias. Essas bactérias produzem moléculas que são facilmente detectáveis ​​por câmeras hiperespectrais a grandes distâncias e até mesmo da órbita, o que pode revolucionar a abordagem da agricultura.

Fonte da imagem: AI generation Grok 3/avalanche noticias

Os geneticistas usam há muito tempo proteínas fluorescentes para modificar bactérias. Com a ajuda dessas proteínas, as bactérias sinalizam sobre certos processos de sua atividade vital – isso é conveniente e claro. É possível descobrir o nível de enzimas ou o estado das colônias bacterianas sem realizar testes complexos. Da mesma forma, as bactérias podem ser treinadas para reconhecer uma ampla gama de nutrientes ou substâncias tóxicas, mas elas devem produzir um sinal de luz especial que seja visível apenas para câmeras hiperespectrais, em vez de um sinal de luz comum.

Câmeras hiperespectrais permitem que satélites obtenham informações abrangentes sobre solos, plantações e muitos outros objetos. Essa tecnologia tem sido usada ativamente desde a década de 1970 para sensoriamento remoto da Terra. Da mesma forma, satélites ou drones poderiam ler marcadores hiperespectrais de bactérias projetados, por exemplo, para detectar conteúdo de nitrogênio no solo, minerais em plantas ou arsênio na água.

Cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts identificaram duas bactérias promissoras para tais tarefas e introduziram em seu genoma um complexo de genes repórteres que produzem moléculas com um efeito hiperespectral claramente expresso em resposta à presença de compostos específicos no ambiente. Testes mostraram que drones com câmeras hiperespectrais são capazes de detectar esses marcadores a uma altura de até 90 metros.

Como explicam os pesquisadores, não há obstáculos para fazer as bactérias reagirem a quase qualquer substância. No futuro, essas bactérias poderão até ser usadas para mapear campos minados. Dado que a pesquisa foi financiada pelo Departamento de Defesa dos EUA, pelo Escritório de Pesquisa Científica do Exército dos EUA e pelo Ministério da Defesa de Israel, esta opção pode ser uma das primeiras a ser implementada.