COMO LAS PLANTAS ABSORBEN LA CANTIDAD PERFECTA DE MINERALES.

12 de Abril de 2012.

Para sobrevivir, las plantas deben tomar ni demasiados ni muy pocos minerales del suelo. Nuevos conocimientos sobre la forma en que opera este equilibrio crítico ahora se han publicado por biólogos de la Universidad del Ruhr en una serie de tres artículos en la revista The Plant Cell. Los investigadores han descubierto nuevas funciones de la unión de metales de la molécula de nicotianamina. "Los resultados son importantes para la agricultura sostenible y también para las personas , para evitar problemas de salud causados ​​por las deficiencias de nutrientes esenciales en nuestra dieta", dice el Prof. Dr. Ute Krämer del Departamento de Fisiología Vegetal de la RUB.

Todos los organismos necesitan hierro, zinc y cobre como nutrientes. Contribuyen a las funciones catalíticas esenciales dentro de la célula. Dado que las plantas están en el comienzo de la cadena alimentaria, el contenido suficiente de estos minerales en ellas es esencial para la dieta humana. Estos metales son químicamente muy similares, por lo que es difícil para los organismos distinguir entre ellos.

Deficiencia de cobre: Arabidopsis thaliana se desarrolla mucho mejor en un medio de crecimiento rico en cobre y desarrolla una arquitectura de la planta distinta (a la izquierda) que después de tres semanas de la deficiencia de cobre (derecha). © Ute Krämer (RUB), Josef Bergstein (MPI Golm)

La unión de metales de la molécula de nicotianamina es importante para el transporte de hierro en las plantas. En su tiempo en las universidades de Heidelberg y Bochum, Krämer ha demostrado que también hace una importante contribución a el balance de zinc. "El exceso de cinc puede contaminar los procesos que dependen de el hierro, y viceversa", explica el biólogo. Cuanto cinc disponible hay en el citosol depende del lugar donde la nicotianamina se almacena en la celula. El transporte de la membrana de proteína inducida por el zinc Facilitator1 (ZIF1) puede mover la molécula de unión de metales desde el citosol a la vacuola , a un área separada de la célula que almacena sustancias, entre otras funciones. Teniendo en cuenta las concentraciones de zinc altas en el citosol, el ZIF1 transporta nicotianamina a la vacuola. Como consecuencia, los iones de zinc también se transportan a la vacuola y, por tanto eliminado desde el citosol y las rutas de transporte interno de la planta. El zinc es ahora menos competencia para el hierro, de modo que el hierro es más fácilmente disponible a la célula.

Por razones genéticas, las plantas contienen cantidades muy diferentes de minerales, en función de su entorno de vida. Arabidopsis halleri, por ejemplo, que es nativa de Alemania, reúne un centenar de veces más cantidad de zinc en sus hojas que muchas otras plantas. En colaboración con colegas de la Universidad de Bayreuth, el equipo de Kramer ha contribuido a mostrar cómo funciona este: Arabidopsis halleri produce grandes cantidades de nicotianamina. Cuando los investigadores desactivan la síntesis de esta molécula a través de la manipulación genética, las plantas también transportan menos zinc desde las raíces hasta las hojas. La nicotianamina por lo tanto, es crucial para la alta concentración de zinc en las hojas. "En los países en desarrollo, la deficiencia de zinc es uno de los mayores factores de riesgo dietario por los problemas de salud", explica Krämer. "Nuestros datos pueden proporcionar importantes pistas sobre cómo mejorar los cultivos con mayor contenido de zinc".

Los biólogos de Bochum también investigaron cómo células de las plantas absorben el cobre junto con sus colegas estadounidenses. Para ello, se empleo lo que se conoce como secuenciación de próxima generación. El método que emplean simultáneamente decodifica todos los ARN mensajeros dentro de una célula. Esto da una imagen completa de lo que la célula debe producir de proteínas y en qué cantidades. A partir de estos datos, el equipo de Kramer identificó nuevas moléculas con un papel fundamental en la absorción de cobre. Los científicos han demostrado que los iones de cobre se convierte en primer lugar desde la doble carga positiva cúprica a la única carga positiva de forma cuproso, que es esencial para la absorción siguiente en la planta. Dos enzimas específicas, llamadas reductasas de cobre, son responsables de esto. "Independientemente de esto, también hemos descubierto que la deficiencia de cobre en las plantas provoca una deficiencia de hierro secundaria , contrariamente a las expectativas anteriores, y muy similar al metabolismo de los metales en los humanos".

Fuente:  Ruhr-University Bochum.   

ESPECIE DE THRIPS SOLDADO CAPAZ DE PREVENIR HONGOS.

12 de Abril de 2012.

Desde que los científicos comenzaron a observar esta especie de trips, se ha asumido que los antebrazos grandes en la especie soldado les permite apretar los enemigos invasores (en general, otras especies de trips que prefieren hacerse cargo de los nidos de otros en lugar de crear su propio) matándolos para proteger el nido. Dispersores los así llamados de la misma especie que no tienen antebrazos grandes, la idea era que, debido a que no defienden la agalla (un hueco en una planta bulbosa que los trips crean para que sean sus nidos), en lugar del riesgo de estar fuera y crean nuevas agallas.

Kladothrips. Imagen: Mónica De Facci, la Universidad de Lund

Pero los investigadores descubrieron mediante la organización de peleas entre trips soldado de diferentes especies en un pequeño estadio, en el que los trips soldado en realidad no hace uso de sus antebrazos grandes, y no son realmente eficaces combatientes de todos modos, al menos no cuando se trata de luchar contra enemigos que están cerca de ellos en tamaño.

Debido a que Kladothrips intermedius parece hacer un mejor trabajo de prevención del hongo Cordyceps bassiana, que crece en los cuerpos de los insectos, y que lo hace en otros tipos de insectos, el equipo sumergió un grupo de un centenar de soldado y otro centenar de dispersores en agua y luego se recogió el residuo dejado para la prueba. Se encontró que el residuo de los soldado contenían ingredientes antifúngicos pero el residuo de los dispersores no lo hizo. Así pues, parece que los soldado son buenos para la protección de la agalla, pero no tanto de los enemigos que todo el mundo pensaba.

Este nuevo estudio, aunque responde a preguntas sobre las capacidades antifúngicas de Kladothrips intermedius, plantea otras nuevas sobre los antebrazos grandes. Si no se ayuda a los los trips en la batalla, ¿por qué los tienen? Tal vez, como los investigadores han encontrado con cangrejos de río en otro estudio, los miembros grandes son simplemente para ayudar a los machos a engañar su manera de salir de las peleas.

ore information: Antifungal activity in thrips soldiers suggests a dual role for this caste, Biology Letters, Published online before print April 11, 2012, doi: 10.1098/rsbl.2012.0184

Read more at: http://phys.org/news/2012-04-thrips-soldiers-ward-fungus.html#jCp

: Antifungal activity in thrips soldiers suggests a dual role for this caste, Biology Letters, Published online before print April 11, 2012, doi: 10.1098/rsbl.2012.0184

Read more at: http://phys.org/news/2012-04-thrips-soldiers-ward-fungus.html#jCp

: Antifungal activity in thrips soldiers suggests a dual role for this caste, Biology Letters, Published online before print April 11, 2012, doi: 10.1098/rsbl.2012.0184

Read more at: http://phys.org/news/2012-04-thrips-soldiers-ward-fungus.html#jCp

: Antifungal activity in thrips soldiers suggests a dual role for this caste, Biology Letters, Published online before print April 11, 2012, doi: 10.1098/rsbl.2012.0184

Read more at: http://phys.org/news/2012-04-thrips-soldiers-ward-fungus.html#jCp

Fuente: Biology letters, Physorg. 

Más información: Antifungal activity in thrips soldiers suggests a dual role for this caste, Biology Letters, Published online before print April 11, 2012, doi: 10.1098/rsbl.2012.0184

e at: http://phys.org/news/2012-04-thrips-soldiers-ward-fungus.html#jCp

     

SE DEBE HACER FRENTE A LAS FUERZAS DE LOS HONGOS PARA SALVAR CULTIVOS, BOSQUES Y ANIMALES EN PELIGRO DE EXTINCIÓN.

11 de Abril de 2012.

Más de 600 millones de personas podrían ser alimentadas cada año por la detención de la propagación de enfermedades fúngicas en los cinco cultivos más importantes del mundo, según una investigación publicada hoy en la revista Nature.

Además, los datos analizados por los científicos sugieren que en el 70% de los casos en que las enfermedades infecciosas causan la extinción de un tipo de animal o planta, una especie de hongos emergentes está detrás del problema. La evidencia sugiere que esta cifra va en aumento. Los científicos que realizaron el estudio, de la Universidad de Oxford, el Imperial College de Londres, están pidiendo nuevas soluciones para evitar la proliferación de las existentes y nuevas infecciones por hongos en plantas y animales con el fin de evitar una mayor pérdida de la biodiversidad y la escasez de alimentos en el futuro.

Las infecciones por hongos en la actualidad destruyen por lo menos 125 millones de toneladas de los cinco principales cultivos alimentarios: arroz, trigo, maíz, papa y soya - Cada año, los cuales podrían ser utilizados para alimentar a aquellos que no tienen suficiente para comer. Estos cultivos proporcionan la mayor parte de las calorías consumidas por la gente. 

Plantas de arroz mostrando síntomas de ataque del hongo del añublo del arroz

El daño causado por los hongos al arroz, trigo y maíz le cuesta a la agricultura mundial $ 60 mil millones por año. Los efectos son catastróficos de manera desproporcionada para aquellos en el mundo en desarrollo, donde 1,4 millones de personas viven con menos de 1,25 dólares al día, y dependen en mayor medida de estos alimentos de bajo costo.

Las enfermedades como el añublo del arroz, la roya de la soja, la roya en el trigo, tizón del maíz y el tizón tardío de la papa afecta a algo más que la productividad, muchos de ellos disponen de múltiples costos socioeconómicos. Los árboles perdidos o dañados por los hongos no pueden absorber 230-580 megatoneladas de CO2 de la atmósfera, lo que equivale al 0,07% del global de CO2 en la atmósfera, un efecto que los científicos dicen que es probable que lleve a un aumento del efecto invernadero.

En los animales, las nuevas enfermedades causadas por hongos amenazan cada vez más la existencia de más de 500 especies de anfibios, así como muchas especies en peligro de extinción de las abejas, tortugas marinas y los corales. Sólo en los EE.UU., los estudios sugieren que la disminución de las poblaciones de murciélagos causadas por hongos blancos del síndrome de la nariz, y dará lugar a un aumento dramático en los insectos plaga de los cultivos y que los murciélagos de otra manera se alimentaban con ellos, y a un costo para la agricultura de más de $ 3.7 mil millones por año.

El Dr. Matthew Fisher, de la Escuela de Salud Pública del Imperial College de Londres, y autor correspondiente del estudio, dijo: "El alarmante aumento en las muertes de plantas y animales causada por los nuevos tipos de enfermedades de hongos demuestra que vamos con rapidez en dirección a un mundo donde los 'asquerosos' son los ganadores. Tenemos que esforzarnos para evitar la aparición de nuevas enfermedades ya que actualmente se carecen de medios para tratar con éxito los brotes de infección en la naturaleza. "

El artículo muestra cómo los casos de enfermedades causadas por hongos han ido en aumento en severidad y escala a partir de mediados del siglo 20, en gran parte gracias al comercio y los viajes, y ahora representan un peligro grave para la seguridad alimentaria mundial, la biodiversidad y la salud del ecosistema. La amenaza para las plantas de las infecciones fúngicas ha llegado a un nivel que supera a la planteada por las enfermedades bacterianas y virales combinadas y se prevé que siga aumentando.

Los autores calculan que la infección por hongos pueden dañar hasta 900 millones de toneladas de alimentos si las epidemias de enfermedades fueran a golpear a todos los cinco principales cultivos alimenticios en el mismo año. Aunque las posibilidades de que esto ocurra son muy pequeñas, se estima que este escenario podría causar una hambruna mundial dejando a más de 4.2 millones de personas mueran de hambre.

Piden un control más estricto del comercio de animales y vegetales que facilitan la propagación de la enfermedad, y más investigación sobre las herramientas que pueden predecir las nuevas infecciones por hongos que los científicos puedan aprender a detener la propagación de las enfermedades existentes que actualmente están geográficamente aisladas.

Sarah Gurr, Profesora de Patología Molecular de Plantas en la Universidad de Oxford, dijo: "Las pérdidas de cosechas debido al ataque de hongos son un reto a la seguridad alimentaria y amenazan a la biodiversidad, sin embargo, son lamentablemente insuficientes en el control de su aparición y la proliferación. Debemos tener una mejor financiación canalizada en la lucha contra las enfermedades de hongos. "

Fuente: Nature. 

VARIEDADES DE SOYA QUE PUEDEN TOLERAR LA INUNDACIÓN.

Por: Ann Perry.
23 de julio de 2012.

Nuevas variedades de soja que pueden crecer bien en los campos muy húmedos podrían resultar de estudios por científicos del Servicio de Investigación Agrícola (SIA). Esta capacidad podría ayudar a aumentar las ganancias para los agricultores. Estos agricultores pueden sufrir pérdidas de hasta el 25 por ciento de su cultivo cuando ellos siembran la soja in rotación con el arroz en los campos demasiado húmedos.

Este estudio está siendo realizado por científica Tara VanToia. 

Por más de dos décadas, VanToai ha estudiado la tolerancia de las plantas de soja a las inundaciones, en una gama amplia de ambientes incluyendo invernaderos, laboratorios, cámaras de crecimiento, campos experimentales y campos agrícolas. Ella y sus colegas están descubriendo e incorporando genes de variedades de soja originarias de varias zonas del mundo para ayudar a suplementar la base genética sorprendentemente limitada de la soja estadounidense y mejorar su tolerancia a los suelos húmedos y las enfermedades asociadas.

La fisióloga de plantas Tara Van Toia (ahora retirada) ha desarrollado variedades de soja que pueden crecer bien en los campos húmedos del delta de los ríos cuando son sembradas en rotación con el arroz.

En un estudio, VanToai usó "casas de alambrera"–las cuales son invernaderos con alambreras en vez del vidrio—para evaluar la tolerancia de 21 líneas de soja a la inundación. Este estudio incluyó líneas de soja originarias de Vietnam y Camboya, líneas desarrolladas por selección por agricultores y jardineros, y líneas originarias de Australia, China, Japón y Taiwán creadas con las técnicas modernas de la crianza de plantas.

Los investigadores cultivaron las plantas en macetas. Cuando cada planta estaba en flor, fue puesta por dos semanas en un cubo de agua con la superficie del agua dos pulgadas por encima de la superficie del suelo. Las pruebas en las casas de alambrera identificaron tres líneas con niveles más altos de tolerancia a la inundación: Nam Vang, la cual es originaria de Camboya; VNDA, la cual es originaria de China; y ATF 15-1, la cual es originaria de Australia. Las plantas de estas tres líneas fueron las más altas y produjeron las semillas más grandes y los rendimientos más grandes. Cuando los investigadores repitieron el estudio en campos experimentales con inundaciones, ellos tuvieron los mismos resultados.

Fuente: Servicio de Investigación Agrícola, SIA-USDA.

PRIMERA PLANTA DE BIODIÉSEL DE JATROPHA EN CUBA

En Cuba, la primera planta de biodiesel de jatrofa del país en línea ha llegado con una producción anual de sólo 100 toneladas métricas. Se espera que 130 hectáreas de jatrofa se sembrarán para abastecer las semillas a la instalación. El proyecto es parte de una cooperación transfronteriza del Ministerio, que incluye el apoyo de la Agencia Suiza de Cooperación al Desarrollo.

-La primera planta cubana de biodiesel que utiliza el arbusto oleaginoso no comestible "Jatropha curcas", conocido popularmente en la isla como "piñón botija", comenzó a producirlo hoy, según informaron medios locales.

La instalación, ubicada en al provincia oriental de Guantánamo, tiene capacidad para producir más de 100 toneladas por año de biocombustible líquido, que internacionalmente se obtiene a partir de aceites vegetales y grasa animal.

La aplicación del combustible resultante es muy corriente, en forma pura o mezclada, como sustituto del diesel mineral o petrodiesel, reportó este viernes la estatal Agencia de Información Nacional (AIN).

El director del Centro de Investigaciones Aplicadas para el Desarrollo Sostenible (CATEDES), José Sotolongo, explicó que la fábrica posee la ventaja de procesar la semilla de un arbusto tóxico que no compite con la producción de alimentos, y que contribuye a prescindir de la importación de un centenar de toneladas de combustible diesel.

También indicó que está previsto el cultivo de 130 hectáreas del arbusto con el fin de garantizar la materia prima para que la planta funcione a plena capacidad y el biodiesel pueda utilizarse puro (sin mezclar) en equipos agrícolas.

La fábrica es fruto del proyecto "La biomasa como fuente renovable de energía para el medio rural" (BIOMAS-CUBA), en el cual intervienen varias instituciones cubanas, con el apoyo de la Agencia Suiza de Cooperación al Desarrollo (COSUDE).

La iniciativa está sufragada por el estado cubano, prevé la producción integrada de energía y alimentos a escala local y a nivel de fincas, y prohíbe para la producción de biodiesel el empleo de materias primas comprometidas con la alimentación humana.EFECOM

Fuente: Expansion.com; EFE; Lecturas de Biocombustibles.

LA DIVERSIFICACIÓN DE LAS PLANTAS TERRESTRES.

5 de Abril de 2012.

Se ha reconstruido las relaciones filogenéticas entre todas las 706 familias de plantas terrestres.

Algunas partes de la historia evolutiva de las plantas terrestres se han documentado sobre la base de los registros fósiles y unos cuantos análisis filogenéticos a gran escala, centrándose especialmente en las angiospermas y helechos.
En una nueva investigación publicada en la revista BMC Evolutionary Biology, Vincent Savolainen (Kew / Imperial College) y Omar Fiz (Imperial College), en colaboración con Harald Schneider (Museo de Historia Natural de Londres), han reconstruido ahora las relaciones filogenéticas entre todas las 706 familias de plantas terrestres utilizando datos moleculares.

Diversificación de musgos a la sombra de las plantas con flores. Foto: G. Kite

Tasa de Diversificación y Clima.

Los investigadores fechan la filogenia utilizando múltiples fósiles y una técnica de reloj molecular. La aplicación de varias pruebas de diversificación que toma en cuenta la topología, la longitud de la ramificación, el número de especies existentes, así como la extinción, se evaluaron las tasas de diversificación a través del tiempo.

Ellos encontraron evidencia de las radiaciones de helechos y musgos en el seguimiento de las angiospermas, coincidiendo con el clima global más cálido del Cretácico. Por el contrario, las gimnospermas y hepáticas muestran un compás de la disminución de las tasas de diversificación durante los períodos de tiempo geológicos de clima global fresco.
Este análisis filogenético a gran escala ayuda a revelar las sucesivas oleadas de la diversificación que conforman la diversidad de las plantas terrestres que vemos hoy.

Fuente:  Royal Botanic Gardens, Kew 

USANDO LA COMBINACIÓN DE OXÍGENO Y FOSFINA PARA CONTROLAR INSECTOS.

Por: Sharon Durham.
11 de julio de 2012.

Un fumigante llamado fosfina es más eficaz para controlar los insectos plagas si se lo combina con oxígeno, según los resultados de estudios por científicos del Servicio de Investigación Agrícola (SIA). La combinación de oxígeno y fosfina podría ofrecer una alternativa amigable con el medio ambiente al uso del bromuro de metilo para combatir insectos en las frutas y verduras almacenadas.

Entomólogo Yong-Biao Liu, él demostró en pruebas de laboratorio que aplicando la combinación de oxígeno y fosfina se consigue controlar eficazmente varios insectos plagas. 

Liu probó la fumigación con fosfina y niveles altos de oxígeno contra cuatro insectos plagas: adultos y larvas del trips occidental de las flores; pupas de la mosca minadora; huevos de la cochinilla de las uvas; y huevos y pupas de la polilla India de la harina. Estas cuatro especies representan tipos de insectos y etapas de vida que requieren tratamientos de cuarentena.

En fumigaciones por cinco horas con 1.000 partes por millón de fosfina en temperaturas de 41 grados Fahrenheit, el control de los trips occidental de las flores en la lechuga aumentó del 80 por ciento al 98 por ciento cuando el nivel de oxígeno se aumentó del 21 por ciento al 40 por ciento. Cuando se aumentó el nivel de oxígeno al 80 por ciento, el tratamiento mató el 99 por ciento de los trips.

Científicos del SIA han descubierto que una combinación del oxígeno y la fosfina podría ser una alternativa amigable al medio ambiente al uso del bromuro de metilo para controlar varios insectos plagas tales como el trips occidental en las frutas y verduras cosechadas. Foto cortesía de P.M.J. Ramakers, Applied Plant Research, Bugwood.org.

Los trips occidental de las flores son una plaga común en las frutas y verduras y a menudo están presentes en los productos frescos exportados, donde el insecto es una plaga sujeta a cuarentena. Actualmente, las frutas y verduras frescas exportadas se tratan con fumigación con el bromuro de metilo para controlar los trips occidental de las flores, pero el uso del bromuro de metilo están siendo suspendido a causa de preocupaciones ambientales.

Liu usó varias concentraciones de oxígeno en temperaturas de 41 grados F o 50 grados F, y descubrió que la fumigación con la combinación de oxígeno y fosfina también fue eficaz en controlar las pupas de las moscas minadoras, los huevos de la cochinilla de las uvas, y los huevos y las pupas de la polilla India de la harina.

Se ha usado la fosfina por más de 80 años como un fumigante para controlar los insectos plagas en los productos almacenados, pero la fosfina actúa lentamente contra los insectos. Muchos insectos, especialmente en las etapas de huevo y pupa, tienen buena tolerancia contra la fosfina, y algunas veces se requieren 10 días de fumigación para controlarlos. El nuevo tratamiento acelerará este proceso y controlará los insectos más rápidamente.

Fuente: Servicio de Investigación Agrícola, SIA-USDA.

MEJORANDO LA CALIDAD DEL AIRE CON LA CERO LABRANZA.

Por:  Ann Perry.
5 de julio de 2012.

Estudios por científicos del Servicio de Investigación Agrícola (SIA) han demostrado que algunos sistemas de la cero labranza pueden reducir los niveles atmosféricos de PM10—las partículas de suelo y otros materiales que tienen un diámetro de 10 micrómetros o menos, y pueden degradar la calidad del aire—que resultan de la erosión eólica.

Estos hallazgos podrían ayudar a los agricultores a reducir la erosión de sus campos y ayudar a las comunidades a cumplir con las reglas sobre la calidad del aire.

El líder de investigación Brenton Sharratt y el agrónomo Frank Young con el SIA realizaron este estudio, el cual apoya las prioridades de promover la seguridad alimentaria internacional y responder al cambio climático global. 

Los agricultores usan sistemas de producción de sembrar el trigo de invierno y dejar los campos en barbecho durante el verano para que el trigo pueda germinar y crecer durante el verano y el otoño. Pero controlar las malezas y conservar el agua del suelo pueden requerir labrar los campos hasta ocho veces. Esta actividad produce una capa seca y suelta de partículas finas de suelo que son propensas a la erosión por los vientos fuertes del verano.

Sharratt y Young realizaron un estudio de 11 años que evalúo si una rotación de cultivos cereales con la cero labranza en la primavera podría ayudar a mitigar la erosión del suelo. Los sistemas evaluados incluyeron la rotación típica de trigo de invierno y los campos en barbecho durante el verano; rotaciones de la cebada de primavera y el trigo de primavera con la cero labranza; y el trigo de primavera con la cero labranza y el uso de productos químicos para controlar las malezas.

Túnel de viento usado para medir la erosión de partículas de suelo en un campo de trigo recién sembrado.

Los científicos descubrieron que durante la primavera, los suelos con la rotación de la cebada de primavera y el trigo de primavera contuvieron más humedad que los suelos en los sistemas tradicionales con el trigo de invierno. Más tarde en el verano, la rotación de la cebada de primavera también proveyó más residuos de cultivos que las otras dos rotaciones. Los residuos ayudaron a prevenir la erosión del suelo. Las rotaciones del trigo de primavera y la cebada de primavera también llevaron a poros más grandes en el suelo, una tasa aumentada de infiltración de agua por el suelo, más conductividad hidráulica en el suelo, y una tasa aumentada de drenaje.

Sharratt y Young concluyeron que los cultivos cereales producidos con la cero labranza podrían mejorar significativamente la infiltración y la retención del agua en el suelo y ayudar a retener los residuos de los cultivos más tarde en el verano. Estos resultados pueden mejorar la calidad del suelo y reducen las pérdidas del suelo a la erosión eólica.

Los resultados de estos estudios han sido publicados en las revistas 'Journal of Soil and Water Conservation' (Revista de la Conservación de Suelo y Agua) y 'Soil and Tillage Research' (Investigaciones sobre el Suelo y la Labranza) en el 2011.

Fuente: Servicio de Investigación Agrícola, SIA-USDA.

LES DEVUELVEN LA VIDA A SUELOS DEGRADADOS.

9  de Junio de 2012.

Por: Harrison Rentería, Unimedios

La recuperación de las tierras aptas para la agricultura (ricas en nutrientes y con alta capacidad de retener agua) tarda cientos de años, pero una técnica científica acelerará su resurgimiento. Se trata de un novedoso estudio que permite, por primera vez en el país, conocer la estructura de los ricos terrenos de origen volcánico.

Los andisoles son suelos con influencia de cenizas volcánicas que permiten el establecimiento de cultivos. Foto: Archivo particular

El suelo fértil es como una gran esponja que almacena agua y nutrientes, pero si se desintegra se vuelve improductivo y se allana el camino para grandes desastres, debido a que pierde la capacidad de absorber las lluvias. Solo queda aridez.

La degradación de la tierra cultivable es uno de los más graves problemas que afronta la sociedad actual, pues la sobreexplotación de los pisos no permite la adecuada regeneración de las propiedades fundamentales para sustentar la vida. Los científicos estiman que un terreno agotado puede durar cientos de años para recuperarse de forma natural.

Ante este crítico panorama, expertos en agronomía de la Universidad Nacional de Colombia en Medellín buscan reconstruir el suelo, darle mayor estabilidad y "resucitarlo" en el menor tiempo posible, a partir de hongos, microorganismos y raíces de plantas, entre otros componentes.

Para ello, es necesario ingresar, literalmente, en el interior de los agregados, que son las partículas minerales y orgánicas que se encargan de mantener la vida y el desarrollo productivo de la tierra.

Abunda la fertilidad
En primer lugar, Colombia tiene una de las superficies más fértiles del planeta –en taxonomía de suelos se les denomina andisoles–. Esta se desarrolló a partir de cenizas volcánicas que le proporcionan su riqueza nutricional y permite el sostenimiento de cultivos clave para la economía del país, como café, caña de azúcar, hortalizas y flores, así como la ganadería, entre otras actividades agropecuarias.

Los andisoles ocupan gran parte del territorio nacional. Se encuentran en el oriente antioqueño, el altiplano cundiboyacense, el eje cafetero y Nariño, lugares que son, precisamente, los más habitados del país y donde los terrenos se desgastan con mayor rapidez. De ahí la urgencia de diseñar mecanismos de sostenibilidad.

El director de la Escuela de Geociencias de la UN en Medellín, Ramiro Ramírez Pisco, explica que el proyecto busca recuperar el campo fértil, conociendo primero sus organismos y los materiales orgánicos que influyen en él.

Al determinar estos aspectos, se empieza a trabajar con microorganismos que aglutinan las partículas, incrementan el pH (potencial de hidrógeno) y aumentan la disponibilidad de fósforo, elemento de gran importancia para los sembrados, proceso denominado agregación.

La transformación
La reconstrucción del suelo consiste en hacer un agregado (una mezcla) de bacterias, raíces de plantas, micorrizas (hongos) y otros microorganismos para que interactúen y así devolverle la fertilidad orgánica a la tierra.

De antemano, es necesario identificar los seres vivos y compuestos químicos originales del área que se va a recuperar. Asimismo, buscar la proteína glomalina, que actúa como una goma elástica y pegajosa que aglutina o pega las piezas de ese rompecabezas compuesto también por arena, arcilla y lodo. Esta proteína es vital porque captura carbono y nutrientes que luego transporta a las raíces de las plantas.

Además, se deben detectar los macroinvertebrados, como larvas y lombrices de tierra, que, según el hallazgo, benefician las características físicas del suelo, pues en sus tractos digestivos hay excreciones mucosas y jugos digestivos, de hasta 2 mm, que ayudan a darle forma a la mezcla. Al tener este aspecto claro, los agrónomos aplican diluciones de microorganismos, es decir, disuelven los nutrientes en la tierra.

"Después de fijar el agregado se debe dejar descansar el lugar para que las plantas retornen al ecosistema. De manera natural, se comienza a formar un terreno con hongos, bacterias y macroinvertebrados. Lo que hacemos es dar las condiciones para que esos organismos se restablezcan más rápido", detalla Ramírez Pisco.

Edna Ivonne Leiva, investigadora de Sistemas Agroindustriales de la UN, manifiesta que el estudio de recuperación de andisoles es "una revolución", si se tiene en cuenta que la agregación del suelo no había sido estudiada ni descrita en el país: "Es la primera vez que, a nivel fotográfico, en imágenes microscópicas, se corrobora su microestructura".

La identificación del comportamiento de los agentes orgánicos (bacterias, hongos, raíces de diferentes tamaños y materiales provenientes de cenizas volcánicas, tales como silicio, aluminio, potasio y fósforo, entre otros) es una alternativa viable para mantener una buena estructura que almacene el 100 % del agua. De lo contrario, el líquido se desplaza por la superficie, arrastra partículas y causa movimientos en masa o derrumbes.

Mal uso
Leiva sugiere que se incluyan los suelos andisoles en los Planes de Ordenamiento Territorial regionales, debido a que son los lugares donde más asentamientos humanos hay, gracias a las bondades para los cultivos y a la riqueza hídrica. Pero la mala planificación y el mal uso de esos terrenos han llevado a que las recientes olas invernales dejen millones de damnificados.

En el más reciente Congreso Latinoamericano de la Ciencia del Suelo, celebrado en Argentina, se conoció que Colombia es uno de los pocos países de la región con cartografía detallada en este tema (es el caso de la zona de Urabá y la Sabana de Bogotá). No obstante, es poca la información sobre los miles de hectáreas fértiles del país y los eventos naturales que han ocurrido en el territorio.

El trabajo de los investigadores de la UN se desarrolla, por ahora, a escala de laboratorio y en campo, con muestras realizadas en andisoles del oriente antioqueño y tierras de La Pampa argentina. Sin embargo, el estudio ha captado el interés de gobernantes municipales de Colombia, así como de dirigentes argentinos y de Estados Unidos que buscan una óptima recuperación de sus suelos degradados.

Por lo pronto, los expertos dejan un mensaje: "al suelo hay que tratarlo como a un ser vivo, para que alcance su sostenibilidad en el tiempo".

Fuente: UN Periodico, Edición. No. 156. Universidad Nacional de Colombia.

COPOAZÚ, UN PLACER QUE PERMANECE OCULTO.

9 de Jun. de 2012.

Por: Sandra Uribe Pérez, Unimedios

Un fruto amazónico indescriptible, exótico y promisorio –primo silvestre del cacao– está a la conquista de nuevos mercados. Hacen falta consumidores que se dejen seducir por su sabor e intenso aroma y empresas que desarrollen estrategias de comercialización para los productos existentes.

Fotos: Cortesía Claudia Estella Hernández

El paladar se prepara para degustar tres sabores desconocidos de helado que aparecen en el menú de un restaurante gourmet de Bogotá. El frío se posa sobre la lengua sin identificar a qué fruto corresponde cada color.

Traducir esa sensación en palabras es imposible, pero el sentido del gusto aprende a reconocer cuál es cuál: el arazá, el camu-camu y el copoazú, frutos de origen amazónico que muchos ni siquiera han oído nombrar y pocos han tenido el goce de probar, pues son contados los lugares en los que se consiguen.

En el caso del copoazú (‘cacao grande’, en lengua tupí), no se ha promovido aún una cultura de consumo, incluso en los departamentos productores (Guaviare, Caquetá, Putumayo y Amazonas). Además, su mercadeo trasciende poco las fronteras de lo local, aunque ya existen iniciativas empresariales para fabricar productos con su pulpa (yogures, néctares, conservas y dulces) y sus semillas (un licor de cacao con el que se prepara una bebida parecida al chocolate –chocoazú–).

Sin embargo, en Brasil se encuentra fácilmente, y es tradicional ver el carro con parasol en el que se ofrece el sorbete natural. Allí, su consumo está generalizado porque, a diferencia de Colombia, en ese país llevan varios años investigándolo.

Conocer bien este fruto y decidirse a hacer de él una promesa del biocomercio para la región ha sido un proceso demorado en nuestro país. No obstante, hoy existen 60 hectáreas sembradas en sistemas agroforestales, junto con caucho y árboles maderables, como alternativa de sustitución para los cultivos ilícitos.

Trabajo en red

A la fecha, se cuenta con productos transformados gracias a una alianza estratégica, que cuenta con el apoyo de Colciencias e involucra a productores, empresas, centros de investigación (como el Instituto Amazónico de Investigaciones Científicas –Sinchi–) e instituciones de educación superior (como la Universidad Nacional de Colombia).

Para lograrlo, se ha seguido el principio de transferencia de tecnología, se ha creado capacidad tecnológica y se ha capacitado a gente en las regiones, así como a estudiantes de pregrado y posgrado. Incluso, se ha comenzado a hacer el engranaje de un proyecto binacional con Venezuela.

Así, los grupos de investigación Frutales Promisorios de la Amazonia (del Sinchi) y Fisiología del Estrés y Biodiversidad en Plantas y Microorganismos (de la UN) han abordado de manera conjunta la caracterización del fruto, así como su manejo agronómico: enfermedades, plagas, precosecha, poscosecha y procesamiento. De esto queda constancia en varias publicaciones de las profesoras María Soledad Hernández, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos (ICTA), y Luz Marina Melgarejo, del Departamento de Biología de la UN.

Sus estudios sobre la cosecha en el Guaviare se complementan con los desarrollados por la ingeniera química Claudia Estella Hernández, en Caquetá, como parte de su tesis de la Maestría en Ciencias-Biología. Ambos han sido claves para entender los indicadores de madurez del copoazú en las condiciones ambientales de estos departamentos, así como para domesticar la especie.

De ese modo, con la determinación del momento óptimo para recolectar sus frutos (117 días después de la floración, en el caso de Caquetá), se estandarizaron los procesos que hoy se utilizan para esta tarea, lo que permite dar cuenta de mejores posibilidades para su uso y ayuda a prolongar su vida útil.

Por otra parte, el Sinchi constituyó tres colecciones de materiales nativos de la región, del género Theobroma (‘manjar de los dioses’), en los que se registraron las diferentes variedades o accesiones de los tres “cacaos” que se conocen: copoazú (Theobroma grandiflorum), cacao (Theobroma cacao) y maraco (Theobroma bicolor), otra especie amazónica.

Efectuar su caracterización y comparar molecularmente todas las especies de Theobroma puede ser un paso importante para encontrar material resistente y enriquecer los sistemas productivos. Hernández, Melgarejo y sus equipos de investigación ya caracterizaron parcialmente el copoazú y encontraron materiales resistentes a la enfermedad “escoba de bruja” (causada por el hongo Crinipellis perniciosa), un problema fitosanitario común a todo el género que limita su productividad.

Facetas
Las posibilidades del copoazú se extienden desde la industria alimenticia hasta la cosmética y la de biocombustibles, con lo cual se aprovecha el fruto en un 100%. En cuanto a sus análisis nutricionales, la pulpa tiene una cantidad importante de vitamina C, antioxidantes, pectina (benéfica para el sistema digestivo), fósforo, hierro y calcio, entre otros. Al secarla y desgrasarla se obtiene 15% de almidón.

Tras el despulpado se extraen las almendras de las semillas –las cuales tienen un buen porcentaje de proteína– y se transforman en chocoazú. Para esto son necesarias las etapas de fermentación (a partir de la cual se elabora el licor de cacao), secado, tostado y molienda.

Además, se produce chocoazú en barra, de sabor suave y agradable, similar a los chocolates finos y de aroma. Entre otras propiedades nutricionales, estos productos contienen polifenoles, que reducen riesgos de enfermedades cardiovasculares, y ácidos grasos insaturados, que son fuente de omega 3 y 6, en mayor proporción que el cacao.

Según Raquel Díaz, estudiante de maestría de la UN, la grasa aromática que está dentro de la semilla tiene un punto de fusión de 32 ºC –temperatura ligeramente inferior a la del cuerpo humano–. Por esta razón, al contacto con la piel se vuelve líquida y tiene un poder de humectación diez veces mayor que el de la lanolina (cera natural). Por estas cualidades, Brasil la exporta a compañías cosméticas europeas.

Preservar sus características (sabor, color, aroma) y sustancias benéficas para la salud es tarea del Instituto de Biotecnología y Agroindustria (IBA) de la UN en Manizales, dirigido por el profesor Carlos Eduardo Orrego, por medio de la obtención de polvos deshidratados a partir de técnicas de liofilización (secado a temperaturas y presiones muy bajas).

Fuente: UN Periodico. Edición No.   156. Universidad Nacional de Colombia.

SE INVESTIGA LA CAPACIDAD DE UNA LEVADURA DE PROTEGER LOS FRUTOS SECOS.

En el futuro, los huertos de las almendras, los pistachos y las nueces podrían ser rociados con la levadura beneficiosa llamada Pichia anomala. Investigaciones dirigidas por fisióloga de plantas Sui-Sheng T. (Sylvia) Hua del Servicio de Investigación Agrícola (SIA) han demostrado que esta levadura tiene la capacidad de controlar el moho perjudicial llamado Aspergillus flavus, el cual produce el carcinógeno natural llamado aflatoxina, en los frutos secos.

Las reglas en general y las normas de practicas de mejoramiento de manufactura relacionadas con la seguridad alimentaria, y los procedimientos de control de calidad en las plantas empacadoras, ayudan a asegurar la seguridad de los frutos secos. Sin embargo, el sector de frutos secos tiene un interés continuado en el desarrollo de nuevos métodos amigables con el medio ambiente para combatir el moho A. flavus.

Hua está estudiando varias estrategias nuevas para impedir A. flavus.

Fisióloga de plantas Sylvia Hua (derecha) y técnica Siov Sarreal examinan cajas de Petri que demuestran la eficacia de una levadura beneficiosa como un agente de biocontrol contra el moho Aspergillus flavus. A la izquierda, un mutante de A. flavus cambia la apariencia del agar al color naranja, indicando la producción de aflatoxina. A la derecha, después de la colocación del mismo A. flavus entre dos rayas de la levadura, el crecimiento del moho fue inhibido y no había ninguna producción de aflatoxina.

Desarrollar una manera práctica y económica para utilizar una levadura contra un moho no es una nueva idea. Pero es posible que las investigaciones por Hua sobre la utilización de P. anomala como un agente de biocontrol en los huertos de frutos secos estén entre las más exhaustivas hasta la fecha.

Sus investigaciones han incluido pruebas de laboratorio con la levadura, y pruebas de campo en un huerto de pistachos. Las pruebas de campo, las cuales llevaron a la cesión de una patente en el 2009, indicaron que la levadura redujo la cantidad de esporas producidas por el moho por el 96 por ciento.

En sus investigaciones actuales en el laboratorio, Hua ha seleccionado, refinado y aplicado varios procedimientos analíticos para descubrir precisamente cómo la levadura desactiva el moho. "Si entendemos los mecanismos subyacentes, podemos usar estos conocimientos para aumentar la eficacia de la levadura", ella dice.

En un experimento cooperativo con colegas Bradley J. Hernlem, quien es ingeniero químico, y Maria T. Brandl, quien es microbióloga, Hue expuso el moho a la levadura y luego a varios compuestos diferentes que producen una fluorescencia de color verde o de color rojo cuando cambios específicos ocurren en las células del moho.

Científicos del SIA están determinando cómo la levadura beneficiosa Pichia anomala puede prevenir el desarrollo de un moho que produce un carcinógeno y que puede infectar frutos secos tales como pistachos, almendras y nueces.

Los resultados de estas pruebas de fluorescencia fueron publicados en la revista científica 'Mycopathologia' (Micopatología) y sugieren que la levadura impide el sistema de trifosfato de adenosina, o ATP, dentro del moho. Este sistema produce energía, la cual es imprescindible para la supervivencia del moho. Los hallazgos también sugieren que la levadura causa daños a las paredes celulares y las membranas del moho, según Hua. Las paredes celulares y las membranas protegen los contenidos de las células.

El grupo de investigadores usó un diferente proceso analítico, llamado la prueba cuantitativa de la reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa inversa, para analizar la actividad de ciertos genes de P. anomala en la presencia del mojo. Los hallazgos preliminares, los cuales fueron presentados por Hua en la reunión anual de la Sociedad Americana de Microbiología en 2010, siguieron que exponer la levadura al moho podría estimular genes en la levadura que causan la producción de dos enzimas llamadas PaEXG1 y PaEXG2.

"Estas enzimas tienen la capacidad de degradar las paredes celulares y causar daños a las membranas del moho", dice Hua.

Aunque se necesitan más estudios, Hua dice que estos hallazgos preliminares basados en la reacción en cadena de la polimerasa siguieren que "hay mecanismos controlados por genes que podrían tener un papel en los daños observados en las paredes celulares y las membranas del moho durante las pruebas de fluorescencia". — Por Marcia Wood, SIA. 

Fuente: Servicio de Investigación Agricola, SIA-USDA.