LAS SELVAS TROPICALES PUEDEN SOPORTAR EL CALOR

En el pasado, las selvas tropicales de América del Sur prosperaron durante tres eventos de calentamiento global extremos, según paleontólogos del Smithsonian en Panamá. Ningún bosque tropical de América del Sur experimenta actualmente temperaturas anuales promedio de más de 84 grados Fahrenheit (29°C). Pero es probable que hacia el final de este siglo las temperaturas medias globales aumenten otros 1-7 (0.6 a 4°C) grados, lo que lleva a algunos científicos a predecir la desaparición de las más diversos ecosistemas terrestres del mundo.

Carlos Jaramillo, Investigador del Smithsonian y Andrés Cárdenas, becario post-doctoral en el Smithsonian en Panamá revisaron casi 6,000 publicaciones sobre mediciones de temperaturas antiguas para proporcionar una perspectiva de épocas remotas en el debate.

"Para medir la temperatura del pasado nos basamos en pruebas indirectas, como las proporciones de isótopos de oxígeno en las conchas fósiles de organismos marinos o de biomarcadores en bacterias," comenta Jaramillo.

Hace 120 millones de años durante el período Cretácico medio, cuando la intensa actividad volcánica produjo enormes cantidades de dióxido de carbono, las temperaturas anuales en los trópicos de América del Sur aumentaron 12.9 grados (5-7°C). Durante el máximo térmico del Paleoceno-Eoceno, hace 55 millones de años, las temperaturas tropicales aumentaron entre 5 a 9 grados (3-5°C) en menos de 10,000 años. Hace cerca de 53 millones de años, las temperaturas se elevaron nuevamente.

Según el registro fósil, las selvas tropicales prosperaron bajo estas condiciones de invernadero. La diversidad aumentó. Debido a que generalmente las áreas más extensas de bosque mantienen un nivel de diversidad mayor que las áreas más pequeñas, el aumento en la diversidad durante los eventos de calentamiento podría ser explicado por la expansión de los bosques tropicales hacia zonas templadas. "Pero para nuestra sorpresa, las selvas tropicales nunca se extendieron mucho más allá de la franja tropical moderna, por ende, algo más que la temperatura tiene que haber determinado dónde estaban creciendo," comentó Jaramillo.

Su informe, publicado en el Annual Review of Earth and Planetary Science, también se refiere a los descubrimientos de Klaus Winter, fisiólogo de plantas del Smithsonian en Panamá, de que parte de algunos árboles tropicales toleran la exposición a corto plazo a temperaturas de hasta 122 a 127 grados (50-53°C). Cuando las concentraciones de dióxido de carbono se duplican, los árboles usan mucho menos agua: una prueba más de que los bosques tropicales pueden demostrar ser resistentes al cambio climático.

FUENTE: STRI/DICYT 

IDENTIFICAN UN FACTOR QUE ORGANIZA EL CRECIMIENTO DE LAS PLANTAS

Además de usar la luz como fuente de energía, las plantas la utilizan para informarse sobre el ambiente que las rodea. Ahora, científicos del Instituto Leloir descubrieron un gen clave para organizar la distribución del trabajo: su actividad detiene el crecimiento del tallo y favorece, al mismo tiempo, el alargamiento de las raíces y el despliegue de las hojas, dos pasos que propician la fotosíntesis.

“Si se determinan los mecanismos moleculares que participan en esos procesos es posible conocer mejor y optimizar genéticamente las respuestas de los cultivos al ambiente luminoso en que se desarrollan”, señaló a la Agencia CyTA el doctor Jorge Casal, jefe del laboratorio del Fisiología Molecular de Plantas.

El cambio de aspecto de la planta al exponerse a la luz se llama “desetiolación”. Gracias a la acción de receptores de luz –como los fitocromos y los criptocromos- distribuidos por sus órganos, éstos pueden detectar si se encuentran en la oscuridad propia del suelo o ya emergieron a la superficie. Los fitocromos perciben luz roja y roja lejana del espectro luminoso y los criptocromos, la luz azul.

El gen ahora identificado, ROC1, guarda la información para fabricar una proteína que actúa en una vía metabólica común a ambos receptores, como si fuera el mismo eslabón de dos cadenas.

“La proteína ROC1 actúa en la interfase entre las señales de luz, percibidas por fitocromos y criptocromos, y las señales internas, regulando la sensibilidad a los niveles de ciertas hormonas vegetales (brasinosteroides)”, destacó Casal, quien también trabaja en el Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA) de la UBA. Como resultado de esa interacción, la planta privilegia la expansión de las hojas en desmedro del crecimiento del tallo.

Los experimentos se realizaron en la planta Arabidopsis thaliana, un modelo que sirve para estudiar otras especies vegetales de importancia agronómica. El trabajo fue publicado en la revista The Plant Journal y contó también con la participación de los doctores Santiago Trupkin, del IFEVA, y Santiago Mora-García, del Instituto Leloir.

FUENTE: AGENCIA CyTA-INSTITUTO LELOIR/DICYT

DESCUBREN LOS GENES QUE CONTROLAN LA IDENTIDAD DE PÉTALOS Y ESTAMBRES EN LAS LEGUMINOSAS

Una investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha estudiado el proceso evolutivo de los genes responsables de controlar la identidad de los pétalos y los estambres (órganos sexuales masculinos) en las leguminosas. La investigación ha sido publicada en la revista The Plant Journal.

La comprensión de los mecanismos moleculares que controlan la regulación génica del desarrollo de las flores se debe, en gran medida, a los análisis genéticos realizados en plantas modelo como Arabidopsis thaliana y Antirrhinum majus. Estos estudios dieron lugar al modelo ABC, que explica desde la genética molecular el desarrollo biológico de los órganos de las flores en cuatro verticilos: sépalos, pétalos, estambres y carpelos.

Sin embargo, estudios recientes están aportando nueva información sobre los genes que controlan la identidad de los órganos florales en las plantas angiospermas, incluyendo a las leguminosas.

José Pío Beltrán, profesor de investigación del CSIC en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (centro mixto del CSIC y la Universidad Politécnica de Valencia), explica: “Una flor como la de Arabidopsis thaliana posee sépalos, pétalos, estambres y carpelos, cuya identidad depende de una serie de genes reguladores. La expresión de genes del tipo A exclusivamente produce sépalos en el primer verticilo, una coexpresión de los genes A y B produce los pétalos en el segundo, una actuación conjunta de genes de función B y C establece la identidad de los estambres en el tercero, y para formar los carpelos únicamente se requiere de la actividad de genes de función C en el cuarto verticilo. Además, los genes de tipo A y C son antagonistas, donde se expresan los de tipo A no se pueden expresar los de tipo C y viceversa”.

El investigador del CSIC Luis Cañas, que también ha participado en el trabajo, aclara que “la evolución de los genes de clase B que pertenecen a la familia MADS‐box se había estudiado con anterioridad en varias especies de plantas, pero no en leguminosas. Análisis filogenéticos llevados a cabo en varias especies de angiospermas mostraban una alta frecuencia de duplicaciones en genes del tipo B (APETALA3 y PISTILLATA)”.

Cañas continúa: “Los genes duplicados generalmente adoptan una de tres posibilidades evolutivas distintas: no funcionalización, en la que una de las copias es silenciada; neofuncionalización, en la que una copia adquiere una función totalmente nueva mientras que el original mantiene su función; y subfuncionalización, en la que la copia adquiere parte de la función del original. Así que nos propusimos averiguar qué función tenían estos genes duplicados en las leguminosas”.

Para ello, otro de los miembros del equipo y también investigadora del CSIC, Edelín Roque, cuenta: “Lo que hicimos fue aislar y caracterizar genes del tipo AP3 en la leguminosa modelo Medicago truncatula, lo que nos permitió observar un patrón de expresión complementario de estos genes en pétalos y estambres. Posteriormente, análisis llevados a cabo mediante técnicas de genética reversa, nos llevaron a la conclusión de que estos genes han sido sometidos a un proceso de especialización funcional en el que la función del gen original descansa en ambos genes duplicados con reparto de las funciones de tal manera que uno interviene en mayor medida en la identidad de los estambres y el otro en la de los pétalos”.

Posibles aplicaciones agronómicas

Este trabajo liderado por el CSIC, en el que también ha participado la Fundación Samuel Roberts Noble de Ardmore, Oklahoma (EEUU), podría tener importantes aplicaciones en el sector agronómico ya que proporciona un mejor conocimiento del mecanismo de desarrollo floral en las leguminosas. Las leguminosas, junto con los cereales y con algunas frutas y raíces tropicales, han sido la base principal de la alimentación humana durante milenios.

En la alimentación humana y animal se utilizan hasta 150 especies de leguminosas, de las que las más relevantes para el consumo humano son judías, lentejas, guisantes, garbanzos y habas. En su composición interesa destacar los contenidos de proteínas, de hidratos de carbono de asimilación lenta, de minerales como el calcio, el hierro y el cinc, fibra soluble y algunos componentes bioactivos minoritarios.

Edelín Roque, Joanna Serwatowska, M. Cruz Rochina, Jiangqi Wen, Kirankumar S. Mysore, Lynne Yenush, José Pío Beltrán y Luis A. Cañas. Functional specialization of duplicated AP3‐like genes in Medicago truncatula. The Plant Journal. DOI: 10.1111/tpj.12068

INVESTIGADORES IDENTIFICAN COMPUESTOS BENEFICIOSOS EN LAS VARIEDADES DE ARROZ DE GRANO ENTERO

Científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) y sus colaboradores han provisto conocimientos sobre la composición química y la biodisponibilidad potencial de compuestos beneficiosos en un grupo representativo de cinco variedades vistosas de arroz. Estos hallazgos podrían ayudar a los criadores de nuevas variedades de arroz a seleccionar estos rasgos de las 18.000 muestras de arroz, llamadas accesiones, en la Colección Nacional de Granos Pequeños mantenida por el ARS en Aberdeen, Idaho.

Aunque los consumidores a menudo piensen en arroz como de color blanco o color marrón, en realidad se clasifica el arroz en siete clases de color, basado en el color del salvado, y se cree que las variedades de arroz de color más oscuro tienen niveles más altos de algunos compuestos fitoquímicos, comparados con las variedades de color más claro.

Los estudios fueron dirigidos por química Ming-Hsuan Chen con el Centro Nacional Dale Bumpers de Investigación de Arroz mantenido por el ARS en Stuttgart, Arkansas. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés), y esta investigación apoya la prioridad del USDA de promover la seguridad alimentaria internacional.

El salvado, el cual es una capa externa del arroz de grano entero, es una rica fuente del fitoquímico llamado gamma-orizanol, y de dos formas de vitamina E–los tocoferoles y los tocotrienoles. Estos dos compuestos han sido asociados con la prevención de daños oxidativos en alimentos, y con una gama amplia de actividades biológicas que podrían ser beneficiosas a la salud humana.

El grupo usó algunos métodos analíticos para determinar los perfiles de los tocoferoles, los tocotrienoles y el gamma-orizanol en el salvado de color blanco, de color marrón claro, de color marrón, de color rojo, y de color púrpura. Los investigadores descubrieron mucha variación en las concentraciones de las dos formas de vitamina E y del gamma-orizanol.

El grupo también analizó otros fitoquímicos—específicamente los fenolicos y los flavonoides—en las mismas cinco clases del salvado. El estudio reveló que el salvado de color púrpura o de color rojo tuvo concentraciones más altas de los fenolicos y los flavonoides comparado con los salvados de color más claro. Los investigadores también identificaron una variedad de salvado de color púrpura que tuvo niveles altos de los compuestos fenolicos además de la vitamina E y los orizanoles.

Los hallazgos de estos estudios fueron publicados en 'Journal of Food Science' (Revista de Ciencia Alimentaria) y 'Food Chemistry' (Química Alimentaria).

Lea más sobre esta investigación en la revista 'Agricultural Research' de abril del 2013.

EL MAPA MUNDIAL DE PRODUCCIÓN DE VINO CAMBIARÁ POR EL CALENTAMIENTO GLOBAL

Un estudio del Laboratorio Internacional en Cambio Global (LINCGlobal), fundado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas español (CSIC) y la Pontificia Universidad Católica de Chile (PUC), sugiere que el cambio climático podría afectar de forma dramática a una gran variedad de los productores de vino más importantes del mundo, con consecuencias de largo alcance para la conservación de la naturaleza.

El trabajo refleja la posible apertura de nuevas áreas productivas de vino en lugares inusuales hasta el momento. El aumento de las temperaturas y la disminución de las precipitaciones están afectando el delicado equilibrio entre temperatura y humedad, elementos principales para el cultivo de uvas de vino de alta calidad. Como consecuencia, se prevé una contracción del área apta para la producción de vino en algunas zonas y su ampliación en otras.

El cambio climático podría afectar de forma dramática a una gran variedad de los productores de vino más importantes del mundo.

Este estudio, en colaboración con Conservation International (CI) y científicos de China y Chile, ha sido publicado hoy en la revista Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos. Es el primer análisis global de los impactos del cambio climático en la producción y conservación del vino.

Según el estudio, el impacto del cambio climático será dramático en algunas zonas y puede generar conflictos importantes entre esta actividad industrial,  la conservación de la biodiversidad y la provisión de agua dulce. Esto último es particularmente importante en el caso de Chile, donde ya existe un alto grado de estrés hídrico.

 

Presión sobre la fauna silvestre

Lee Hannah, autor principal del artículo y especialista mundial en cambio global de Conservation International, argumenta que "el cambio climático va a mover las regiones con potencial para producir vinos a distintos lugares. Estos cambios globales presionarán sobre la fauna silvestre en algunos lugares sorprendentes”.

En 2050 la zona apta para la viticultura habrá disminuido entre el 25% y el ​​73% en las regiones de clima mediterráneo

Según Hannah “la sensibilización de los consumidores, la industria viticultora y las acciones de conservación son necesarias para ayudar a mantener el vino de alta calidad y reducir las influencias externas negativas sobre los ecosistemas y los servicios que estos proveen para la humanidad”. El investigador señala que “esto es solo la punta del iceberg y el mismo consejo se debería tener en cuenta para muchos otros cultivos globales".

Para el año 2050 la zona apta para la viticultura disminuirá entre el 25% y el ​​73% en las regiones productoras de vino más importantes, que son las de clima mediterráneo. Al mismo tiempo, nuevas áreas donde tradicionalmente no existía aptitud para la viticultura por estar a altas latitudes, como es el caso de algunas zonas del oeste de Norteamérica y norte de Europa, serán cada vez más adecuadas y buscadas por los productores de vino.

El establecimiento de viñedos en las elevaciones más altas puede conducir a la eliminación y la degradación de la vegetación natural, que tienen efectos a largo plazo sobre la calidad del hábitat para las especies nativas. El oeste de Norteamérica, sobre todo en las Montañas Rocosas, cerca de la frontera entre Canadá y Estados Unidos y hogar de los osos pardos, el lobo gris y el antílope, fue identificado en el estudio como una de las áreas donde la aptitud vitivinícola podría aumentar y donde el impacto sobre la vida silvestre sería severo.

Referencia bibliográfica:

Lee Hannah, Patrick R. Roehrdanz, Makihiko Ikegami, Anderson V. Shepard, M. Rebecca Shaw, Gary Tabor, Lu Zhi, Pablo A. Marquet, and Robert J. Hijmans. Climate change, wine and conservation. PNAS. doi: 10.1073/pnas.1210127110

Fuente: LINCGlobal - Laboratorio Internacional en Cambio Global (CSIC-PUC)

UN AVIÓN NO TRIPULADO MEJORARÁ PRODUCCIÓN AGRÍCOLA EN EL CAMPO

El maíz es el cereal más consumido en el África subsahariana y en América Latina y se cultiva en condiciones de temperatura, regímenes de precipitación y tipo de suelo muy variados. En la actualidad, cerca del 77 % de la producción de maíz en países en vías de desarrollo se destina al consumo humano.

La sequía y la baja fertilidad del suelo son los factores principales que limitan el rendimiento de los sistemas de producción de este cereal, y su efecto todavía se podría agravar más en el futuro debido al cambio climático. En este escenario, el diseño de nuevas herramientas tecnológicas de bajo coste que faciliten el proceso de fenotipaje en el campo -es decir, en condiciones reales de cultivo- es un paso crítico para fortalecer el sector de la agricultura y la economía en países en vías de desarrollo. 

El primer prototipo de plataforma fue entregado en febrero en Zimbabue

Hoy en día, este proceso de selección de los genotipos con mejor rendimiento es un cuello de botella que limita el adelanto de la mejora genética de los cultivos en un momento en que el cambio climático y las transformaciones sociales piden cultivos muy productivos y resistentes a condiciones ambientales adversas.

 

Mejorar el rendimiento de los cultivos de maíz  

Skywalker es una sofisticada plataforma de fenotipaje aéreo constituida por un avión teledirigido dotado de un avanzado sistema de vuelo que no requiere conocimientos previos en aeromodelismo. Bajo las alas, se ha instalado una cámara multiespectral (operativa en el espectro visible y el infrarrojo cercano) para evaluar el crecimiento de las plantas, y una cámara térmica (infrarrojo lejano) para evaluar la temperatura y el estado hídrico del cultivo.

Este ingenio aeronáutico permitirá valorar un gran número de características de las variedades de maíz cultivado en las parcelas analizadas y seleccionar las mejor adaptadas a las condiciones ambientales. El avión, que tiene una autonomía de 30 a 45 minutos, puede volar hasta centenares de metros a una velocidad de 45 kilómetros por hora. Las operaciones de despegue y aterrizaje, así como el plan de vuelo (las pasadas por un lugar, el trayecto, la altura, etc.) se pueden programar previamente de manera totalmente automática.

 

Skywalker: primer vuelo del prototipo en Zimbabue 

En el proyecto, financiado por el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), también participan la empresa Airelectronics -que ha diseñado el sistema de control de vuelo y ha instalado los sensores en el avión- y el Grupo de Teledetección del Instituto de Agricultura Sostenible del CSIC, en Córdoba, responsable de la selección de los sensores de la plataforma y del software para transferir y procesar los datos de la información generada. 

El primer prototipo de plataforma fue entregado en febrero a los responsables de la Oficina Regional de África del Sur del CIMMYT, en Harare (Zimbabue). Los técnicos locales recibieron formación teórica para garantizar el máximo rendimiento del nuevo dispositivo. En el mes de junio está previsto entregar una segunda plataforma al Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA) de Perú.

FUENTE: Universitat de Barcelona

INIAP DESARROLLA INVESTIGACIÓN EN MARACUYÁ DULCE EN LA AMAZONÍA

El Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias (INIAP), en su Granja Experimental Palora, ubicada en el cantón Palora de la provincia de Morona Santiago, evalúa una Passifloraceae, conocida como maracuyá dulce, que se consume como granadilla, de gran tamaño, con resistencia a las principales enfermedades que atacan a estos cultivos y con alto contenido de azúcares.

“Este cultivo es de origen amazónico introducido desde el Brasil, señala Paúl Gómez, Administrador de la Granja, y ha sido seleccionado por sus excelentes características agronómicas, calidad de fruta y resistencias parciales a Fusarium oxysporum (marchitez vascular), Meloidogyne incognita (nudo de la raíz) y Collectotrichum gloeosporioides (antracnosis del fruto), que son los principales problemas fitosanitarios que afectan gravemente a la familia de las pasifloraceas”.

El manejo es muy similar a las variedades comerciales de maracuyá, sembradas en nuestro país. Registra una productividad entre los 8 a 15 kilos por planta.

Gómez indica que se estudia la fenología de esta especie, su fertilización, manejo de podas, tutoreo y sistemas agroforestales sostenibles, que se adapten a este cultivo.

Tiene una excelente aceptación como fruta fresca, dulce y jugosa por parte de los consumidores y productores, quienes han solicitado la disposición de este material para su siembra.

El técnico de la Granja Palora, informa que hay experiencias que a más del consumo del jugo, los desechos de la fruta, como la cáscara, puede ser utilizada como alimento para el ganado por su gran contenido proteínico.

Fuente: INIAP/DICYT