Fotoquímica y espectroscopía de organismos fotosintéticos para el monitoreo ambiental multiescala - Romero, Juan Manuel (2021)
La interacción de la luz con organismos fotosintéticos produce señales que pueden ser detectadas mediante métodos no destructivos y en variedad de escalas, lo que resulta sumamente conveniente para el monitoreo ambiental y agronómico. No obstante, la complejidad estructural del material biológico introduce distorsiones de origen fotofísico en la información detectada, y la complejidad ecofisiológica dificulta su interpretación. El presente trabajo de tesis ha tenido por objetivo aportar al esclarecimiento de estos procesos desde una perspectiva fotofísica y fotoquímica, prestando particular atención a la fluorescencia de clorofila estacionaria y variable. Una parte importante del trabajo realizado consistió en la modelización de los procesos de emisión, reabsorción y dispersión de fluorescencia estacionaria en hojas y coberturas vegetales. Desarrollamos un modelo fotofísico de una cobertura vegetal genérica que fue validado en plantas ornamentales y cultivos de interés agronómico. Se diseñó y construyó una novedosa metodología de medición con la cual se registró, por primera vez en literatura, el espectro de fluorescencia de una cobertura vegetal de manera activa. A pesar de gozar de gran popularidad, el monitoreo de fluorescencia variable no suele ser abordado con la profundidad y rigurosidad requeridas para comprender y controlar todas las variables subyacentes a los procesos estudiados. En esta tesis hemos concebido un enfoque amplio pero a la vez detallado, utilizando equipos de fluorescencia modulada y detección rápida. Este abordaje nos permitió estudiar plantas C3, C4 y CAM en diferentes ambientes lumínicos y algas en diversas condiciones de salinidad, proponiendo también nuevas consideraciones para la utilización de estas técnicas. A través de una colaboración con el INIA (Uruguay) estudiamos la fluorescencia estacionaria y variable de tres cultivares de soja con diferentes tratamientos de irrigación en condiciones de campo. Un hallazgo prometedor ha sido la correlación entre el cociente de picos de fluorescencia y la productividad primaria, que a futuro permitiría evaluar la producción de biomasa de una cobertura vegetal desde aviones o satélites. Finalmente, a partir de la comparación entre la teoría de la representación y la teoría de la observación, presentamos un análisis epistemológico retrospectivo del trabajo realizado y destacamos la necesidad de problematizar las concepciones subyacentes al momento de hacer ciencia.