jueves, 26 de abril de 2012

LOS ECOSISTEMAS TAMBIÉN TIENEN UN “RELOJ BIOLÓGICO" QUE REGULA LA FOTOSÍNTESIS

Un reciente estudio desarrollado por un grupo de científicos australianos, estadounidenses y europeos, en el que participa Josu González Alday, colaborador del Instituto Universitario de Investigación en Gestión Forestal Sostenible (Universidad de Valladolid-INIA) con sede en Palencia, ha establecido que el llamado reloj biólogico no sólo es privativo de los seres humanos, sino que también lo tienen los ecosistemas. Los resultados de este trabajo han sido recogidos en un artículo publicado en la prestigiosa revista Global Change Biology.
La importancia de este estudio radica en establecer que un factor genético, como es el reloj biológico, regula la fotosíntesis no sólo de los árboles, sino de ecosistemas completos, y que por tanto no es sólo atributo de los seres humanos. La formulación del concepto de reloj biológico como regulador interno de la actividad de la planta ayuda a entender el modo en que el planeta fija el carbono atmosférico y puede mejorar los actuales modelos de intercambio de carbono.
El trabajo pone de manifiesto que al igual que viajar a través de distintos husos horarios produce desequilibrios en el reloj interno humano (el denominado jet lag, trastornos físicos derivados de estos cambios), los ecosistemas también sufren un jet lag que se traduce en alteraciones de la fotosíntesis.
La fotosíntesis de las plantas es un proceso íntimamente ligado a los cambios medioambientales y no tiene lugar durante la noche debido a la falta de luz. Pero si de modo artificial, en una cámara de cultivo, se inducen unas condiciones de luz y temperatura constantes y similares a las diurnas, la planta cambia su patrón de comportamiento y no interrumpe la fotosíntesis porque considera que es de día, lo que ocurre hasta que se habitúa al nuevo emplazamiento.

Participación palentina
El equipo de investigadores internacionales que ha llevado a cabo este trabajo ha estado formado por prestigiosas universidades como la de Western Sydney (Australia), la de California (USA), la de Harvard (USA), la del Estado de Arizona State (USA), la de Liverpool (UK), la Universidad de Granada, la Universidad de Castilla la Mancha (España) y el Instituto Universitario de Investigación en Gestión Forestal Sostenible (UVA-INIA) de Palencia.

En concreto, el centro de investigación palentino ha trabajado sobre muestras obtenidas en diferentes ecosistemas (bosque tropical, sabana, chaparral, bosques de coníferas o frondosas y tundra) situados entre Alaska y el Trópico. En el proyecto ha estado inmerso el investigador Josu González Alday, quien actualmente desarrolla su trabajo en la Universidad de Liverpool.
Fuente: CGP/DICYT

martes, 24 de abril de 2012

MALAS HIERBAS PARA INCREMENTAR LA BIODIVERSIDAD

El proyecto ¿Malas hierbas o diversidad vegetal? Su papel como indicador de la eficiencia de medidas agroambientales y de técnicas de agricultura de conservación en secanos cerealistas de Aragón” indica que las tres medidas adoptadas para fomentar la biodiversidad en el valle del Ebro. Así lo demuestran los resultados preliminares y los trabajos realizados en distintos municipios de Zaragoza y en Calamocha (Teruel).
Las medidas adoptadas son tres: mantener el rastrojo de cereal en secano hasta el 31 de diciembre; sembrar esparceta en secano con el fin de proteger la avifauna esteparia y una tercera, que compromete a los agricultores a la creación y mantenimiento de los márgenes internos en los campos.
El mantenimiento del rastrojo hasta el 31 de diciembre, se ha estudiado en 48 campos de la provincia de Zaragoza en 2010 y 2011, la mitad de ellos cumpliendo la medida. Ambos años se ha encontrado un mayor número de especies arvenses en las parcelas que cumplieron la disposición europea y la cobertura del suelo por rastrojo fue mayor.
La siembra de esparceta también ha incrementado la biodiversidad vegetal en Calamocha (Teruel). Para evaluarla se ha estudiado la flora en seis campos de esparceta en su segundo y tercer año en comparación con seis campos de cereal en monocultivo y otros seis campos de cereal sembrados inmediatamente después de la esparceta.
El resultado es un mayor número de especies arvenses en las parcelas de esparceta que en las de cereal. Estos resultados preliminares, indican que la medida incrementa la biodiversidad vegetal con especies que no interfieren negativamente en el cultivo del cereal, siempre y cuando se realice una labor después del cultivo de esparceta.
Finalmente, en la promoción, creación y conservación de márgenes, ribazos o lineros de los campos se inventarió la flora en 15 campos y sus márgenes internos, en tres localidades diferentes. Los resultados demuestran que la cobertura vegetal del suelo en los márgenes fue muy elevada en todos los casos, cubriéndolo en gran parte. El número de especies en los márgenes fue claramente superior al número de especies vegetales encontrado dentro de los campos colindantes y pocas especies eran coincidentes, por lo que no parecen ser un reservorio de malas hierbas.
Los investigadores de Sanidad Vegetal y especialistas en Malherbología, Alicia Cirujeda, Ana Isabel Marí y Carlos Zaragoza del CITA; y Joaquín Aibar, de la Universidad de Zaragoza, en colaboración con Sonia Murillo, del departamento de Agricultura, Ganadería y Medio Ambiente del Gobierno son los responsables de este trabajo.
Fuente: CITA Aragón

lunes, 23 de abril de 2012

LA FLORA EUROPEA DE ALTA MONTAÑA SE HA DESPLAZADO 2,7 METROS EN SIETE AÑOS POR EL AUMENTO DE LAS TEMPERATURAS

Un estudio internacional en el que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha confirmado que el calentamiento global provoca un ascenso altitudinal de las especies vegetales. El trabajo, publicado en el último número de Science, analiza los cambios observados en la flora de 66 cimas de 17 cordilleras europeas entre 2001 y 2008.
Este proyecto, que en la Península Ibérica estableció zonas piloto en los Pirineos (Ordesa) y en Sierra Nevada, ha calculado un desplazamiento hacia la cima de 2,7 metros de media en el conjunto de las especies estudiadas. “Este resultado confirma la hipótesis de que el aumento de las temperaturas induce el desplazamiento de la flora alpina hacia niveles superiores. Tal fenómeno ha provocado la sustitución de algunas especies resistentes al frío por otras más sensibles a él. Todo ello refleja la vulnerabilidad de los ecosistemas de alta montaña a medio y a largo plazo”, explica el investigador del CSIC Luis Villar, del Instituto Pirenaico de Ecología.
Cimas boreo-templadas y mediterráneas
Las conclusiones del estudio muestran también un aumento medio del 8% en el número de especies que habitan las cimas de las cordilleras de Europa. No obstante, este incremento no ha sido generalizado. “De las 66 cimas estudiadas, en la mayoría de las situadas en las zonas boreal y templada sí se ha observado dicho aumento, mientras que en ocho de las 14 cumbres situadas en el área mediterránea se ha producido una disminución”, comenta el investigador del CSIC.
Además, en las cimas inferiores de las cordilleras mediterráneas, situadas en el límite superior del bosque o en una altitud equivalente, las ganancias y pérdidas de especies han sido mayores que en las demás.
“En las montañas mediterráneas (Sierra Nevada, Córcega, Apenino Central y Creta), al aumento de las temperaturas se le suma una sequía creciente, puesto que disminuye la precipitación media anual y se alarga la sequía estival. Esta combinación de ambos factores puede suponer una amenaza para ciertas especies endémicas, un tesoro biológico escondido, cuyo número podría disminuir”, concluye Villar.
Este estudio se enmarca dentro del proyecto GLORIA (siglas en inglés de Iniciativa para la Investigación y el Seguimiento Global de los Ambientes Alpinos), iniciado en Europa en el año 2000 y que después se ha extendido por todo el mundo.

Harald Pauli, Michael Gottfried, Stefan Dullinger, Otari Abdaladze, Maia Akhalkatsi, José Luis Benito Alonso et al. Recent Plant Diversity Changes on Europe’s Mountain Summits. Science. DOI: 10.1126/science.1219033.

jueves, 19 de abril de 2012

BUSCAN NUEVAS VARIEDADES DE PINO RESISTENTES AL CAMBIO CLIMÁTICO

El pino radiata es la especie arbórea por excelencia de los bosques del País vasco. Al igual que en otros tipos de pino , la falta de agua es uno de los factores que más afecta a su supervivencia y productividad. Hasta ahora, la alta y regular pluviometría del País Vasco ha favorecido el cultivo y la alta productividad de esta especie.  Esta situación puede llegar a cambiar  en los próximos años si, de acuerdo con las predicciones de cambio climático, se produce un aumento en las temperaturas medias y un incremento en la frecuencia e intensidad de los periodos de sequía. Por tanto, se hace necesario introducir nuevas variedades de pino radiata más resistentes a los efectos del cambio climático. Por otra parte, resulta significativo que el pino radiata del País Vasco fue uno de los ecotipos que más sufrió la falta de agua.
Introducir variedades de pino radiata más tolerantes a la sequía no tendría ninguna repercusión negativa sobre la biodiversidad existente en el País Vasco, ya que simplemente se estaría sustituyendo una variedad por otra. La investigación tiene una repercusión importante para la industria maderera del País Vasco, que tiene en el pino radiata a uno de los principales cultivos, debido a la alta productividad y calidad de su madera.  El sector puede tener en cuenta las variedades más adecuadas dentro de sus programas de mejora.
Con el objeto de simular el escenario previsto de una mayor escasez de agua y su impacto en la supervivencia de las masas forestales,  Nuria De Diego, doctorada gracias a la beca concedida por el Departamento de Medio Ambiente, Planificación Territorial, Agricultura y Pesca, junto con especialistas de NEIKER-Tecnalia y del Dpto. de Biología Vegetal de la UPV/EHU, han  evaluado la respuesta de diversos ecotipos o variedades de pino radiata procedentes de diversas zonas climáticas y geográficas del mundo ante situaciones de estrés hídrico. El estudio realizado, ha sido defendido el pasado 16 de febrero bajo el nombre “Respuesta a la sequía del Pinus radiata D. Don y su implicación en los procesos de tolerancia”. Una parte de la investigación realizada por De Diego será publicada próximamente en una de las revistas más importantes que  existen en el área forestal: Tree Pysiology.
En el estudio, además de trabajar con la variedad de pino radiata originaria del País Vasco, se emplearon otros ecotipos procedentes de Australia y Nueva Zelanda. Las diferentes variedades se expusieron a un ciclo de sequía de un mes y se rehidrataron para evaluar su capacidad de recuperación. Seguidamente, se las sometió a un segundo ciclo sin agua para comprobar si, efectivamente, se producía un mejor comportamiento ante la falta de agua por el endurecimiento de las plantas. Tras este segundo ciclo, la investigación constató que todas las variedades habían mejorado su tolerancia a la sequía, oscilando su resistencia entre siete y once semanas según las variedades empleadas. La explicación a la mayor tolerancia a la sequía del pino radiata que ha sido sometido a un estrés hídrico previo, radica en que el pino consigue desarrollar diversos mecanismos de defensa ante esta situación como un incremento del ajuste osmótico, una mayor estabilidad de membranas celulares, e incluso una reducción en la tasa de transpiración, procesos regulados por diferentes señales hormonales que también variaron en los diferentes ecotipos.
Dentro de las variedades estudiadas, la investigación detectó que el ecotipo de pino radiata del País Vasco fue uno de los que menor tolerancia a la sequía y capacidad de endurecimiento mostró. Esta escasa capacidad de adaptación hace pensar que un recrudecimiento de las condiciones atmosféricas debido al cambio climático haga sufrir importantes daños a buena parte de la población de pinares del País Vasco.
El ecotipo que mejor capacidad de aclimatación reflejó durante el estudio fue  uno de los originarios de Nueva Zelanda, concretamente un cruce varietal  entre pinos de las variedades radiata y cedrosensis (P. radiata var. radiata x cedrosensis.) Es posible, que la explicación a su mejor aclimatación se encuentre en que esta variedad, a lo largo de muchas generaciones de individuos, haya aprendido a desarrollar una mayor capacidad de respuesta frente a situaciones de escasez de agua, ya que ha sido cultivado en condiciones de menor pluviometría.
La variedad cedrosensis es originaria de la Isla de Cedros (Baja California, Estados Unidos). Los ejemplares analizados, además, provenían de Nueva Zelanda de una zona de baja pluviometría; de ahí que sus semillas den lugar a árboles que necesitan poca agua para su crecimiento. El resto de variedades estudiadas y sus procedencias fueron las siguientes: P. radiata variedad binata (Nueva Zelanda), P. radiata variedad radiata (País Vasco), P. radiata variedad radiata (Nueva Zelanda), P. radiata variedad radiata (Australia), y en el que además se incluyó un híbrido de P. radiata y P. attenuata (Nueva Zelanda) como modelo de tolerancia, debido a la ya conocida resistencia a la falta de agua de P. attenuata.
En este estudio se han utilizado una gran cantidad de técnicas no destructivas y novedosas, análisis que se llevaron a cabo en el Departamento de Biotecnología de NEIKER-Tecnalia y el Departamento de Biología Vegetal y Ecología y los servicios generales (SGIKER) de la Facultad de Farmacia de la UPV/EHU, junto con la colaboración de otros centros de investigación nacionales.
La tesis de De Diego ha sido fruto de la colaboración de la UPV/EHU y Neiker-Tecnalia estando codirigida por la Dra. Paloma Moncaleán, Investigadora del Departamento de Biotecnología de Neiker-Tecnalia y la Dra. Maite Lacuesta, Profesora Titular del Departamento de Biología Vegetal y Ecología de la UPV/EHU. Esta tesis ha sido la primera que se presenta con la nueva normativa de doctorado y que además obtiene la mención de Doctorado Internacional en la UPV/EHU. Para lograrlo, la investigadora ha tenido que realizar estancias en centros de investigación de Portugal y Canadá, y además, la tesis ha tenido que ser informada y evaluada por doctores de centros investigadores y universidades no españolas. El trabajo ha sido financiado por los proyectos de investigación MEC (AGL2006-13912-CO2-O2) e INIA(SUM-2006-00007-CO2).

Relevancia científica y aportaciones prácticas
La investigación realizada por De Diego ha demostrado que, efectivamente, el pino radiata experimenta un endurecimiento por sequía y que, dependiendo de variedades, su resistencia se puede duplicar o triplicar frente a otras plantas que no han sido sometidas a procesos de endurecimiento. Por otra parte, ha confirmado la diferente respuesta a la  sequía entre variedades, lo que resultaría de gran interés en programas de mejora vegetal. Estos hechos, pueden ayudar a mejorar la respuesta a la sequía de esta especie. De esta forma, el pino radiata, además de mejorar su adaptación al cambio climático, podría mejorar su supervivencia y adaptación durante el transplante del vivero al entorno natural, un momento especialmente delicado para el éxito de la plantación.

martes, 17 de abril de 2012

UN NUEVO ENFOQUE EN EL CULTIVO DE PLANTAS

Un científico del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) está demostrando una mejor manera de manejar las cantidades enormes de datos generados por los estudios moleculares de plantas, utilizando un enfoque que podría acelerar el desarrollo de nuevas variedades mejoradas de plantas.
Jean-Luc Jannink, que trabaja en la Unidad de Investigación de Plantas, Suelo y Nutrición en el Centro Robert W. Holley de Agricultura y Salud perteneciente al ARS en Ithaca, Nueva York, ha demostrado que se puede usar un enfoque estadístico llamado la selección genómica (GS) para capturar y explotar más de los datos producidos por los estudios que se centran en las secuencias de ADN en el genoma de plantas. La selección genómica se usa actualmente para la crianza del ganado bovino.
Los científicos y los productores de plantas ahora usan herramientas moleculares para desarrollar variedades mejoradas de cultivos. Con la capacidad de identificar los genes asociados con los rasgos deseados, los investigadores no tienen que esperar para observar los cultivos producidos de las semillas.
Pero las herramientas moleculares requieren el análisis de cantidades enormes de datos, y los rasgos importantes tales como la tolerancia a la sequía y los rendimientos altos son los resultados de las acciones de combinaciones de genes, cado uno de los cuales contribuyen un pequeño efecto. Estos genes se llaman los loci de rasgos cuantitativos (QTLs), y el enfoque convencional de selección asistida por marcadores (MAS) para manejar los datos moleculares tiene solamente una capacidad limitada de detectar los QTLs de pequeño efecto y calcular sus efectos.
El enfoque de GS explota más datos incluyendo todos de los QTLS de pequeño efecto y calculando los efectos de todos de los marcadores genéticos en una población de plantas.
Jannick y sus colegas recientemente construyeron modelos estadísticos utilizando ambos GS y MAS, y compararon su capacidad de predecir los valores asociados con 13 rasgos agronómicos en cruces creados de una población de plantas juntadas para el estudio. Ellos evaluaron la precisión del modelo comparando sus predicciones con las observaciones de campo de 374 líneas de trigo.
Los resultados demostraron que el enfoque de GS fue más preciso en predecir los valores de los rasgos. Jannink tuvo un éxito similar en un estudio con avena. Los resultados de ambos estudios fueron publicados en la revista 'Plant Genome' (Genoma de Plantas). Estos resultados podrían acelerar los esfuerzos de la crianza molecular de plantas y podrían ser muy útiles en los avances de la tecnología de ADN.
Lea más sobre esta investigación en la revista 'Agricultural Research' de abril del 2012.

lunes, 2 de abril de 2012

UTILIZAN EL CALOR INTERNO DE LA TIERRA PARA CLIMATIZAR UN ECO-INVERNADERO BASADO EN LA GEOTÉRMIA

El Instituto Vasco de Investigación y Desarrollo Agrario, NEIKER-Tecnalia, ha inaugurado hoy en sus instalaciones de Derio un invernadero geotérmico que aprovecha el calor del subsuelo para conseguir la temperatura idónea en su interior. Este novedoso sistema consigue climatizar la instalación de una forma respetuosa con el medio ambiente, ya que no contamina y reduce en más de un 60% la necesidad de otros combustibles. El proyecto ha supuesto una inversión de 200.000 euros y ha sido inaugurado por el viceconsejero de Pesca e Industrias Alimentarias del Gobierno Vasco, Jon Azkue, y la directora general de NEIKER-Tecnalia, Amaia Luquin.
La energía geotérmica, en su sentido más amplio, es el calor interno de la corteza terrestre. Aprovechar este calor como fuente de energía es una de las opciones más sostenibles desde el punto de vista medioambiental y económico. Los investigadores de NEIKER-Tecnalia han desarrollado un sistema que consiste, básicamente, en la instalación de un entramado de tubos, de unos 40 metros de longitud, a metro y medio de profundidad. Desde el exterior se bombea aire hacia los tubos para que circule a lo largo de todo el recorrido. Dado que la temperatura de la tierra es de unos 15º C, el aire se calienta y se expande a esa temperatura en el interior del invernadero manteniendo una temperatura más uniforme y reduciendo los saltos térmicos que generan mayor consumo energético. En las épocas de calor el efecto es el contrario, ya que la temperatura exterior puede ser muy elevada y, al pasar el aire por los tubos subterráneos, se consigue que el aire se refrigere y sea expulsado a unos 15º C.
Se trata de un sistema no contaminante y económico que solamente requiere la inversión de la infraestructura. Su único gasto energético es el necesario para alimentar la bomba eléctrica de aire que propicia su circulación por los tubos enterrados. La climatización del invernadero inaugurado hoy se complementa con unos 80 m2 paneles fotovoltaicos de última generación y una caldera de biomasa. Dentro de la instalación se cultivan pimientos y tomates.
La temperatura óptima de un invernadero es de unos 25º C en verano, cuando el aire exterior se encuentra entre 30 y 35º C, y de unos 21º C en invierno, cuando el ambiente externo se halla por debajo de los 10º C.
La tierra almacena el calor de los rayos del sol y se mantiene a una temperatura prácticamente constante durante todas las estaciones del año, lo que hace que la sensación sea de calor en inverno y de frescor en verano. En la península ibérica, a una profundidad superior a cinco metros, la temperatura del suelo es de alrededor de 15 grados, independientemente de las condiciones meteorológicas. Entre los 15 y 20 metros, el calor de la tierra aumenta hasta los 17º C aproximadamente.
Uno de los mayores problemas de la producción agrícola intensiva es la producción de calor para el funcionamiento de los invernaderos. El alto coste de los combustibles fósiles ha hecho que, en los últimos años, la producción no sea rentable y se busquen otros sistemas de energías alternativas y respetuosas con el medio ambiente. Lograr nuevas formas de climatizar los invernaderos es una de las líneas de investigación del centro tecnológico NEIKER-Tecnalia, cuya finalidad última es transferir estas nuevas tecnologías a los agricultores.