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The Plant Water Pump

Descrizione del progetto

La natura ha progettato una pompa dell’acqua all’interno delle radici delle piante?

Sappiamo tutti che l’acqua scorre verso il basso, o lungo un gradiente di «potenziali»,che riflettono il fatto che l’acqua venga aspirata per gravità, suzione e sali ubicati dietro membrane. Le leggi della fisica ci dicono che è impossibile che l’acqua scorra lungo dislivelli in salita senza consumare energia esterna. Quindi, ogni volta che questo fenomeno è stato osservato nelle piante, gli scienziati hanno cercato meccanismi attivi di pompaggio dell’acqua, trovando sempre intoppi. Successivamente, un nuovo simulatore micro-idrologico ha dimostrato che, in teoria, le cellule limitrofe contenenti concentrazioni di sale diverse potrebbero svolgere il ruolo di pompa dell’acqua. Il progetto ThePlantWaterPump, finanziato dal CER, si propone di convalidare questa nuova teoria, cambiando il modo in cui pensiamo al trasporto dell’acqua nelle piante e la nostra comprensione dell’impatto della siccità nei climi mutevoli.

Obiettivo

With global warming, climate zones are projected to shift poleward, and the frequency and intensity of droughts to increase, driving threats to crop production and ecosystems. Plant hydraulic traits play major roles in coping with such droughts, and process-based plant hydraulics (water flowing along decreasing pressure or total water potential gradients) has newly been implemented in land surface models.
An enigma reported for the past 35 years is the observation of water flowing along increasing water potential gradients across roots. By combining the most advanced modelling tool from the emerging field of plant micro-hydrology with pioneering cell solute mapping data, I found that the current paradigm of water flow across roots of all vascular plants is incomplete: it lacks the impact of solute concentration (and thus negative osmotic potential) gradients across living cells. This gradient acts as a water pump as it reduces water tension without loading solutes in plant vasculature (xylem). Importantly, water tension adjustments in roots may have large impacts in leaves due to the tension-cavitation feedback along stems.
With The Plant Water Pump I will combine for the first time cutting-edge osmotic mapping and micro-hydrological modelling approaches to (1) characterize water status and osmotic responses to water deficit in diverse crop and tree species, (2) revolutionize the current paradigm of plant water uptake, and (3) increase the accuracy of plant water status functions for land surface models. By creating a continuum between key cell-scale variables and plant-scale water fluxes, this project lays the foundations for future multidisciplinary research encompassing plant physiology and ecohydrology. Besides its groundbreaking contribution to the fundamental understanding of plant water relations, this effort embodies a much-needed step toward the accurate forecasting of land water fluxes and decision support under future climates.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2021-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UNIVERSITE CATHOLIQUE DE LOUVAIN
Contributo netto dell'UE
€ 1 566 998,75
Indirizzo
PLACE DE L UNIVERSITE 1
1348 LOUVAIN LA NEUVE
Belgio
Regione
Région de Bruxelles-Capitale/Brussels Hoofdstedelijk Gewest Région de Bruxelles-Capitale/ Brussels Hoofdstedelijk Gewest Arr. de Bruxelles-Capitale/Arr. Brussel-Hoofdstad
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 566 998,75

Beneficiari (2)