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12 de diciembre de 2017
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Ráfagas

No. 198

Cultivos que se adaptan a los cambios del clima

Los frijoles son la base de la alimentación de más de 400 millones de personas en América Latina y África. Esta planta, que se originó en tierras altas y frías de América, es particularmente sensible al calor, por lo que las regiones aptas para su cultivo podrían disminuir en más del 50% para el año 2050 como consecuencia del calentamiento global.

Preocupados por el impacto que tendrá en la vida de millones de personas, que al escasear su fuente de alimentación principal se verían forzadas a abandonar sus tierras y migrar a sitios marginales en zonas urbanas, unos investigadores del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) dirigidos por Stephen Beebe, en Cali, Colombia, estudiaron más de 1 000 variedades de frijoles resguardadas en bancos de semillas con el objetivo de encontrar las que se pudieran adaptar a condiciones de temperatura extremas.

Por lo general el rendimiento del frijol empieza a disminuir cuando la temperatura supera los 18 o 19 °C durante la noche, que es cuando las plantas de frijol florecen y se polinizan. El exceso de calor dificulta la producción de semillas y el crecimiento normal de la planta.

Beebe y sus colegas plantaron ejemplares de las 1 000 variedades del frijol en dos sitios con altas temperaturas: en planicies costeras del norte de Colombia y en campos experimentales de la Universidad de Tolima, al suroeste de Bogotá. Durante el estudio la temperatura en la noche nunca bajó de los 23 ºC.

Las mejores variedades fueron resultado de cruzas entre el frijol común, Phaseolus vulgaris, ampliamente cultivado, y un especie menos conocida, el frijol tépari, Phaseolus acutifolius, que crece en el norte de México y el sureste de Estados Unidos. Esta planta da frijoles pequeños y no es muy resistente a las plagas, pero sí a la falta de agua y el exceso de calor. Los investigadores revisaron las vainas para asegurarse de que había ocurrido la polinización. Solamente 30 variedades pasaron esta prueba.

La viabilidad del polen (una medida de la capacidad de reproducirse) en las seis variedades que obtuvieron los mejores resultados fue del 64%, en tanto en las variedades susceptibles al calor fue del 20%. Los resultados de esta investigación fueron presentados a finales de marzo en Adís Abeba, Etiopía, en la reunión del Grupo Consultivo para la Investigación Internacional en Agricultura (CGIAR, por sus siglas en inglés), alianza mundial que reúne a organizaciones comprometidas con la investigación sobre nutrición y salud humanas.

PET para salvar árboles

México produce 70 000 toneladas de papel al año, para lo cual se talan cerca de 1 400 000 árboles y se utilizan millones de litros de agua y productos muy contaminantes como el cloro. Cerca del 33% del papel se utiliza en la edición de libros y cuadernos, el 25% para envolturas y el resto para producir papel higiénico y envases de alimentos.

Buscando reducir los costos de producción y el impacto negativo en el medio ambiente, un grupo de emprendedores del Estado de México desarrolló una nueva tecnología que utiliza como materias primas botellas de PET (politereftalato de etileno, un tipo de plástico), carbonato de calcio y piedras, para producir papel mineral, o petapel, que se degrada con el sol y elimina el uso de agua y cloro. El carbonato de calcio es muy abundante en la naturaleza; el mármol y la piedra caliza son las dos fuentes más conocidas.

Este proceso de producción es más barato y utiliza botellas de PET, que contaminan buena parte de los ríos y océanos del planeta. Con 235 kilos de pellets o pelotitas de PET se produce una tonelada de papel mineral.

Antes de la conversión del PET en papel es necesario convertir las botellas de plástico recicladas en pellets. Luego se mezclan con carbonato de calcio y el producto se funde a más de 100 ºC.

El papel mineral o papel piedra, como también se le conoce, cumple las normas para fabricar libros, cajas y papelería en general. Es más resistente que el papel normal, es impermeable y se degrada en seis meses en presencia del sol. En países como España y Taiwán ya existen empresas que elaboran petapel en procesos similares, pero el sistema desarrollado por Adrián Nava y Érick Zamudio es cuatro veces más barato. Para consolidar el proyecto los empresarios fundaron la compañía Cronology en el municipio de Ecatepec, al norte de la Ciudad de México.

La sensibilidad de las ratas

Las ratas y ratones que sienten dolor hacen expresiones faciales tan similares a las de los humanos, que hace unos años, un grupo de investigadores desarrolló una escala de muecas en roedores que les ayudaba a evaluar el nivel de dolor del animal con sólo verle la cara. Pero los científicos no sabían si otros roedores entendían dichas expresiones o si éstas eran reacciones fisiológicas sin significado.

En 2006 Jeffrey Mogil, de la Universidad McGill de Montreal, Canadá, descubrió que los ratones sí experimentan angustia cuando ven sufrir a otro ratón, fenómeno conocido como contagio emocional y recientemente Satoshi Nakashima, de los Laboratorios de Ciencias de la Comunicación en Kanagawa, Japón, decidió ver si los roedores podían diferenciar las expresiones de otros roedores en fotografías.

Nakashima y su equipo fotografiaron a las ratas de laboratorio en una posición normal; después tomaron fotografías mientras recibían descargas eléctricas en las patas. En estas imágenes las ratas tienen el cuerpo tenso y la mueca de dolor ya conocida. Posteriormente Nakashima modificó las imágenes desdibujando la cara, el cuerpo, o todo el animal para que se vieran fuera de foco. Y por último construyó una caja con tres compartimentos donde colocó las distintas fotos de ratas con muecas de dolor, con el cuerpo o la cara desdibujadas y en posición neutral. Luego los investigadores pusieron en las cajas por separado 104 ratas que nunca habían sido utilizadas en ningún experimento y dejaron que exploraran el espacio libremente durante 10 minutos.

Observaron que las ratas nunca se quedaban en el cuarto donde estaba la imagen de la rata con la mueca de dolor, preferían deambular por el compartimento que tenía las imágenes de la rata en posiciones neutrales, lo cual sugiere que podían leer las emociones en la fotografía. Pero no reaccionaron a las imágenes modificadas, aún las que tenían la cara de dolor en foco. Aparentemente el cuerpo también transmite información relevante y para poder interpretar la imagen las ratas necesitan ver el cuerpo completo. Los resultados se publicaron en la revista Royal Society Open Science en marzo.

Es probable que los resultados de esta investigación, que indica que las ratas pueden leer la cara de otra rata y descifrar su estado de ánimo, incluso en imágenes de dos dimensiones, vuelva a plantear el problema ético del uso de animales en experimentos de laboratorio.

Consecuencias del calentamiento global

Un equipo de científicos de la Universidad del Sur de California, dirigido por Donal Manahan, encontró la manera de medir el costo invisible que pagan las especies para adaptarse y sobrevivir en un ambiente que se ha modificado como consecuencia del cambio climático, por ejemplo el aumento en la temperatura y acidez de los océanos.

Los investigadores elevaron la concentración de dióxido de carbono hasta el nivel que se prevé para finales del siglo en el agua donde vivía una especie que utilizaron como modelo, el erizo de mar, y demostraron que se duplicó la cantidad de energía metabólica que gastaban los erizos en la síntesis de proteínas, la función más básica necesaria para mantenerse vivo.

La energía metabólica podría compararse con el presupuesto indispensable para mantener una casa. El costo de la síntesis de proteínas es como el de la renta: si ésta se eleva continuamente sin que se incremente el presupuesto, cada vez se estará más cerca de una crisis.

Un organismo vivo se regenera constantemente creando nuevas proteínas en las células y consumiendo ATP, o adenosín trifosfato, molécula que es la principal fuente de energía de la mayoría de las funciones celulares.

Los científicos encontraron que en circunstancias normales el erizo gastaba el 40% de su energía en la síntesis de proteínas y en mantener una condición de equilibrio interno. En las condiciones ambientales previstas para el final de este siglo (en un cálculo conservador) por el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), los erizos de mar gastarían el 84% de su energía metabólica en estos dos procesos.

Realizar estos cálculos les llevó a los investigadores más de dos años de trabajo. Pusieron millones de embriones y larvas microscópicas de erizo de mar en varios recipientes de cultivo de 200 litros de agua de mar y mediante trazadores radiactivos (compuestos con átomos radioactivos que pueden ser detectados desde fuera cuando entran en el organismo) pudieron calcular la cantidad de proteínas que se estaban sintetizando y las moléculas de ATP que se utilizaban en el proceso.

Manahan aseguró que le sorprendió lo eficientes que pueden ser los organismos en ocultar el estrés ambiental en la que viven y lo cerca que pueden estar de morir sin que muestren señales externas que podamos detectar. Los resultados de esta investigación se publicaron en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences en marzo.

Ejercicio y salud

Determinar con precisión los efectos del ejercicio en la mente y el cuerpo es complicado por las variables que es necesario tomar en cuenta. La mayoría de los estudios no han podido demostrar que el ejercicio provoque cambios en el estado de salud de una persona, sólo que los que practican algún deporte tienden a ser más saludables que los que no. Para probarlo, es necesario llevar a cabo estudios donde un grupo haga ejercicio y otro no. Pero aún así, no es posible controlar la genética ni el ambiente familiar de los participantes y por eso realizar estudios en gemelos idénticos es muy valioso, ya que ellos comparten la información genética y tienen una historia común.

Se han realizado estudios en gemelos idénticos pero de estilos de vida diferentes. Estos estudios demostraron que la salud de los sedentarios fue más deficiente. Incluso se reportaron casos de muertes prematuras en este grupo. Pero no se habían hecho este tipo de estudios comparativos en gemelos jóvenes. Con este objetivo, investigadores de la Universidad de Jyväskylä, Finlandia, recurrieron a la base de datos llamada FinnTwin 16, que contiene información sobre la salud de gemelos idénticos a los que se les ha seguido la pista desde que tenían 16 años de edad.

Los investigadores buscaron hermanos de entre 20 y 25 años y que tuvieran hábitos de ejercicio muy distintos, lo que resultó complicado, porque por lo general los participantes mantenían las rutinas de ejercicio que habían aprendido de niños.

Finalmente localizaron a 10 pares de gemelos idénticos en los que un hermano se ejercitaba regularmente y el otro no. Las diferencias de estilo de vida no tenían más de tres años. Los científicos invitaron a los gemelos a los laboratorios de la universidad y les hicieron estudios para determinar su condición física y estado salud.

Los hombres sedentarios tuvieron menor resistencia física, un porcentaje de grasa corporal mayor y algunas señales de resistencia a la insulina, que es un indicador de la probable aparición de problemas metabólicos.

Los gemelos tenían dietas muy similares independientemente de sus rutinas de ejercicio, lo que permitió descartar que la comida contribuyera significativamente a las diferencias de salud. Los gemelos más atléticos tenían más materia gris que los sedentarios, especialmente en las áreas del cerebro que participan en el control motor y la coordinación. Estas diferencias se desarrollaron en lapsos breves, lo que subraya el efecto que tiene a corto plazo el ejercicio (o el dejar de hacerlo) en la salud, según el director de la investigación, Urho Kujala. Los resultados fueron publicados en la revista Medicine & Science in Sports & Exercise del mes de marzo.

 

Martha Duhne

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