Las plantas hiperacumuladoras acumulan altas concentraciones de ciertos elementos traza en sus partes aéreas. Este fenómeno es extremadamente raro, registrado en <0.2% de las angiospermas, pero se encontró acumulación de níquel (Ni) en el 70% de las especies hiperacumuladoras. La mayoría de los hiperacumuladores se encuentran en Nueva Caledonia, Cuba y la Región del Mediterráneo.
Dr. Antony van der Ent y su estudiante de doctorado Adrian Paul de la Universidad de Queensland con colegas de Francia y Nueva Caledonia investigó la aparición de tejidos de floema de color verde extremadamente ricos en níquel en el género Hybanthus (Violaceae) en Nueva Caledonia. Los científicos encontraron Hybanthus austrocaledonicus ser la única especie de planta fuera de las selvas tropicales ultramáficas de Sabah/Palawan o fuera de América Central que demuestra este fenómeno. La microscopía de fluorescencia de rayos X de sincrotrón (XFM) reveló que el Ni se almacena predominantemente en las vacuolas de las células de la epidermis superior de H. austrocaledonicus hojas y no en el mesófilo.
En 1973 y 1980, se encontraron dos plantas hiperacumuladoras en Nueva Caledonia, Hybanthus austrocaledonicus (que acumula hasta 2.55% en peso de Ni) y H. caledónico (que acumula hasta 1.75% en peso de Ni). Ejemplar de herbario de H. austrocaledonicus de 1981 contenía 6.80% en peso de Ni, por lo que los investigadores volvieron al sitio de recolección original para recolectar más muestras para evaluar sistemáticamente la ocurrencia de hiperacumulación de Ni en H. austrocaledonicus y H. caledónico poblaciones Dr van der Ent utilizado recientemente fluorescencia de micro-rayos X (µ-XRF) para visualizar la absorción de nutrientes en tejidos vegetales hidratados y investigó la frecuencia de hiperacumuladores de elementos foliares en Malasia.
Los investigadores analizaron 236 especímenes en el Herbario de Nueva Caledonia e investigaron las concentraciones elementales de manganeso (Mn), cobalto (Co) y Ni en tres hibanto especies endémicas de Nueva Caledonia mediante escaneo XRF. Paul y sus colegas también recolectaron muestras de H. austrocaledonicus at Monte Dzumac Para un análisis más detallado de macroelementos (Na, Mg, Al, P, S, K, Ca) y oligoelementos (Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn), se utilizó criomicroscopía electrónica de barrido con espectroscopia de energía dispersiva (crio-SEM-EDS) para visualizar la distribución de Ni, C y O en tejido foliar hidratado y congelado, y XFM de láminas foliares, bases, pecíolos y tallos para visualizar Ca, K, Ni y Zn en tejidos hidratados.
Las concentraciones de Ni encontradas en este estudio fueron mucho más altas en comparación con hallazgos previos de 1971 y 1983. Las concentraciones foliares para H. austrocaledonicus y H. caledónico fueron 4.78% en peso, mientras que la concentración de floema de H. austrocaledonicus fue 5.50% en peso en Mont Dzumac.
Las imágenes XFM revelaron que el Ni y el Zn se encontraban principalmente en las vacuolas celulares de la epidermis superior de H. austrocaledonicus pero el Ca se concentró principalmente adyacente a la epidermis y el esclerénquima de los haces vasculares. En el pecíolo, el Ni se concentró principalmente en la corteza, mientras que el Zn se localizó en la médula y alrededor de los tejidos vasculares. En el tallo, las distribuciones de Ni y Zn fueron similares y se concentraron principalmente en la corteza.
“Los mismos patrones sorprendentes de co-localización para Ni y Zn sugieren mecanismos de almacenamiento similares para estos dos metales en Hybanthus austrocaledonicus”, dijeron Paul y sus colegas.
“Hasta la fecha, los datos siguen siendo escasos, como lo destaca el bajo porcentaje [5%] de especies hiperacumuladoras investigadas. Continuar los esfuerzos mediante el uso de tecnologías recientemente desarrolladas como XFM (distribuciones elementales) y XRF (detección) junto con investigaciones transcriptómicas permitirá una comprensión integral de la evolución de este fascinante fenómeno”.
Las especies hiperacumuladoras no solo plantean muchas preguntas a los científicos sobre la fisiología y la adaptación de las plantas, sino que también se pueden utilizar para fitominería en suelos altamente mineralizados o en terrenos post-mina. El Se estima que la ganancia de una fitomina de Ni en Australia es de ~11,500 XNUMX AU$/ha/cosecha utilizando la planta hiperacumuladora, Berkheya coddii. Obtenga más información sobre Base de datos global de hiperacumuladores.
