DESCUBREN CÓMO REALIZAR UNA FOTOSÍNTESIS EN LA LUNA

Del mismo modo que hacen las plantas en la Tierra, en nuestro satélite se podría producir oxígeno y combustible a partir de la radiación solar, el CO₂ que emitan los astronautas y los compuestos del suelo lunar. Esto ha sido demostrado gracias a científicos chinos tras analizar las muestras que ha traído la nave Chang'e 5. 

El oxígeno que respiramos viene de las plantas y otros organismos fotosintéticos, como las cianobacterias; producido mientras convierten el dióxido de carbono y la luz solar en energéticos azúcares. 

Según el estudio que publican esta semana en la revista Joule, investigadores chinos proponen realizar un proceso de fotosíntesis similar en la Luna. Los autores descubrieron que la muestra, tras analizar el suelo lunar traído por la nave espacial china Chang'e 5, contiene algunos compuestos como sustancias ricas en hierro y titanio que podrían funcionar como catalizadores para producir oxígeno y combustible a partir de la radiación solar y el CO₂ que exhalarán los futuros astronautas. El equipo de la Universidad de Nanjing plantea una estrategia de "fotosíntesis extraterrestre" que se podría usar para facilitar la exploración humana en la Luna y más allá.

El sistema utiliza el suelo lunar para electrolizar el agua, con la ayuda de la radiación solar, que se podría extraer de la Luna y deshidratando los gases que exhalen los astronautas, produciendo dos productos: oxígeno e hidrógeno. El dióxido de carbono que liberen los posibles habitantes de la Luna también se puede almacenar y combinar con ese hidrógeno mediante un proceso de hidrogenación catalizado por el suelo lunar. Se originan hidrocarburos como el metano, que se podría emplear como combustible.

Este método no consume energía externa, solo la luz solar, para generar una serie de productos de interés que sustentaría la vida en una base lunar. Este equipo probablemente probará este sistema en el espacio con las futuras misiones lunares tripuladas de China. 

A pesar de que la eficiencia catalítica del suelo lunar es menor que la de los catalizadores disponibles en la Tierra, el equipo mejorará su diseño; por ejemplo, fundiendo el suelo lunar en un "material nanoestructurado de alta entropía", que es un mejor catalizador.

Los autores afirman que hay opciones de supervivencia extraterrestre, pero que requieren fuentes de energía de la Tierra. Un ejemplo sería el rover Perseverance de la NASA, que presenta un instrumento que puede usar CO₂ de la atmósfera de Marte para fabricar oxígeno, aunque está alimentado por una batería nuclear. 

El equipo está seguro de que ahora entramos en una "Edad del Espacio" donde tendremos que pensar en formas de reducir la carga útil, es decir, depender del menor número posible de suministros de la Tierra y utilizar en su lugar los recursos extraterrestres.

Fuentes: ABC, SINC

LOS MOSQUITOS DETECTAN EL COLOR DE LA PIEL HUMANA

Un mosquito hambriento es capaz de percibir el dióxido de carbono que exhala una persona a 30 metros de distancia. Ahora, una nueva investigación indica que el gas activa su sentido de la vista en busca de los tonos de la piel humana.

"El olor le dice que hay algo por ahí, pero acaba localizándolo con la visión", explica el neurobiólogo de la Universidad de Washington Jeff Riffell, autor principal del estudio publicado en Nature Communications. Tras analizar 1,3 millones de trayectorias de vuelo, su equipo descubrió que ese insecto díptero le atraen colores como el rojo y el naranja claro (que refleja la piel humana de cualquier raza). Sin embargo, pasa de largo ante tonos verdes y azules, aunque solo en presencia de C02.

No es nada sencillo observar a los mosquitos, pues revolotean de aquí para allá en trayectorias al azar. Se les suele estudiar encerrados en cajas pequeñas, pero "distan mucho de ser las condiciones naturales" aclara Riffell. A fin de simular un entorno más realista, su equipo construyó un túnel de viento de un metro de largo donde podían controlar con suma precisión la velocidad del viento, los olores y los estímulos visuales. A lo largo del túnel, 16 cámaras captaban imágenes que una vez unidas plasmaban la trayectoria de vuelo completa de cada mosquito.

Cuando se sueltan ejemplares de Aedes aegypti en el túnel, estos no investigan los objetos de color similar a la piel humana hasta que no se añade el dióxido de carbono. Cuando esto sucede, vuelan en tropel hacia los objetos; si se filtra la luz naranja y roja, la atracción cesa.

En otro experimento, los investigadores introdujeron mutaciones en los fotorreceptores del mosquito para cegar la visión de las longitudes de onda largas, como las de la luz roja. Esto también detuvo su vuelo a los tonos de la piel humana, al igual que las mutaciones del receptor que detecta el CO₂.

«Los mosquitos no poseen un receptor independiente que identifique el rojo», afirma Almut Kelber, biólogo de los sentidos de la Universidad de Lund que no ha participado en el estudio. Parece probable «que vean el naranja, el rojo y el negro como tonos oscuros, y que la elección del rojo sea por defecto, “al no ser ni verde ni azul”».

Otros insectos también usan primero el sentido del olfato antes de afinar la vista. Las hembras de la mariposa Papilio xuthus, por ejemplo, «eligen el color en función del olor», explica Kelber. En un entorno de laboratorio sin aromas, se posan preferentemente en los objetos azules. Pero cuando huelen una planta en la que poner los huevos que sirva de alimento para las futuras larvas, se dirigen hacia el verde. Si huelen naranjas o lirios, su preferencia vira al rojo.

Riffell pretende aplicar sus descubrimientos al diseño de trampas antimosquitos más eficaces. Muchas tienen componentes blancos, «y a los mosquitos no les gusta nada ese color».

Fuentes: Investigación y Ciencia, Información, La Vanguardia

CONSIGUEN CONTROLAR LOS MOVIMIENTOS DE UNA PLANTA CARNÍVORA CON IMPLANTE NEURONAL

Un equipo de investigadores suecos del laboratorio de Simone Fabiano en Linköping, ha simulado con éxito la función de la célula cerebral para controlar el movimiento de una venus atrapamoscas.

Esta planta carnívora es especialmente famosa por atrapar a sus víctimas rápidamente mediante un sofisticado mecanismo de captura. Por ello, el experimento tenía como objetivo cerrar las fauces de la planta sin insecto alguno dirigiéndola por el implante neuronal. Se ha realizado mediante una neurona artificial impresa, producida con materiales orgánicos que permiten una mejor conexión con las células vivas.

En este sentido, los investigadores están explorado nuevos caminos, ya que se han centrado en desarrollar una neurona artificial basada en transistores electroquímico orgánicos. Este material permite desechar el uso de dispositivos formados por silicio, que son más complejos a la hora de integrarlos en sistemas biológicos debido a la escasa biocompatibilidad. Además el nuevo mecanismo funciona con un voltaje menor, por lo que se ahorra energía.

Con este nuevo enfoque respecto al material guiado por la neurociencia, plantearon el experimento, que se centraba en la integración de la neurona artificial en la venus atrapamoscas. Las plantas no tienen cerebro, pero poseen sistemas de intercambio de electrones e iones que impulsan sus movimientos de forma eléctrica. Los investigadores se preguntaron si podían lograr el movimiento de una planta proporcionando esa electricidad; y efectivamente consiguieron por primera vez integrar una neurona orgánica artificial y producir una sinapsis en una planta.

Estas plantas carnívoras se cierran para atrapar a sus presas debido a la estimulación de los pelos sensibles de la superficie, (esto dura aproximadamente 30 segundos, provocando la liberación de iones y dando una respuesta). Sabiendo esto, los investigadores imitaron el mecanismo estimulando la neurona con una alta corriente eléctrica, provocando por tanto el cierre de la planta.

Cuando el implante se conectaba a la planta, los impulsos eléctricos de la célula nerviosa artificial permiten que la hoja se cierre aunque no se haya posado ningún insecto. Cabe destacar que la planta reaccionaba la segunda vez que le metían el voltaje, no la primera. La neurona implantada está implicada también en el aprendizaje de la planta.

Gracias a este y otros experimentos, los especialistas prevén que en una década será normal tener implantes y sensores cerebrales. La neurotecnología es actualmente un campo en constante expansión que nos ofrece las herramientas necesarias para interactuar con el sistema nervioso.

Fuentes: El País, Ondacero, Business Insider, La Nación

LA NASA HACE AVANCES EN LA INVESTIGACION RESPECTO A EL CULTIVO DE PLANTAS EN EL ESPACIO

Asegurar que las plantas obtengan los nutrientes que necesitan a través de un riego adecuado ha sido un desafío desde hace mucho tiempo para los agricultores de todo el mundo. También es un desafío en el espacio. Con la finalización del proyecto del Centro de Gestión del Agua de las Plantas (PWM) del Centro de Investigación Glenn de la NASA, la NASA está un paso más cerca de determinar la forma más eficiente de proporcionar hidratación y aireación adecuadas para que las plantas crezcan en el espacio.

Este proyecto es para aprender cómo alimentar a la tripulación del astronauta en largas misiones a la Luna y Marte mientras los astronautas pasan semanas, meses e incluso años en el espacio. Es parte de la investigación en curso de la NASA. "La NASA ha demostrado en el pasado que las plantas que crecen en el espacio pueden usarse como fuente de alimento", dijo Tyler Hatch, científico del proyecto PWM, "Desde un punto de vista hortícola, es posible".

En proyectos anteriores, los investigadores descubrieron que la ingravidez dificultaba proporcionar suficiente humedad y aireación a las raíces de las plantas. Debido a la diferencia de gravedad, las raíces crecen de manera diferente en la Tierra y en el espacio. El equipo de Hatch trabajó con biólogos de plantasen el Centro Espacial Kennedy de la NASA para determinar las necesidades y desafíos de las plantas al tratar de cultivar plantas en la Estación Espacial Internacional. Los investigadores se han centrado en el suministro de agua a lo largo del ciclo de vida de la planta y han investigado dos formas principales en las que el agua puede llegar a las raíces de la planta. El primero se centra en los usos tradicionales de la tierra. El segundo método está relacionado con la hidroponía. Con este método, no hay tierra y las plantas están directamente en el agua.

El equipo ha desarrollado plantas artificiales o simuladas para su uso durante el proyecto. Será difícil utilizar plantas vivas principalmente con fines de almacenamiento. Usaron fieltro, musgo y esponja para crear simulaciones de plantas que reflejaban el sistema de raíces y la tasa de evaporación de las plantas vivas, entre otras propiedades físicas.

De esa forma, el equipo no tuvo que hacer coincidir la biología de la trabajar con plantas reales. En el experimento, usamos un ponche de frutas que contenía nutrientes y azúcar para simular el estado de las plantas que son más similares al estado de las plantas en la Tierra. Además, el color de la savia se veía fácilmente cuando era absorbida por las plantas.

La recopilación de datos se centró en los aspectos visuales del experimento y la velocidad a la que las plantas absorben los ponches de frutas. La cámara capturó un video del proceso PWM en la estación espacial y luego se compartió con los investigadores de Glenn.

El proyecto PWM completó la primera operación de la estación espacial a fines de febrero de 2021 y la iteración final a principios de abril del mismo año. El equipo está recopilando datos valiosos y espera realizar más pruebas en el futuro. "Fue gratificante trabajar en experimentos enviados al espacio que podrían afectar la nutrición de los futuros astronautas", dijo Hatch. "Fue una gran oportunidad para
experimentar y obtener datos en uno o dos años".

Para añadir más, recientemete se ha logrado plantar en suelo lunar, tal y como se puede ver en esta publicación de este mismo blog.

Fuentes: NASA.GOV, ANDINA.PE.

LOGRAN CULTIVAR PLANTAS EN SUELO LUNAR

Un invernadero en la Luna, lleno de hortalizas terrestres para alimentar una colonia humana: la ciencia-ficción ha instalado en nuestro imaginario este sueño que hoy está más cerca , tras anunciarse el éxito en el cultivo de plantas en el suelo lunar. En concreto se trata de ejemplares de arabidopsis thliana los cuales han germinado en muestras recogidas durante las tres misiones de Apolo de la NASA.

"La idea de un invernadero en la Luna es el material con el que están hechos los sueños de la exploración espacial. Cuando las civilizaciones se desplazan para establecerse en algún lugar , los humanos siempre llevamos con nosotros nuestra agricultura. La capacidad de llevar plantas con nosotros de manera exitosa a la Luna es la manera en la que podremos cultivar comida para estar allí durante un tiempo sin necesidad de reabastecimiento, también para purificar el aire eliminando el CO2 y producir agua potable" todo esto señaló el biólogo espacial y genetista Robert Ferl.

"Las plantas siempre han formado parte de la agenda de la exploración profunda. Mostrar que las plantas pueden crecer en el suelo lunar es un paso enorme" explicó Ferl. Los investigadores han constatado, que estas plantas crecen más lentamente y muestran más signos de estrés cuando se cultivan en muestras de suelo lunar que en cenizas volcánicas de la Tierra.

Ferl y sus colegas querían comprobar si el suelo lunar podía sustentar la vida vegetal. Para ello han cultivado los ejemplares de arabidopsis thaliana, pequeña planta con flores, originaria  de Eurasia y África. Los científicos suelen utilizarla en experimentos porque su mapa genético completo fue secuenciado en el año 2000. En este caso, se han cultivado 12 muestras de suelo recogidas durante las misiones lunares Apolo 11,12 y 17 , en 1969 y 1972.

Las muestras se recogieron en diferentes capas del suelo durante cada misión, las del Apolo 11 habían estado expuestas a la superficie lunar durante más tiempo que las del Apolo 12 y el Apolo 17, detalla la Universidad de la Florida.

Los investigadores examinaron si la forma de crecer y adaptarse difería entre estas plantas y las cultivadas en 16 muestras de ceniza volcánica de la Tierra. Una ceniza volcánica ,regalito, presenta un tamaño de partícula y una composición mineral similar a los del suelo lunar.

El equipo descubrió que aunque las plántulas ( plantas en sus primeros estadios de desarrollo) podían crecer en todas las condiciones del suelo, en suelo lunar lo hacen más lentamente , tardando más en expandir sus hojas y echando raíces más atrofiadas que las cultivadas en ceniza volcánica.

Mientras que algunas plantas cultivadas en suelo lunar presentan una forma y un color similar a las cultivadas en ceniza volcánica ; otras crecen atrofiadas y contienen pigmentos oscuros y rojizos, características que suelen indicar estrés en las plantas.

Los investigadores hicieron hincapié en el hecho de que estamos ante el estudio de seres vivos terrestres reaccionando a un entorno al que nunca, a lo largo de toda su evolución como especie, se habían enfrentado. La bióloga molecular y genetista Anna-Lisa Paul, empleó una metáfora para explicar a qué se enfrentaban las plantas: " viendo las herramientas necesarias para realizar un trabajo, podemos deducir qué tipo de trabajo es".

En este caso, las " herramientas" que seleccionaron esas plantas para hacer frente a un entorno desconocido fueron la activación de ciertos genes. El análisis genético de tres plantas más pequeñas y oscuras reveló que expresaban más de mil genes, en su mayoría relacionados con el estrés , en niveles diferentes a los de la cultivadas en ceniza.

Además, los investigadores descubrieron que las plantas cultivadas en las muestras del Apolo 11 no crecían igual de bien como las cultivadas en las muestras del Apolo 12 y 17 y expresaban un mayor número de genes en niveles diferentes a las cultivadas en la ceniza volcánica.

Las plantas cultivadas en las muestras del Apolo 11,12 y 17 expresaron 465, 265 y 113 genes en niveles diferentes , respectivamente. El 71% de estos genes estaban asociados al estrés causado por las sales, los metales y las moléculas reactiva que contienen oxígeno.

Los resultados indican que aunque el suelo lunar pueda utilizarse para cultivar plantas , no favorece el crecimiento de éstas tan bien como la ceniza volcánica, sobre todo si ha estado más expuestas a la superficie de la Luna. Los investigadores especulan que los daños causados por los rayos cósmicos y el viento solar en el suelo lunar, así como la presencia de pequeñas partículas de hierro en el suelo, podrían inducir respuestas de estrés en las plantas y perjudicar su desarrollo.

Los autores concluyen que los hallazgos publicados este jueves muestran la necesidad de más investigación sobre las interacciones entre las plantas y el suelo lunar para que la vida vegetal crezca de manera más eficiente.

Fuentes: El Diario, ABC ,Muy Interesante

LAS INGENIERAS DEL MEDIOAMBIENTE Y SUS CAPACIDADES PARA ELIMINAR RESIDUOS

En el planeta existen más de 320.000 especies distintas de plantas. Su existencia en sí supone un reto a la creatividad, pero además son una herramienta que puede resultar muy útil para mantener el entorno libre de compuestos tóxicos, metales pesados o plaguicidas. En el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), el grupo de Antonio Leyva trata de sacar el máximo partido a la Lemna, una especie capaz de “atrapar” el arsénico. Para lograrlo necesitan comprender primero qué genes concretos están involucrados en ese proceso capaz de absorber, descomponer y eliminar aquello que se desee.

Las plantas llevan millones de años haciendo de lo asombroso algo cotidiano. Sin embargo, el concepto de la fitorremediación implica un conocimiento previo; se trata de aprovechar la capacidad que tienen las plantas para adaptarse a situaciones de estrés medioambiental y secuestrar productos tóxicos dentro de sus células.

Normalmente las plantas acumulan los productos tóxicos en la vacuola, pero conociendo estos mecanismos y sabiendo cómo y cuándo son eficientes podemos utilizar la fitorremediación para abordar un problema que causa estragos en la salud, la alimentación y el medioambiente. Este mecanismo de defensa que caracteriza a las plantas es una vía de doble sentido, según cuenta el investigador, ya que algunas tienen la capacidad de prevenir la entrada de compuestos tóxicos en su interior y expulsarlos en caso de que hayan conseguido dicha entrada. Para Leyva explorar esta posibilidad resulta también imprescindible ya que se asegura la calidad de las plantas que nos sirven de alimento, como por ejemplo el arroz. 

El cultivo del arroz se hace mediante prácticas de inundación que evitan el crecimiento de maleza que pueda atraer plagas. Por ello, el alimento queda muy expuesto al arsenito, una forma química del arsénico completamente tóxica (está presente de manera natural en los suelos, contaminando el agua subterránea que más tarde se utiliza para regar los cultivos o cocinar alimentos). Este está formado por un cancerígeno que entra con gran facilidad en los haces vasculares de las plantas llegando directamente al grano. 

El objetivo del grupo es determinar los genes que permiten a las plantas sobrevivir en suelos con gran presencia de arsénico. Una de las cuestiones que todavía queda pendiente es identificar cuál es el regulador que está coordinando toda la respuesta de la planta a este contaminante. Aunque se ha identificado alguna proteína que está involucrada en la acumulación de arsénico, todavía queda dar con la clave del experimento. Las razones por las que la investigación decidió centrarse en la Lemna son varias, tal como comenta el investigador: “Esta planta es especialmente útil para eliminar metales pesados como el arsénico, pero no solo eso. También puede ayudarnos a resolver un problema que tenemos en todo el mundo, que es la contaminación por exceso de nutrientes en las aguas”. El científico se refiere así al proceso conocido como eutrofización: los fertilizantes, básicamente nitratos y fosfatos, enriquecen el agua haciendo que aumente la cantidad de algas en la superficie. Estas impiden la actividad fotosintética del resto de las algas sumergidas y disminuyen la concentración de oxígeno en el agua. Este empobrecimiento afecta a la supervivencia de toda la flora y la fauna acuática, incluidos los peces, que acaban muriendo asfixiados.

Lemna alberga también una posibilidad poco explotada; puede utilizarse como fuente alternativa de proteínas, algo fundamental para la sustitución de la carne, ya que esta planta tiene un perfil de aminoácidos que compite perfectamente con la soja: la cantidad de biomasa que produce esta planta, junto a la facilidad de crecimiento, la sitúan como una candidata perfecta para ser una nueva fuente de alimento para humanos y otros animales.

Cristina Navarro (CNB-CSIC) siempre ha estado interesada en los problemas ambientales y de contaminación. En el laboratorio de Antonio Leyva se encarga de estudiar las bases genéticas que confieren a determinadas plantas esa capacidad de tolerar y almacenar los compuestos tóxicos. Para ello, Navarro se centra en la variabilidad natural de Arabidopsis, una especie presente en la Península Ibérica. Para comprobar qué variedades de esta especie tienen más capacidad para almacenar compuestos tóxicos como el arsénico, la investigadora realizó un plan. 

Primero la científica siembra sus semillas en una placa que contiene medio sintético sin arsénico. Las plantas se cultivarán dentro de una cámara y con unas condiciones controladas de temperatura y luz. Aquí, las distintas variedades se desarrollarán en cuestión de días.

Posteriormente el experimento pasa a la siguiente fase: las mismas plantas se traspasan a placas con arsénico y sin él, se observa su desarrollo midiendo la longitud de la raíz al cabo de varios días: el crecimiento de la raíz en presencia de arsénico no es para todas las plantas igual, ya que algunas variedades son más tolerantes que otras. Mediante análisis genéticos y moleculares se puede determinar cuál es la mutación responsable de las diferencias entre estas variedades según cuenta Navarro. Pero la capacidad de tolerar al arsénico no se debe a un solo gen, sino que depende de muchos factores. Con total seguridad, se cree que tanto en Arabidopsis como en Lemna, todos estos mecanismos están regulados por un pequeño número de genes, y ese es el principal objetivo de la investigación: encontrar alguno de estos reguladores.

Si esta investigadora consigue dar con alguno de los factores importantes que regulan esta acumulación del arsénico en Arabidopsis, el grupo de Leyva sabría hacia dónde apuntar en el caso de la Lemna.

Fuentes: CSIC, BioTech.

DESCUBREN UNA NUEVA PLANTA CARNÍVORA

Unos científicos han identificado recientemente un nuevo tipo de planta carnívora denominada Triantha Occidentalis. Esta nueva estirpe, que se encuentra en las áreas pantanosas, brillantes y pobres de nutrientes de la costa oeste de América del Norte, ya era conocida anteriormente, pero su forma de alimentarse comiendo carne fue descubierta por primera vez durante las expediciones de campo al Cypress Provincial Park.

"Antes de nuestro hallazgo, en las últimas dos décadas solo se había encontrado un nuevo ejemplo de planta carnívora", dice Qianshi Lin, investigador que ha estado a cargo del estudio.

Lin y su asesor decidieron buscar la posible adaptación carnívora de la Triantha Occidentalis, motivados por los resultados obtenidos previamente de otros estudios que indicaban que esta estirpe carecía de un gen que también se había perdido en otras especies de plantas carnívoras.

Para el estudio, los investigadores colocaron moscas alimentadas con isótopos de nitrógeno pesados que permitieron a los investigadores rastrear la cantidad de este nutriente que la planta estaría consumiendo en las flores agrupadas en los tallos. Los resultados que se obtuvieron mostraron la aparición de este mismo isótopo en sus interior y en concentraciones más altas que previamente.

Al analizar los datos obtenidos, los investigadores se dieron cuenta de la peculiaridad de su trampa, que es única entre las plantas carnívoras y muy poco común según la teoría, debido a que las flores crecen cerca de las trampas pegajosas de sus tallos, a diferencia de la mayoría de las plantas que mantienen sus trampas a una distancia considerable de sus flores para no matar a los insectos polinizadores. El equipo afirma que existe la posibilidad de que estas trampas hayan evolucionado para atrapar insectos como moscas o mosquitos, permitiendo así el libre tránsito a polinizadores de mayor tamaño, como abejas o mariposas.

Así, se ha comprobado que la Triantha Occidentalis usa su tallo para atrapar y digerir insectos. Estos insectos aterrizan en el tallo de la planta y se atascan en sus pelos pegajosos, para que después la flor absorba sus nutrientes una vez mueren.

"El hecho de que este linaje haya estado escondido a simple vista como una planta carnívora, a pesar de su proximidad a varios centros urbanos importantes en la costa de Norteamérica, sirve como un recordatorio de que aún podrían faltar muchos carnívoros por descubrir" Concluye Lin.

Fuentes: Muy Interesante, Vice

FOTOSÍNTESIS EN LA LUNA

Según un estudio realizado por científicos de China que ha sido publicado en la revista Joule, el suelo de la Luna contiene compuestos activos que pueden convertir el dióxido de carbono en oxígeno y combustibles. Actualmente, se encuentran estudiando si los recursos lunares pueden emplearse para facilitar la exploración humana en la Luna o más allá.

Yingfang Yao y Zhigang Zou, científicos de materiales de la Universidad de Nanjing, esperan diseñar un sistema que pueda aprovechar el suelo lunar y la radiación solar, los dos recursos más abundantes que hay en la Luna. Una vez analizado el suelo lunar traído por la nave espacial china Chang'e 5, su equipo descubrió que la muestra contiene compuestos -entre ellos sustancias ricas en hierro y titanio- que podrían funcionar como catalizadores para poder fabricar productos deseados, como oxígeno, utilizando el dióxido de carbono y la luz solar.

A partir de este momento, el equipo propuso una estrategia de "fotosíntesis extraterrestre". Fundamentalmente, el sistema utiliza el suelo lunar para electrolizar el agua extraída de la Luna y de los gases de escape de los astronautas y convertirla en oxígeno e hidrógeno alimentados por la luz solar. El dióxido de carbono exhalado por los habitantes de la Luna también se recoge y se combina con el hidrógeno de la electrólisis del agua durante un proceso de hidrogenación catalizado por el suelo lunar.

Este proceso produce hidrocarburos como el metano, que podría emplearse como combustible. Según los científicos, esta estrategia no utiliza energía externa, sino la luz del sol, para producir una serie de productos deseables, como pueden ser el agua, el combustible y el oxígeno, que podrían sustentar la vida en una base lunar. Los investigadores están buscando una oportunidad para poder probar el sistema en el espacio, seguramente con las futuras misiones lunares tripuladas de China.

"Utilizamos recursos ambientales in situ para minimizar la carga útil de los cohetes, y nuestra estrategia ofrece un escenario para un entorno vital extraterrestre sostenible y asequible", explica el científico Yao.

Aunque la eficiencia catalítica del suelo lunar es menor que la de los catalizadores de los que disponemos en la Tierra, Yao afirma que están probando diferentes enfoques para lograr una mejora del diseño, como fundir el suelo lunar en un material nanoestructurado de alta entropía, que es un mejor catalizador.

Previamente, los científicos han propuesto muchas estrategias para la supervivencia extraterrestre. Pero la mayoría de los diseños requieren fuentes de energía de la Tierra. Por ejemplo, el explorador de Marte Perseverance de la NASA trajo un instrumento que puede utilizar el dióxido de carbono de la atmósfera del planeta para fabricar oxígeno, pero está alimentado por una batería nuclear a bordo.

"En un futuro próximo, veremos cómo se desarrolla rápidamente la industria de los vuelos espaciales con tripulación --asegura Yao--. Al igual que la 'Era de la Vela' en el siglo XVII, cuando cientos de barcos se lanzaron al mar, entraremos en la 'Era del Espacio'. Pero si queremos llevar a cabo una exploración a gran escala del mundo extraterrestre, tendremos que pensar en formas de reducir la carga útil, es decir, depender del menor número posible de suministros de la Tierra y utilizar en su lugar recursos extraterrestres".

Fuentes: The Objetive, 20 Minutos

NO HAY INTERVENCIÓN DE LA FOTOSÍNTESIS EN EL CRECIMIENTO

 Un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Utah y un equipo internacional de colaboradores descubrió que el crecimiento de los árboles no parece estar normalmente limitado por la fotosíntesis, sino por el crecimiento celular. Esto nos viene a decir, que es necesario reconsiderar la previsión del crecimiento de los bosques en un clima cambiante y que es posible que los bosques del futuro no puedan absorber tanto carbono de la atmósfera como se pensaba anteriormente.

En el colegio, aprendes que los árboles fabrican su propio alimento a través de la fotosíntesis, absorbiendo la luz solar, el dióxido de carbono y el agua, y convirtiéndolos en hojas y madera. Sin embargo, este proceso no es tan básico, ya que para convertir el carbono obtenido a través de la fotosíntesis en madera, las células de la madera necesitan expandirse y dividirse.

Por lo tanto, los árboles obtienen carbono de la atmósfera a través de la fotosíntesis, esta es la fuente de carbono para los árboles, luego gastan ese carbono para construir nuevas células de madera, el sumidero de carbono del árbol. Si el crecimiento del árbol está limitado por la fuente, entonces solo está limitado por la cantidad de fotosíntesis que el árbol puede realizar, y el crecimiento del árbol es relativamente fácil de predecir en modelos matemáticos. Entonces, en teoría, aumentar el dióxido de carbono en la atmósfera debería aliviar esta limitación y permitir que los árboles crezcan más.

Pero, por otro lado, si el crecimiento del árbol está limitado por el sumidero, entonces el árbol únicamente puede crecer al ritmo de la división celular. Hay muchos factores que pueden afectar directamente la fotosíntesis y la tasa de crecimiento celular, como la temperatura y la disponibilidad de agua o nutrientes.

Por lo tanto, si un árbol está limitado por un abrevadero, la simulación de su crecimiento debe incluir la respuesta del abrevadero a estos factores.

Los investigadores probaron esta pregunta comparando las fuentes y las tasas de cambio de los árboles en América del Norte, Europa, Japón y Australia. Medir las tasas de intercambio de carbono es relativamente fácil y los investigadores solo recolectaron muestras de árboles que contenían registros de crecimiento.

Medir las fuentes de carbono es más difícil, pero posible. Los datos de origen se midieron utilizando 78 torres de covarianza de remolinos de 9 metros o más que miden las concentraciones de dióxido de carbono y la velocidad del viento en tres dimensiones en la parte superior de la copa de los árboles.

Los investigadores analizaron los datos recopilados en busca de evidencia de procesos relacionados o acoplados en el crecimiento de los árboles y la fotosíntesis, pero no encontraron evidencia. Cuando la fotosíntesis aumentó o disminuyó, no hubo un aumento o una disminución paralelos en el crecimiento de los árboles.

La fuerza del acoplamiento o desacoplamiento entre dos procesos se puede ubicar en un espectro, por lo que los investigadores están interesados ​​en las condiciones que conducen a un desacoplamiento más fuerte o más débil. Por ejemplo, los árboles frutales y en flor muestran relaciones fuente-sumidero diferentes a las de las coníferas. Una mayor diversidad en el bosque aumentó el apareamiento. Los doseles cubiertos de hojas densas lo reducen.

Finalmente, el acoplamiento entre la fotosíntesis y el crecimiento aumenta en condiciones cálidas y húmedas, y viceversa: en condiciones frías y secas, los árboles están más limitados por el crecimiento celular.

La conclusión principal es que es posible que sea necesario actualizar los modelos de vegetación que utilizan ecuaciones matemáticas y características de las plantas para estimar el crecimiento futuro de los bosques.

Fuentes: Heraldo, Europa Press

SUELO LUNAR Y LAS PLANTAS

 Los científicos han conseguido plantar en el suelo procedente de la Luna. Publicado por "Communications biology" que en Florida han demostrado que se pueden cultivar plantas en el suelo lunar y estas crecen con éxito en esta investigación también se demuestra que el suelo lunar es totalmente diferente al suelo que tenemos en la tierra. Esta exploración ha sido para dar un primer paso para el alimento y la nutrición de las plantas ya que el Programa Artemisa planea devolver a los humanos a la Luna.

Diseñaron un experimento simple que era plantar semillas en suelo lunar, regarlas, aportarles nutrientes y luz para poder registrar así los resultados de como evolucionaban con el paso de los días. Los investigadores solo tenían 12 gramos de suelo lunar, recolectado durante las misiones de Apolo 11, 12 y 17 a la Luna, para poder hacer el experimento. Tuvieron que realizar un diseño a pequeña escala del experimento para que le dieran esa muestra de suelo lunar y poder realizar este estudio.

Para hacer que el pequeño jardín lunar creciese utilizaron pozos tan pequeños como dedales que eran placas de plástico. Cuando ya estaban llenos estos pequeños pozos con un gramo de este suelo lunar, humedecieron el suelo con una solución nutritiva y pusieron las semillas de las planta Arabidopsis, esta planta se usa en la ciencia porque su código genético es mapeado. 

Los investigadores plantaron también Arabidopsis en una sustancia terrestre que imita el suelo lunar real pero las plantas cultivadas en este suelo no fueron del grupo de control de este experimento.

Al iniciar el experimento nadie confiaba que iban a poder crecer las plantas en el suelo lunar y con el paso del tiempo los cultivadores notaron diferencias notorias en estas plantas porque algunas plantas eran más pequeñas y crecían lentamente o tenían un  tamaño mas variado pero a nivel genético las plantas sacaban herramientas para hacer frente a factores estresantes que pueden ser sal o metales por lo que podemos deducir que las plantas perciben el entorno como estresante. 

Para derivar de donde venia ese estrés estudiaron las moléculas de ARN presentes en las células vegetales que estas correspondían con los genes relevantes para que la planta responda al estrés. La secuencia de nucleótido formada por cada molécula permito comprobar una respuesta genética diferente al suelo y los genes expresados intervienen en situaciones de exceso de sal, presencia de metales o de estrés.

La lectura de la transcripción llegó a ser tan precisa que permitió diferencial entre las plantas cultivadas en el suelo lunar pero traído por las diferentes misiones.

Los ejemplares crecidos en las muestras de las misiones Apolo 11 y 12, que sus muestras se pudieron extraer en zonas maduras expuestas a la radiación cósmica y al viento solar, tenían un aspecto muy similar pero las sembradas en la muestra de suelo y, la recogida en la misión de Apolo 17, que sus muestras fueron traídas a la tierra de una manera más protegida y era menos madura la tierra, tenían un mejor aspecto general  lo que confirmó que había menos diferenciación del transcriptoma en las ultimas misiones y de las primeras. 

Bibliografía: EL PAÍS, ABC

  

LA IMPORTANCIA DE LOS LÍPIDOS DE LOS VEGETALES EN LA SIMBIOSIS CON LOS HONGOS

 La simbiosis de las plantas con los hongos fue de vital importancia para la conquista de la tierra firme, pues a través de ellos obtienen suficiente agua y nutrientes del suelo, según un estudio publicado en la revista Science.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Toulouse ha descubierto ahora que unas plantas primitivas terrestres proporcionan a los hongos lípidos que estos necesitan. Se ha llegado a este hipótesis al observar que esta simbiosis no se da en las algas. La simbiosis entre hongos y plantas es muy común. Los primeros les aportan agua, fosfato y nitrógeno a las plantas a cambio de carbohidratos y lípidos. 

Desde 1980 se podía suponer gracias a los fósiles que el origen de la simbiosis entre estos dos seres vivos se remontaba a los inicios de las plantas terrestres y que fue importante para su desarrollo. Ahora, se ha comprobado esta teoría mediante análisis de plantas actuales. 

Esto se ha hecho a través de la comparación de las características genéticas del mecanismo de simbiosis de la micorriza arbuscular, que aparece en un 80%  de estas asociaciones, en las raíces de dos grupos vegetales: las plantas vasculares superiores y la Marchantia paleacea (hepática, no vascular). Estos hongos son glomeromicetos, extraen agua y minerales del suelo con su red de largos filamentos y los intercambian colonizando las raíces de la planta mediante pequeñas estructuras ramificadas, los arbuscules.   

El equipo de investigadores le inyectó a la hepática Marchantia paleacea glomeromiceto, después analizaron la evolución de la expresión de su genoma. Después de ocho semanas aumentó la expresión de más de mil genes. Estos resultados sumados a los obtenidos en cinco plantas con flores no relacionadas estrechamente entre sí permitió al equipo demostrar conjuntos de genes involucrados en varios procesos, incluida la síntesis de lípidos. Además, casi cincuenta genes de la hepática se parecían mucho a los genes de al menos de las flores ya mencionadas, señal de que un mecanismo similar está funcionando en ellas.

Para terminar de probar esto el equipo hizo una combinación cruzada y utilizó la herramienta genética CRISPR para desactivar los genes implicados. Se observó entonces que, al parar la actividad genética, también lo hizo la transferencia de lípidos y la simbiosis desapareció.

Las algas no establecen simbiosis con micorrizas arbusculares, aunque sí que lo hacen con las formas más primitivas de plantas terrestre. En las seis especies mencionadas anteriormente con las que se experimentó, han identificado genes que regulan la expresión de otros genes asociados a este intercambio de lípidos. El gen estaba ausente en los genomas de todas las algas probadas. Se llega entonces a la conclusión de que fue el suministro de lípidos el que permitió la simbiosis con los hongos y así las plantas tuvieran suficiente agua y nutrientes para sobrevivir en la tierra hace 450 millones de años

Fuentes: Investigación y Ciencia y Notiulti

CREAN ORGANOIDES FUNCIONALES DE GLÁNDULAS LACRIMALES

Estos organoides son capaces de desarrollarse aún más y producir proteínas típicas de la lágrima al trasplantarse en ratones.

Las glándulas lagrimales se sitúan en la parte superior y externa de los ojos (detrás de los párpados y por debajo de las cejas) y son indispensables para mantener los globos oculares limpios, lubricados e hidratados. El fluido lagrimal que producen estas glándulas está compuesto sobre todo por agua, aunque también contienen glucosa, oxígeno, urea, diversas sales minerales como cloruro de sodio y una gran diversidad de proteínas (factores de crecimiento, proteínas antibacterianas, interleucinas, inmunoglobulinas...), entre otras sustancias.

En algunas personas afectadas por ciertas enfermedades, las glándulas lacrimales pueden sufrir daños y una alteración marcada de su función. Esto conlleva una gran disminución de la producción de lágrima, lo que desencadena un ojo seco. Los síntomas asociados más comunes son ardor, picazón, escozor o sensación de arenilla en los ojos. Enfermedades como el síndrome de Sjögren (provocada por una reacción autoinmunitaria) o edades avanzadas conllevan con frecuencia una importante afectación crónica de dichas glándulas.

En estos casos, más allá del uso de lágrimas artificiales, no existen tratamientos específicos que consigan recuperar la función de estas glándulas, ya que la capacidad de estas para regenerarse es mínima. El desarrollo de modelos biológicos más o menos complejos en el laboratorio podría facilitar el descubrimiento de terapias eficaces o, en el más optimista de los escenarios futuros, podría ser un primer paso para la generación de glándulas funcionales que pudieran trasplantarse en los pacientes.

Con este objetivo en mente, múltiples grupos de científicos están trabajando en la actualidad para el desarrollo de versiones simplificadas o inmaduras (organoides) de estas glándulas. Hace unas semanas, investigadores de Japón y Reino Unido mostraron al mundo la creación de unos novedosos organoides de glándulas lacrimales a partir de células madre humanas. Los detalles sobre la producción de estos elementos y su funcionamiento se han publicado en la revista Nature.

Para la creación de dichos organoides, los científicos emplearon células madre pluripotentes humanas de distintos orígenes (tanto de células madre embrionarias como de células madre pluripotentes inducidas), que tienen la capacidad para multiplicarse indefinidamente y para diferenciarse a multitud de tipos celulares diferentes.

En un primer paso, cultivaron estas células en el laboratorio bajo el estímulo de diversas moléculas para crear organoides en dos dimensiones (planos) que se asemejan a ojos. Después, aislaron un tipo particular de células mediante la selección de marcadores definidos (proteínas típicas de las células de las glándulas lacrimales en una fase temprana de desarrollo) y las cultivaron bajo unas condiciones particulares. Pasados unos días, estas células se organizaban por sí mismas (mediante ramificaciones y brotes) en organoides tridimensionales similares a glándulas lagrimales, con sus características estructuras con conductos para secretar lágrima.

Los organoides producidos por los investigadores tenían múltiples rasgos biológicos en común con las glándulas lacrimales: su organización celular, la expresión de los genes y también la presencia de proteínas típicas.

Para comprobar si estos organoides eran capaces de madurar (es decir, de adquirir características y funciones propias de glándulas lacrimales completamente desarrolladas), trasplantaron estas agrupaciones celulares en ratas, al lado de sus ojos. A estas ratas se les extirpó parte o la totalidad de sus glándulas lagrimales para comprobar si los organoides implantados podían sustituir su función.

Los científicos comprobaron que estos organoides maduraban y eran capaces de producir proteínas típicas de la lágrima, como lisozima y lactoferrina, y también desarrollar conductos más elaborados en su interior para la liberación de sustancias. Además, la expresión de genes de estos organoides trasplantados encajaba con la de las glándulas lacrimales y no con otros tipos de glándulas o de tejidos de la superficie epitelial del ojo.

Por primera vez, se ha conseguido generar estos organoides funcionales de glándulas lagrimales a partir de células madre pluripotentes inducidas, que pueden crearse a partir de células adultas. Esto abre la posibilidad en el futuro de generar organoides a partir de cualquier célula de una persona con alteraciones en sus glándulas lagrimales para así reemplazarlas sin que existan problemas de rechazo inmunitario. Además, estos organoides también pueden desarrollarse como modelos biológicos de enfermedades de dicha glándula, y así utilizarlos como método de screening para evaluar potenciales tratamientos.

Fuente: Investigación y Ciencia

UNA SOLUCIÓN PARA EL MAÑANA

Las plantas resultan muy útiles para mantener el entorno libre de compuestos tóxicos, metales pesados o plaguicidas, la fitorremediacion se trata de aprovechar la capacidad que tienen las plantas para adaptarse a situaciones de estrés medioambiental y secuestrar productos tóxicos dentro de sus células, esto se podría utilizar para reducir el peligro medioambiental que acontece.

Algunas plantas tienen la capacidad de prevenir la entrada de compuestos tóxicos a su interior o expulsarlos si han conseguido entrar, esto asegura la calidad de las plantas que forman parte de nuestra dieta. En el Centro Nacional de Biotecnología (CNB) se encuentra el Departamento de Genética Molecular de Plantas y el laboratorio liderado por Antonio Leyva, en este laboratorio tratan de comprender la forma de actuar de la Lemna, una pequeña planta acuática que es capaz de "atrapar" el arsénico.

El objetivo de Leyva es determinar los genes que permiten a las plantas sobrevivir a suelos con gran presencia de arsénico. Lemna fue elegida para ser estudiada por este grupo de científicos no solo por su especial utilidad para eliminar metales pesados como el arsénico, también para resolver el problema de la eutrofización y además, cabe la posibilidad de poder utilizarla como fuente alternativa de proteínas, siendo la mejor candidata gracias a la cantidad de biomasa que produce y la facilidad con que crece.

A su vez, el investigador Carlos Alonso-Blanco está elaborando una colección que recoja la diversidad de la Lemna en el territorio peninsular, trata de identificar las ventajas y bondades de cada variedad de esta planta para entender cuál es la más eficiente a la hora de almacenar compuestos dañinos o un exceso de nutrientes. Sin embargo, existe una limitación en este estudio, y es que, a nivel genético se desconoce casi todo acerca de esta planta debido a que hasta ahora no había tenido valor en el campo de la investigación.

Cristina Navarro trabaja en el laboratorio de Antonio Leyva y se encarga de estudiar las bases genéticas que confieren a determinadas plantas la capacidad de almacenar y tolerar los compuestos tóxicos, para ello se centra en la variabilidad natural de la Arabidopsis.

Para ello realiza varias fases, primero siembra las semillas en una placa sin arsénico y estas crecen en condiciones controladas de temperatura y luz, posteriormente las mismas plantas las traspasa a placas con arsénico y sin él, mide la raíz y ve las diferencias entre las variedades después, mediante un análisis molecular y genético se determina la mutación responsable de estas diferencias.

Navarro cree que la capacidad para tolerar el arsénico se debe a varios factores que están controlados por un pequeño número de genes. Arabidopsis muestra una gran ventaja respecto a otras plantas, fue la primera cuyo genoma fue el primero en ser secuenciado, por tanto, de la que más datos tienen y su estudio se puede extrapolar a otras plantas, si esta científica consigue dar con alguno de los factores influyentes en la acumulación de arsénico en Arabidopsis será crucial para seguir adelante con el caso de la Lemna.

Fuente(s): iagua, CSIC

¿CÓMO HACEN LOS ÁRBOLES PARA QUE EL AGUA LLEGUE A TODAS LAS HOJAS?

El agua es un elemento esencial para las plantas. Lleva azúcares disueltos, minerales y vitaminas las cuales son captadas del suelo hasta cada parte de la planta, lo cual hace que se mantenga erguida, fuerte y nutrida.

El proceso para recolectar agua de las plantas comienza en las raíces de las plantas. Los cientos o miles de filamentos que se extienden desde la punta de cada raíz son los que realmente absorben el agua que se encuentran en el suelo.

Las raíces propias de las plantas, en este caso de los arboles sirven principalmente para mantenerlos erguidos firmemente al suelo y de este modo canalizar el agua hacia arriba.

La vena que transporta el agua se llama xilema. El xilema se extiende a todas las partes del árbol y esta está compuesta por células vivas y muertas de las cuales cada una realiza una función.

El transporte del agua tiene un problema y es que lo hacen en contra de la gravedad pero gracias a una serie de mecanismos de capilaridad y de evapotranspiración, y otros factores que contribuyen al potencial hídrico, para solventarlo.

Las hojas contienen estomas, células modificadas de la epidermis que se abren y cierran dependiendo de la concentración de gases que esta necesite expulsar o captar de la atmósfera.

Las plantas aparte de necesitar oxígeno y dióxido de carbono hay otro gas muy importantes el cual les permite en este caso a los árboles  llevar el agua desde las raíces hasta la parte aérea y es el vapor de agua. A la vez que fijan CO2 y expulsan oxígeno a través de los estomas abiertos, también expulsan agua en forma de vapor. Este mecanismo es el que como antes se a nombrado evapotranspiración.

Gracias a este mecanismo transpirador, que funciona como un émbolo, se genera una tensión que hace tirar del agua líquida hacia arriba, sube a través del xilema desde las raíces a las hojas. En esos vasos conductores se produce un efecto de capilaridad el cual permite que el agua ascienda. Se crea la fuerza que antes se ha nombrado (potencial hídrico), resultado del equilibrio entre los potenciales ósmosis, capilaridad, evapotranspiración y gravedad, que mide la capacidad que tiene el árbol para transportar el agua con los nutrientes desde el suelo hasta finalmente las hojas.

De este modo es como los árboles consiguen que ese agua y nutrientes que captan del suelo por las raíces recorra todo hasta finalmente llegar a las hojas.

Fuentes: El País y eHow

EL CRECIMIENTO DE LOS ÁRBOLES NO ESTÁ LIMITADO POR LA FOTOSÍNTESIS

Investigadores de la Universidad de Utah, Estados Unidos, han dirigido un estudio, publicado en Science del que han descubierto que el crecimiento de los árboles no parece estar limitado en general por la fotosíntesis, sino por el crecimiento celular. Esto sugiere que es preciso replantearse la forma de prever el crecimiento de los bosques en un clima cambiante, los bosques del futuro podrían no ser capaces de absorber tanto carbono de la atmósfera como se pensaba.

"El crecimiento de un árbol es como un carro y un caballo que avanzan por la carretera" explica William Anderegg, principal investigador del estudio y profesor asociado de la Facultad de Ciencias Biológicas. "Pero básicamente no sabemos si la fotosíntesis es el caballo más a menudo o si es la expansión y división celular."

El proceso de obtención de alimento de los árboles no es tan básico como el que aprendemos de pequeños en el colegio, porque para convertir el carbono obtenido por la fotosíntesis en madera es necesario que las células de la madera se expandan y dividan.

La fuente de carbono de los árboles es su obtención de la atmósfera a través de la fotosíntesis. Luego gasta ese carbono para construir nuevas células de madera, el sumidero de carbono del árbol. Si el crecimiento de los árboles está limitado por esta fuente, entonces solo está limitado por la cantidad de fotosíntesis que el árbol puede realizar y el crecimiento de los árboles sería relativamente fácil de predecir en un modelo matemático. Por tanto, el aumento del dióxido de carbono en la atmósfera debería aliviar esa limitación y permitir que los árboles crezcan más.

Pero si sucede lo contrario, el crecimiento de los árboles está limitado por el sumidero, el árbol solamente puede crecer tan rápido como sus células puedan dividirse. Hay muchos factores que pueden afectar a la fotosíntesis y a la tasa de crecimiento directamente, como la temperatura y la disponibilidad de agua o nutrientes. Por tanto, si los árboles están limitados por el sumidero, la simulación de su crecimiento debe incluir la respuesta del sumidero a estos factores.

Los investigadores del estudio pusieron esto a prueba comparando las tasa de origen y de sumidero de los árboles en lugares de Norteamérica, Europa, Japón y Australia. Fue relativamente fácil medir las tasa de sumidero de carbono y los investigadores solo recogieron muestras de árboles que contenían registros de crecimiento.

Más tarde, analizaron los datos recogidos en busca de pruebas de que el crecimiento de los árboles y la fotosíntesis fueran procesos vinculados, y no los encontraron. No se producía un aumento o una disminución paralelos del crecimiento de los árboles. 

"Se esperaba un fuerte acoplamiento entra la fotosíntesis y el crecimiento de los árboles en el caso de que el crecimiento esté limitado por la fuente" subraya Antonie Cabon, investigador postdoctoral de la Facultad de Ciencias Biológicas. "El hecho de que observemos mayoritariamente un desacoplamiento es nuestro principal argumento para concluir que el crecimiento de los árboles no está limitado por la fuente".

Además, sorprendentemente, el desacoplamiento se observó en entornos de todo el mundo. Cabon, añade que esperaba verlo en algunos lugares, pero no ver un patrón tan generalizado.

Fuentes: La Jornada, Heraldo de Aragón

LA FOTOSÍNTESIS NO LIMITA EL CRECIMIENTO DE LOS ÁRBOLES

Un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Utah (Estados Unidos), ha descubierto que el crecimiento de los árboles no parece estar limitado en general por la fotosíntesis, sino por el crecimiento celular. Esto sugiere que es preciso replantearse la forma de prever el crecimiento de los bosques en un clima cambiante, y que los bosques del futuro podrían no ser capaces de absorber tanto carbono de la atmósfera como se pensaba. 

En el colegio se enseña que los árboles producen su propio alimento mediante la fotosíntesis, tomando la luz del sol, el dióxido de carbono y el agua y convirtiéndolos en hojas y madera. Pero, este proceso no es tan básico porque para convertir el carbono obtenido por la fotosíntesis en madera es necesario que las células de la madera se expandan y dividan. Los árboles obtienen el carbono de la atmósfera a través de la fotosíntesis. Esta es la fuente de carbono de los árboles. Posteriormente gastan ese carbono para construir nuevas células de madera, el sumidero del árbol.

Si el crecimiento del árbol está limitado por la fuente, entonces solo está limitado por la cantidad de fotosíntesis que el árbol puede realizar, y por lo tanto el crecimento de los árboles sería fácil de predecir en un modelo matemático. Por tanto, el aumento del dióxido de carbono en teoría en la atmósfera debería de aliviar esa tensión y permitir que los árboles crezcan más.

Pero, si por el contrario el crecimiento de los árboles está limitado por el sumidero, entonces el árbol solo puede crecer tan rápido como sus células puedan dividirse. Hay muchos factores que pueden afectar directamente a la fotosíntesis y a la tasa de crecimiento celular, como la temperatura y la disponibilidad de agua o nutrientes. Por tanto, si los árboles están limitados por el sumidero, la simulación de su crecimiento debe incluir la respuesta del sumidero a estos factores.

Los investigadores pusieron a prueba esta cuestión comparando las tasas de origen y de sumidero de los árboles en lugares de Norteamérica, Europa, Japón y Australia. Medir las tasas de sumidero de carbono fue relativamente fácil y los investigadores sólo recogieron muestras de árboles que contenían registros de crecimiento. Medir las fuentes de carbono es más difícil, pero posible.

Los investigadores analizaron los datos recogidos en busca de pruebas de que el crecimiento de los árboles y la fotosíntesis fueran procesos vinculados, pero no lo encontraron. Cuando la fotosíntesis aumentaba o disminuía, no se producía un aumento o una disminución paralela del crecimiento de los árboles. Se esperaría un fuerte acoplamiento entre la fotosíntesis y el crecimiento de los árboles en el caso de que el crecimiento de los árboles estuviese limitado por la fuente, pero el hecho de observar mayoritariamente un desacoplamiento es el principal argumento para concluir que el crecimiento de los árboles no está limitado por la fuente.

La fuerza de acoplamiento o desacoplamiento entre dos procesos puede situarse en un espectro, por lo que los investigadores se interesaron por las condiciones que conducían a un desacoplamiento más fuerte o más débil. Por ejemplo, una mayor diversidad en un bosque aumenta el acoplamiento, mientras que por otro lado, las copas densas y cubiertas de hojas lo disminuyen.

La principal conclusión es que los modelos de vegetación podrían tener que actualizarse, ya que prácticamente todos estos modelos asumen que el crecimiento de los árboles está limitado por la fuente. Los modelos de vegetación actuales predicen que los bosques prosperarán con un mayor dióxido de carbono atmosférico. Esto tiene implicaciones adicionales puesto que los bosques absorben y almacenan actualmente alrededor de una cuarta parte de nuestras emisiones actuales de dióxido de carbono. Si el crecimiento de los árboles se ralentiza, también lo hará su capacidad de absorber carbono y de frenar el cambio climático. 

Fuentes: Heraldo, EuropaPress, DiarioDigitalRD

ALIMENTAN UN MICROPROCESADOR MEDIANTE FOTOSÍNTESIS

Científicos han hecho uso de una especie muy extendida de algas verde-azules con el objetivo de alimentar un microprocesador continuamente durante un año, usando solamente la luz ambiental y el agua. Este sistema tiene un potencial fiable y renovable para alimentar pequeños dispositivos.

Este nuevo sistema tiene un tamaño comparable al de una pila AA, está formado por un tipo de alga no tóxica llamada Synechocystis la cual es capaz de recoger de forma natural energía solar mediante la fotosíntesis. La corriente eléctrica que genera este sistema interactúa con un electrodo de aluminio y se usa para alimentar el microprocesador.

Este microprocesador podría fabricarse fácilmente cientos de miles de veces para alimentar un gran número de pequeños dispositivos como parte del internet de las cosas, ya que el sistema está fabricado con materiales comunes, baratos y en gran medida reciclables. Según los científicos investigadores, este sistema es más útil en situaciones fuera de la red o en lugares remotos, donde una pequeña cantidad de energía puede llegar a ser muy beneficiosa.

"La creciente Internet de los objetos necesita cada vez más energía, y creemos que ésta tendrá que provenir de sistemas que puedan generar energía, en lugar de simplemente almacenarla como las baterías", afirma el profesor Christopher Howe, del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge, coautor principal del artículo.

Y añadió: "Nuestro dispositivo fotosintético no se agota como lo hace una pila porque utiliza continuamente la luz como fuente de energía".

En el experimento de prueba, el dispositivo se utilizó para alimentar un Arm Cortex M0+, un microprocesador muy utilizado en los dispositivos. Esta prueba funcionó en un entorno doméstico en condiciones semi exteriores bajo la luz natural y las fluctuaciones de temperatura asociadas, y tras seis meses de producción continua de energía los resultados se presentaron para su publicación.

"Nos impresionó la constancia con la que el sistema funcionó durante un largo periodo de tiempo; pensábamos que se detendría al cabo de unas semanas, pero siguió funcionando", afirma el Dr. Paolo Bombelli, del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge, primer autor del artículo.

El alga crea su propio alimento al realizar la fotosíntesis, por lo que no necesita alimentarse. Y aunque la fotosíntesis requiere de luz, el dispositivo puede seguir produciendo energía incluso durante períodos de oscuridad. Los científicos piensan que esto es debido a que las algas procesan parte de su alimento cuando no hay luz, y esto sigue generando una corriente eléctrica.

Según los investigadores sería poco práctico alimentar trillones de dispositivos con baterías de iones de litio, ya que se necesitaría tres veces más litio del que se produce anualmente en todo el mundo. Los materiales peligrosos que se usan para fabricar dispositivos fotovoltaicos tradicionales tienen grandes efectos medioambientales adversos.

El experimento se trata de una colaboración entre la Universidad de Cambridge y Arm, empresa líder en el diseño de microprocesadores. Arm Research desarrolló el chip de prueba Arm Cortex M0+ ultraeficiente, construyó la placa y creó la interfaz de recogida de datos en la nube presentada en los experimentos.

Fuentes: química, chem Europe

 

 

ARABIDOPSIS THALIANA: LA PRIMERA PLANTA EN SUELO LUNAR

Los astronautas de la NASA se trajeron, entre rocas y arena (regolito), 382 kilogramos de Luna entre los años 1969 y 1972 durante las misiones Apolo. Este material ha sido estudiado y usado para cultivar en él esta planta, la Arabidopsis thaliana, originaria de África y Eurasia. Está relacionada con las hojas de mostaza y otras verduras crucíferas como el brócoli, la coliflor y las coles de Bruselas.

Cincuenta años después, tres de esas muestras se han utilizado para cultivar plantas con éxito. Por primera vez, los investigadores han hecho crecer esta planta resistente y bien estudiada en regolito lunar, pobre en nutrientes (con lo cual algo peor y con más dificultad).

Los científicos eligieron la Arabidopsis thaliana porque es a las plantas lo que las cobayas y ratones de laboratorio son entre los animales, aparte de que esta planta fue el primer vegetal del que se secuenció su genoma.

Entre unas 48 y 60 horas la mayoría de las plantas germinaron después de sembrar las semillas, emergiendo al poco unas pequeñas hojas de entre la tierra lunar. Es algo que no esperaban, reconocieron los científicos. Esto les sirvió para descubrir que los suelos lunares no interfieren en las hormonas y señales que intervienen en la germinación de las plantas.

Pero al sexto día se dieron cuenta de que algo no iba bien. Al podar las plantas para concentrar su estudio en un solo tallo, comprobaron que las podas tenían las raíces atrofiadas, más gordas, retorcidas y cortas que las plantas que habían plantado en tierras terrestres. Y eso pese a que las regaron con agua con los mismos nutrientes.

El desarrollo de la parte aérea de las plantas a partir del octavo día era más irregular y lento, con menos hojas y más pequeñas, y les salieron manchas rojizas. Todos estos síntomas indicaban que estaban sufriendo un estrés que no pasaron las muestras cultivadas en suelo terrestre.

Para determinar de dónde venía ese estrés, los investigadores estudiaron su transcriptona, las moléculas de ARN presentes en las células vegetales. La lectura del transcriptoma fue tan precisa que permitió diferenciar también entre las plantas cultivadas con suelo lunar, pero traído por las distintas misiones, la Apolo 11, la 12 y la 17. Las sembradas en suelo traído por la Apolo 17 presentaban un aspecto general mejor. Por dentro, a nivel genético, se confirmó la diferencia: había menor diferenciación del transcriptoma en las del Apolo 17 que, en las primeras, que se posaron en zonas más viejas o maduras expuestas al viento solar y la radiación cósmica, mientras que esta última trajo el material más protegido y menos maduro.

Fuentes: El País, Urbano Puebla