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El riego como recurso vital

Foto aérea de la zona de estudio (izq.) e imagen térmica de esa misma zona (dcha)

Mi investigación se basa en la optimización del uso del agua en la agricultura. El agua es un bien de valor incalculable y por ese motivo, es de vital importancia desarrollar estrategias que permitan optimizar su uso. La agricultura es la gran consumidora de agua dulce en el mundo. En España, más de 75% del agua dulce se consume en agricultura, y a pesar de las críticas de algunos sectores, lo cierto es que la agricultura no malgasta el agua.

Los datos lo demuestran: la agricultura de regadío representa el 25% de la superficie agraria en España, y es responsable del 60% de la producción agraria a nivel nacional. No es vano decir, que nuestra seguridad alimentaria depende de que la agricultura disponga de los recursos hídricos necesarios para el correcto desarrollo de los cultivos. Pero la situación actual del recurso agua en España, y en particular en la cuenca del Guadalquivir, no parece favorecer esta premisa. La variabilidad en la precipitación, típica del clima mediterráneo, y la competencia con otros sectores de la sociedad (consumo urbano, industrial y medioambiental) hacen que la dotación de agua que se destina a la agricultura sea cada vez menor.

La proyección futura, especialmente en el contexto del cambio climático, es aún más pesimista. Esto supone un reto para el sector, que debe aumentar la productividad de agua (es decir, la cantidad de producto generado por unidad de agua aplicada) por encima de los estándares actuales. La expresión “more crop per drop” (más cultivo por gota) se acuñó para definir la demanda que la sociedad hace a la agricultura. Por lo tanto, hay que conseguir aumentar o mantener una producción agraria de calidad con un aporte cada vez menor de agua.

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Usar las matemáticas para contar peces sin mojarse

La pesca es importante para nosotros desde el punto de vista ecológico, social y económico: hace parte de la biodiversidad siendo un eslabón de la cadena trófica y cada día billones de personas alrededor del mundo logran subsistir gracias a la pesca como fuente de alimento y de ingresos.

A principios del siglo XX algunos científicos postularon que era imposible que los peces se acabaran, en una época donde no se explotaba el mar de la forma en que se hace ahora, ya en esta época sabemos que eso no es cierto. Cuando las especies con valor comercial son sobreexplotadas, otras especies que comparten el mismo ecosistema se ven afectadas. Se distorsiona la red trófica y el equilibrio se ve amenazado. Uno de los ejemplos más representativos de sobrepesca sucedió en el Atlántico Canadiense con el bacalao en 1990, donde se llegó al extremo del colapso y como consecuencia aproximadamente 40000 personas perdieron su trabajo y el ecosistema quedo en un completo estado de decadencia.  

Por un lado sabemos que es un recurso que se puede agotar pero por otro que muchas familias dependen de el para subsistir, por lo tanto, si sabemos cuántos peces hay, podemos encontrar un límite para dejar un número de peces suficiente que se reproduzca con éxito para la próxima temporada (pesca sostenible) y que a su vez ese número haga que la pesca sea rentable económicamente.

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Las evidencias científicas aconsejan descatalogar al arrui ibérico del listado de especies invasoras

Cabras monteses observando arruis en Sierra Espuña.

En el año 1970 el antiguo ICONA decidió introducir el arrui ( Ammotragus lervia), un ungulado, hasta entonces prácticamente desconocido en Europa, en la Sierra de Espuña, en Murcia. La intención era llenar de vida unos montes poco productivos, repoblados por pinares a finales del siglo XIX, y que carecían de una fauna significativa, y así promover la presencia de una nueva especie cinegética en nuestro país. Esta iniciativa fue promovida por el Dr. José Antonio Valverde, a la sazón promotor del Parque Nacional de Doñana y del Centro de Rescate de la Fauna Sahariana (actual Finca Experimental “La Hoya”, dependiente de la EEZA-CSIC).

El arrui se adaptó rápidamente a las condiciones ambientales del sureste peninsular, alcanzando tamaños poblacionales muy elevados, y convirtiéndose en un reclamo cinegético de primer orden. Sin embargo, debido a su origen exótico, y tras el avance de los conocimientos en ecología y de cara a la conservación de la biodiversidad de los territorios, se levantó la voz de alarma sobre su potencial papel como especie perjudicial para la autóctona cabra montés ( Capra pyrenaica) y la flora endémica. En algunos escritos llegó a ser calificada como especie invasora, pero en una de las dos acepciones utilizadas en la literatura científica: invasor equivalente a colonizador, no a perjudicial, pues de hecho no era posible afirmar esto último, ya que se carecía de datos empíricos que lo confirmaran. Sin embargo, un malentendido en esta acepción, y siguiendo el alarmismo ocasionado por su capacidad expansiva, aconsejaron a las autoridades su inclusión en el recién creado Catálogo Español de Especies Exóticas Invasoras en 2011, un listado de especies consideradas una amenaza para la diversidad biológica nativa en los ecosistemas en donde se han introducido.

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¿Imagináis un perfume hecho con bacterias que protege animales y plantas?

Las bacterias son capaces de producir volátiles, compuestos que por sus propiedades químicas se evaporan y propagan fácilmente, al igual que los ingredientes de los perfumes. La mezcla de volátiles emitidos por estos microorganismos en ocasiones llega a ser muy compleja, pudiendo contener compuestos cuya estructura es aún desconocida.

En los últimos años existe un interés creciente por desvelar cuál es la naturaleza y el papel biológico de estos compuestos microbianos. Se acumulan las pruebas que indican que los volátiles producidos por bacterias actúan a modo de lenguaje químico con el cual pueden comunicarse con otros microbios e incluso con organismos superiores. La principal ventaja de este modo de comunicación es que el mensaje puede llegar a receptores situados a gran distancia.

El efecto más reconocido de los volátiles bacterianos es el de promover el crecimiento de las plantas e incrementar su resistencia al ataque de patógenos, efectos que tienen aplicaciones obvias en el campo de la agricultura. Los volátiles bacterianos también pueden ser reconocidos por bacterias de la misma o distinta especie y provocar alteraciones en su comportamiento. Así, pueden alterar la movilidad bacteriana, la capacidad de formar comunidades adheridas a superficies o biopelículas, e incluso la capacidad de resistir antibióticos.

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¿Qué tienen en común el cerdo ibérico y el aceite de oliva?

El cerdo Ibérico, conocido por la calidad de sus productos (jamón, lomo, etc.), se caracteriza sin embargo por una baja productividad, por su lento ritmo de crecimiento y desarrollo limitado de sus músculos, y por presentar una gran capacidad para acumular grasa corporal cuando se compara con las razas porcinas convencionales, seleccionadas para obtener mayores tasas de crecimiento y de tejido muscular.

Estas características del porcino Ibérico, poco interesantes desde el punto de vista productivo, fueron en parte responsables de que estuviera a punto de desaparecer a partir de la segunda mitad del siglo pasado, cuando la prioridad en Europa era producir alimentos para una población que atravesaba duros momentos tras las guerras sufridas, y se buscaba producir de forma más rápida y eficiente. Sin duda fueron malos tiempos para esta raza que sólo unas décadas antes se extendía por buena parte de la península Ibérica.

Por suerte las cosas comenzaron a cambiar a finales de los 80. A partir de entonces se empezaron a superar los obstáculos de distinta naturaleza que impedían su desarrollo, y se tomó conciencia de aspectos que han sido claves para su recuperación, como el patrimonio genético que representa, el valor ambiental del entorno natural en el que se encuentra -las dehesas del sudoeste peninsular- , el valor social que supone la preservación de la raza para estas zonas rurales y, por supuesto, la excepcional calidad de sus productos. A estas características se unen otras que hoy tienen especial relevancia, como su mayor capacidad de adaptación al medio y rusticidad, aspectos esenciales en un medio ambiente cambiante y propenso a situaciones climáticas extremas.

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¿Condiciona la contaminación al lugar donde habitan los organismos?

Los estudios de impacto ambiental son cada vez más necesarios para conocer el impacto de la contaminación en los ecosistemas, debido a la magnitud de los cambios que éstos sufren como consecuencia de la contaminación. Aunque exista un gran esfuerzo en reducir los residuos industriales, agrícolas y urbanos, y que éstos no tengan un efecto negativo para los ecosistemas, el incremento de estas actividades, así como el aumento de la población, están produciendo una cantidad de residuos que en muchos casos llegan a los ecosistemas sin un adecuado tratamiento. Para controlar o registrar ese impacto, hay tres formas de abordar ese problema: la caracterización físico-química (que está enfocada en detectar las sustancias presentes en el medio y sus concentraciones), la evaluación biológica (que busca identificar las especies presentes y su abundancia) y la valoración ecotoxicológica (que se centra en evaluar la toxicidad de las sustancias sobre los organismos y los procesos de bioacumulación debido a la exposición).

En lo que se refiere a la evaluación ecotoxicológica, los estudios se hacen mediante la exposición forzada de los organismos a los contaminantes, lo que supone un continuo contacto de los organismos con las sustancias potencialmente tóxicas durante un periodo determinado de tiempo. A continuación, se verifican los efectos tóxicos que los organismos puedan sufrir, por medio de diferentes respuestas, como pueden ser las alteraciones fisiológicas, morfológicas, bioquímicas, genéticas, alteración de su comportamiento, así como evidencias de bioacumulación.

sasas

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El Instituto de Parasitología y Biomedicina López-Neyra cumple 75 años

A lo largo de este año, el Instituto de Parasitología y Biomedicina López-Neyra (IPBLN) de Granada está celebrando el 75 aniversario desde su creación como uno de los centros más antiguos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

En estos tres cuartos de siglo, el IPLBN ha sufrido una enorme y constante transformación a todos los niveles, incluyendo importantes cambios de denominaciones, temáticas y ubicaciones. De todos ellos, merecería la pena destacar tres acontecimientos históricos que han marcado significativamente la identidad del IPBLN y su evolución como centro de investigación del CSIC.

Creación del Instituto Nacional de Parasitología

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¿Por qué nadan las bacterias?

Bacterias con flagelos.

Las bacterias son organismos microscópicos responsables no solo de causar multitud de enfermedades en animales, plantas o humanos (bacterias patógenas), sino que también participan en numerosos procesos fundamentales para la vida. Así, múltiples bacterias beneficiosas participan en la digestión de nutrientes, en la promoción del crecimiento de plantas o en los ciclos biogeoquímicos de elementos esenciales como el carbono, oxígeno o nitrógeno. Sin embargo, no es tan conocida una habilidad que las bacterias comparten con los humanos y otros seres vivos: su capacidad para nadar.

Aproximadamente, la mitad de las bacterias saben nadar. Esta actividad la realizan mediante la rotación de uno o varios largos filamentos proteicos a modo de cola que se denominan flagelos. Los flagelos permanecen unidos a las bacterias a través de lo que se conoce como “motor flagelar”; una estructura compleja compuesta por al menos 50 proteínas diferentes e insertada en la periferia de la bacteria, la envoltura celular. A modo comparativo, la arquitectura del motor flagelar muestra similitudes con la de un motor eléctrico. Es decir, el motor flagelar está constituido por un anillo proteico denominado “estátor”, el cual presenta en su interior otro anillo que forma el “rotor” al cual está unido el flagelo. En su conjunto, el motor flagelar está propulsado por un gradiente de iones y la precisión de su engranaje permite que pueda girar a una velocidad de hasta 100.000 revoluciones por minuto. Sin embargo, este sistema presenta todavía un nivel superior de complejidad ya que el motor flagelar se encuentra asociado a un sofisticado mecanismo que permite orientar a la bacteria. Para ello, las bacterias poseen una serie de receptores extremadamente sensibles que posibilitan la detección de pequeñas concentraciones de compuestos de interés en su entorno; es decir, unos sensores muy especializados que se encuentran distribuidos por la envoltura celular de la bacteria. La detección de estos compuestos controla la actividad del motor flagelar y, en consecuencia, la dirección hacia donde la bacteria debe nadar; proceso denominado quimiotaxis.

Inicialmente se pensaba que los compuestos detectados eran básicamente “nutrientes” (en términos científicos, fuentes de carbono y nitrógeno). Sin embargo, más recientemente se ha descubierto la existencia de quimiotaxis frente compuestos que la bacteria no puede utilizar como nutrientes pero que, en cambio, le advierten de la presencia de otros organismos. Entre estos compuestos se encuentran, por ejemplo, hormonas de plantas y neurotransmisores humanos.   

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Dendrímeros... ¿no sabes qué son? ¡pues estamos rodeados!

El vocablo dendrímero proviene del griego, como muchas otras palabras en ciencia y tecnología. Surge de la unión de los términos dendro que significa árbol y méros que significa parte, porción o división. Las primeras estructuras de este tipo fueron sintetizadas en el laboratorio por el químico F. Vögtler en Alemania en el año 1978. Por tanto, este año se cumplen 40 años de investigación en el campo de los dendrímeros. En el primer artículo donde se describía su preparación, estos compuestos se definían como “arborescentes”, lo que ya indicaba su peculiar estructura, aunque no fue hasta principios de los años 80 cuando se acuñó el término dendrímero para definirlas.

Los químicos usualmente nos inspiramos en la naturaleza para crear nuevas entidades y el caso de los dendrímeros no ha sido una excepción. Si miramos a nuestro alrededor, estamos rodeados de estas estructuras dendriméricas de gran belleza, aunque no nos hayamos dado ni cuenta, o no lo relacionemos con los dendrímeros. Estas estructuras las podemos encontrar tanto a nivel macroscópico como microscópico. Como ejemplos podemos citar los árboles y sus raíces, los cristales de hielo, los rayos en las tormentas eléctricas, las conexiones neuronales a través de las dendritas, el complejo entramado de capilares sanguíneos, los bronquiolos en los pulmones dentro del sistema respiratorio, etc. Sabiendo que en la naturaleza todo tiene una justificación, más allá de la belleza que encierran dichas estructuras, la cuestión que surge es, ¿por qué la naturaleza utiliza sistemas tan complejos como son estas estructuras dendríticas?.

La respuesta es simple, este tipo de estructuras dendriméricas permiten optimizar al máximo el espacio para desarrollar una determinada función. Pensemos en el sistema sanguíneo, capaz de transportar oxígeno y de retirar CO2 de forma eficiente en cada una de los más de 37 billones de células de un ser humano. Para llevar a cabo este ímprobo esfuerzo, el sistema sanguíneo dispone de un complejo entramado de ramificaciones de tipo dendrítico que permite abordar este reto de forma excepcional.

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¿Epizoocoria o endozoocoria? He ahí la cuestión

En general, la gente está interesada en los ánades azulones, así como otros patos, sobre todo para alimentarlos en las charcas y estanques locales, observarlos en las reservas naturales o cazarlos. Sin embargo, ni botánicos ni ornitólogos han prestado demasiada atención a su importancia para la dispersión de semillas, centrándose, en cambio, en la relevancia de aves frugívoras se alimentan de frutos como los zorzales y otros pájaros cantores gracias a la endozoocoria.

La zoocoria es el proceso mediante el cual los animales son agentes dispersores de las plantas. El prefijo endo añade el factor de que el movimiento se produce cuando el animal ingiere las semillas o esporas, mientras que epi indicaría que dichos elementos se adhieren a la superficie del dispersor, como plumas, patas o picos. Un artículo nuevo muestra cuán importantes llegan a ser los ánades reales para una gran cantidad de plantas.

La recolección de excrementos de ánades azulones que migran en los humedales húngaros nos permitió recuperar semillas de 22 especies distintas. Dichas semillas habían sobrevivido al paso intestinal y, por ello, certificamos que pueden ser propagadas por endozoocoria como consecuencia de una digestión incompleta. Semillas de ocho especies diferentes han sido germinadas exitosamente en laboratorio, incluyendo a la espiga de agua ( Potamogeton pectinatus) o la castañuela ( Bolboschoenus maritimus).

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