Aumentan la resistencia a la sequía de las plantas

Martes, 10 de noviembre de 2009

Aumentan la resistencia a la sequía de las plantas

"Es como una mano que recoge una pelota"

Es la metáfora que plantea El Páis de España:

De forma parecida a la adrenalina en los humanos, el acido abscísico (ABA) es la hormona del estrés en las plantas, la que circula por ellas y dicta la respuesta a situaciones como la sequía. Esto se sabía, pero no cómo funciona. La clave ha resultado estar en la estructura de una proteína llamada PYR1 y cómo interactúa con la hormona. Es como una mano que recoge una pelota, han hallado científicos del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) en Grenoble, Francia, y del Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (CSIC) en Valencia. El estudio, que se publica en la revista Nature, indica nuevos caminos para aumentar la resistencia de las plantas a la falta de agua.

En condiciones normales, unas proteínas llamadas PP2C cierran la ruta de ABA, pero cuando una planta está sometida a la sequía, aumenta la concentración de esta hormona del estrés en sus células y el bloqueo desaparece, lo que permite que la planta responda a la sequía. La respuesta consiste en activar y desactivar determinados genes, de forma que se disparan mecanismos para absorber y almacenar una mayor cantidad de agua, y disminuir la pérdida de agua. Estudios recientes habían señalado a una familia de 14 proteínas como posibles intermediarios entre ABA y PP2C, pero el mecanismo seguía siendo un misterio.

Al estudiar la estructura en tres dimensiones de PYR1, una de estas proteínas, con cristalografía de rayos X, los científicos, encabezados por José Antonio Márquez, de EMBL, y Pedro Luis Rodríguez, del CSIC, encontraron que la proteína tiene forma de mano. Cuando no está presente ABA, la mano está abierta, pero cuando si está, ABA se sitúa en el hueco de la mano, que se cierra como si cogiera una pelota. Esto permite que la otra molécula, PP2C, pueda situarse encima de los dedos cerrados.

De esta forma se confirma que esta familia de proteínas constituye los receptores más importantes de ABA y se muestra cómo empieza el proceso de respuesta al estrés. Al acoplarse a PYR1, ABA le hace secuestrar moléculas de PP2C, que así no están disponibles para bloquear la respuesta al estrés.

Tras 15 días sin agua, una planta de A. thaliana está seca (izquierda), pero las tratadas genéticamente para responder mejor a la hormona ABA (el resto) son más resistentes.

"Si las plantas se tratan con ABA antes de se produzca la sequía, están más preparadas y tienen más posibilidades de sobrevivir a la falta de agua", explica Rodríguez. "Hasta ahora el problema era que ABA es muy difícil y muy cara de producir", añade Márquez. "Gracias a lo que hemos descubierto a través de la biología estructural, sabemos con qué interactúa ABA y cómo lo hace, y esto puede ayudar a encontrar otras moléculas con el mismo efecto pero que puedan ser producidas y aplicadas más fácilmente". El estudio se ha hecho en la planta modelo Arabidopsis thaliana.

Así informó El Mundo (España):

Uno de los investigadores, junto a las plantas.|CSIC

• Los investigadores han descifrado la estructura de un receptor hormonal
• El trabajo permitirá desarrollar fertilizantes más eficaces

Un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas han descifrado la estructura del receptor de una hormona que puede aumentar la resistencia de los cultivos de plantas a las situaciones de sequía.

Así lo ha anunciado el investigador del CSIC, Pedro Rodríguez Egea, quien ha indicado que "el hallazgo permitirá desarrollar productos fitosanitarios más eficaces con moléculas sintéticas que mimeticen el efecto de la hormona ácido abscísico (ABA)".

Los investigadores han conseguido elucidar la estructura tridimensional (a nivel atómico) de uno de los receptores, denominado PYR1, de la ABA.

Esta hormona es clave para que las plantas afronten las situaciones de sequía, y los investigadores han conseguido describir cómo el receptor PYR1 interactúa con la fitohormona para desencadenar la respuesta de la planta al estrés hídrico.

El resultado, que aparece publicado en la versión on line de la revista'Nature', favorecerá el desarrollo de moléculas sintéticas que mimeticen el efecto del ABA, superando las limitaciones del uso de esta fitohormona en agricultura, dado que es sensible a la luz y su síntesis química resulta cara.

Con este trabajo se sientan las bases para identificar estas moléculas en el campo de la resistencia a la sequía.

Como ha explicado Pedro Rodríguez Egea, que ha participado en el estudio, "estos resultados permitirán en un futuro plantear abordajes fitosanitarios, mediante el diseño de moléculas sintéticas que activen el receptor para que la planta responda al estrés hídrico y puedan ser aplicadas mediante pulverización ante situaciones de sequía".

En estudios anteriores, el grupo liderado por el investigador del CSIC había participado en el descubrimiento de los receptores de la fitohormona ABA (14 miembros de una familia génica).

En esta investigación se ha trabajado con uno de los miembros de la familia, el receptor PYR1, del que se ha conseguido resolver su estructura atómica.

"Ello nos permite conocer las coordenadas atómicas del 'bolsillo' donde encaja la hormona. Con esta información estamos actualmente buscando moléculas sintéticas que encajen en esas coordenadas o espacio atómico (solamente aquellas que encajen activarán el receptor y desencadenarán la respuesta hormonal), ha indicado el investigador.

"Potencialmente, ha precisado, algunas de esas moléculas pueden ser agonistas sintéticos que activen la ruta de señalización de la hormona, para que la planta consiga resistir la sequía".

La investigación se ha desarrollado por el grupo de trabajo del CSIC dirigido por Pedro Rodríguez en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (CSIC-UPV) y por un equipo de investigadores liderado por José Antonio Márquez, en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL), con sede en Grenoble.

Fuentes:

El Mundo Ciencia

Levante

Mercado

El País

Unos 1.300 millones de personas vivirán graves sequías por el deshielo.
La ONU alerta de que el cambio climático fundirá los glaciares del Himalaya.

RAFAEL MÉNDEZ - Madrid - 05/06/2007

La Antártida.

Si la temperatura sube un grado centígrado, la cota de nieve en Los Alpes subirá 150 metros. Eso implica menos esquí, menos turismo y problemas de abastecimiento de agua. Si la situación en Los Alpes es inquietante, el deshielo del Himalaya debido al calentamiento será dramático y puede abocar a graves sequías a 1.300 millones de personas, según el Informe global sobre el hielo y la nieve que ayer publicó la oficina de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (UNEP). Los principales ríos de Asia se nutren de las nieves del Himalaya. Y sin nieve no habrá ríos. Click para agrandar la imagen.



Cuando un coche quema un litro de gasolina emite 2,4 kilos de dióxido de carbono. Este CO2 se acumula en la atmósfera durante siglos, retiene la radiación que emite la Tierra y calienta el planeta. Es el efecto invernadero. En los últimos 650.000 años la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera ha oscilado entre 200 y 280 partes por millón (ppm) y actualmente, tras un siglo de consumo masivo de combustibles fósiles, va por 379 ppm. Y subiendo.

Uno de los primeros resultados visibles del calentamiento es la pérdida de hielo, ya innegable, según el informe: "En las últimas décadas la cantidad de hielo y nieve, especialmente en el hemisferio norte, ha descendido sustancialmente, principalmente debido al cambio climático inducido por el hombre", arranca el informe. "La cubierta de nieve en el hemisferio norte ha descendido un 1,3% al año en las últimas cuatro décadas; el Ártico se ha calentado el doble que el resto del planeta; en las últimas tres décadas el hielo marino en el Ártico ha bajado un 8,9% cada diez años en septiembre".

El documento concluye que el deshielo trae "cambios drásticos en la disponibilidad de agua para el consumo y la agricultura, el aumento del nivel del mar afectará a las costas bajas y a zonas inundables. Un 40% de la población puede verse afectada, principalmente por la pérdida de hielo y los glaciares en las montañas de Asia", afirma UNEP.

El informe destaca que un aumento de entre uno y seis grados en el siglo XXI supondrá una pérdida de entre el "43% y el 81% de los glaciares del Himalaya". La incertidumbre es muy grande pero menor que la preocupación de pensar que el abastecimiento del 40% de la población mundial depende en verano del deshielo de estos glaciares. El río Indo recibe el 90% de su caudal del deshielo; los que salen de las montañas Tien Shan podrían desaparecer durante algunos meses del año.

En total, 516 millones de chinos; 526 millones de habitantes de China y Bangladesh y 178 personas en el norte de China y Pakistán pueden verse afectadas por la falta de agua en verano y por ciclos hidrológicos irregulares. "El resultado de la pérdida de los glaciares no es sólo una amenaza directa sino también un mayor riesgo de pobreza", afirma el texto.

El retroceso de los glaciares, la pérdida de hielo y la liberación de metano del permafrost se notará en todo el mundo, no sólo en las regiones polares. El director ejecutivo de UNEP, Achim Steiner, destacó: "El destino de las zonas nevadas y heladas en un mundo amenazado por el cambio climático debería preocupar en cada ministerio y cada sala de estar del mundo. Los descubrimientos del informe afectan tanto a la gente que vive en el polo como en los trópicos".

El hielo es muy bueno enfriando el planeta porque refleja la mayor parte de la radiación solar. Al fundirse deja lugar a una capa de tierra o de mar que absorbe más radiación solar, y, a su vez, calienta más el planeta y funde más hielo. Este círculo vicioso está ya en marcha en el Ártico y acelera el calentamiento en todo el globo. Además, la pérdida del hielo de los glaciares, y especialmente de Groenlandia, eleva el nivel del mar. El ritmo de subida es actualmente de tres milímetros al año y se está acelerando. Debido a estos círculos viciosos, el informe advierte de que el deshielo puede acelerarse bruscamente.

Por eso los inuit en Groenlandia han comenzado a matar a sus perros. La temporada de hielo es demasiado breve para ir en trineo y no es rentable alimentarlos. La ONU cita este caso como ejemplo de adaptación al calentamiento. Los esquimales son los primeros en notar los impactos del cambio climático. Pero no los que más lo sufrirán.

Fuentes:

El País - Sociedad

Cuatro millones de personas mueren cada año por enfermedades vinculadas al agua. Denuncia de la Cruz Roja.

• En África no funciona el 30% de los sistemas rurales de suministro de agua.
• Analizará la sequía en España en un foro del 17 al 20 de junio en Sevilla.

Una mujer africana recoge agua de un charco embarrado. (Foro: Cruz Roja)

Actualizado lunes 04/06/2007 15:18

MADRID.- Cada 15 segundos muere un niño de alguna enfermedad causada por la falta de acceso al agua potable, el saneamiento inadecuado o la higiene precaria. En total, casi cuatro millones de personas mueren cada año de enfermedades cuyo vector es el agua y en el mundo son más de 1.000 millones las que carecen de abastecimiento de agua básico.

Esta situación es especialmente acuciante en el continente africano, donde el 30% de los sistemas de suministro de agua en zonas rurales no funciona. En Asia, América Latina y el Caribe la cifra oscila enrtre el 4% y el 17%, respectivamente.

Por estas razones, 1.500 millones de personas sufren infecciones parasitarias debido a la excrementos humanos y los desechos sólidos que hay en el medio ambiente.

5.000 millones en días laborables

En términos económicos, las enfermedades relacionadas con la falta de higiene les cuestan a los países en desarrollo 5.000 millones de días de trabajo por año. Su impacto sanitario también es exagerado, ya que la mitad del número de camas de los hospitales del mundo en desarrollo está ocupada por víctimas del consumo de agua contaminada y deficiencias de saneamiento.

Para hacer frente a esta situación de 'crisis medioambiental’, y en virtud de su compromiso con los colectivos más vulnerables, Cruz Roja Española lleva a cabo numerosas medidas internas dirigidas a la racionalización y compromiso en el consumo y en el reciclaje.

La ONG también se ocupa de informar y sensibilizar a los escolares y a la población en general, a través de campañas sobre prácticas de consumo responsable, generación de residuos, emisiones de CO2 y buen uso del agua.

Contra el cambio climático

Además, elabora consejos preventivos sobre higiene y salud para hacer frente a las consecuencias del cambio climático entre las personas más vulnerables, apoya proyectos de recuperación y conservación de espacios naturales y, en situaciones de emergencia, cuenta con dispositivos especiales para abastacer a la población.

La respuesta de Cruz Roja Española ante los efectos del cambio climático y la falta de agua potable en el mundo se hará pública durante la celebración del Foro Internacional sobre la Sequía, que tendrá lugar en Sevilla entre los días 17 y 20 de junio.

El propósito de este encuentro es el de aunar esfuerzos a todos los niveles para encontrar formas efectivas de lucha contra la sequía. Dicho foro acogerá además la presentación del Informe La Sequía en España. El Foro buscará además una concienciación directa de la opinión pública: la conservación del agua es responsabilidad de todos los ciudadanos por igual.

El Mundo

Foro Internacional sobre la sequía

Prensa Latina

Ya saben como mitigarlos desbordes del Salado
Crean modelo matemático para predecir crecidas y sequías
19/03/2007

La UTN ideó para el gobierno provincial un modelo matemático e hidrológico que ayuda a contrarrestar los efectos de las crecidas y sequías en la Cuenca del Río Salado, una zona que genera la tercera parte de la producción total de granos y carne de la Argentina

Una vez más la investigación universitaria acerca soluciones para los problemas ambientales de la Argentina. Ahora un equipo de especialistas de la

Universidad Tecnológica Nacional (UTN) dio a conocer un modelo matemático e hidrológico que apunta a mitigar los efectos de las inundaciones y sequías en la Cuenca del río Salado, un área que abarca casi la mitad de la provincia de Buenos Aires.

Esta nueva solución que encontraron ingenieros de la Facultad Regional Avellaneda, a pedido del ministerio de Asuntos de Asuntos Agrarios bonaerense, acerca las claves para ejecutar en forma eficiente la planificación de obras sobre esta zona de unas 170 mil hectáreas y así evitar que sea afectada por desbordes y anomalías climáticas.

La idea es que con este modelo el Gobierno provincial pueda "disminuir la vulnerabilidad" de la región gracias a las herramientas científicas que dirán la mejor manera de encarar tareas de dragado del río, que de hecho ya comenzaron hace más de un año desde la desembocadura, en la Bahía de Samborombón.

La Cuenca del Salado es una zona estratégica para Buenos Aires: allí habitan más de un millón y medio de personas y en estas tierras deprimidas se genera entre el 25% y el 30% de la producción total nacional de carnes y granos, según dio a conocer un informe de la cartera liderada por el ministro Raúl Rivara.

De hecho, el propio funcionario presentó el modelo la semana pasada en la feria Expoagro que se realizó en Junín, donde nace el Salado. Con él estuvieron el director provincial de Saneamiento y Obras Hídricas, Daniel Corolli y los expertos de la UTN Avellaneda, Rubén Rodríguez, Pablo Bronstein y Ángel Menéndez.

Según expresó Rivara en el muestra más importante del campo, este método permitirá que las obras públicas eviten daños al sistema productivo al mismo tiempo que se garantizará la "generación de mejores condiciones para la inversión privada, al disminuir la vulnerabilidad regional, uno de los obstáculos que la limitan".

El nuevo aporte

El documento presentado resume doce meses de trabajo del equipo interdisciplinario en las áreas como hidrología, hidráulica aplicada, modelización matemática, ingeniería agronómica, climatología, recursos naturales y medio ambiente, información geográfica y hasta económica de la zona.

En este sentido la UTN planteó que la mitigación de los efectos de las inundaciones y las sequías en la provincia de Buenos Aires "no es de resolución sencilla, por cuanto las condiciones geomorfológicos del río Salado no lo hacen apto para transportar hacia el océano los excesos hídricos, especialmente en determinadas condiciones de saturación del subsuelo".

Al parecer, estos excesos potenciales alcanzarán su pico máximo, dice la UTN, cuando a los derrames extraordinarios originados en el noroeste se sumen los que podrían provenir de las provincias limítrofes y que llegan por escurrimiento libre y los de otras subcuencas que le entregarán sus aportes a lo largo de su curso, una vez construidas las obras de conducción proyectadas.

De esta manera, la universidad plantea que la capacidad natural de conducción del río tiene que ser ampliada a través de obras de dragado en el curso inferior del río, tal como ya realizó la dirección provincial de Saneamiento y Obras Hídricas, algo que los expertos calificaron como "la primera condición para la eficacia del sistema". Es decir que se empiece por la zona más crítica, donde la tierra es más baja.

Sin embargo, la UTN aseguró además que es necesario que las obras de dragado y canalización se efectúen hasta las mismas nacientes del río, de tal forma que se pueda cumplir estrictamente los protocolos ambientales internacionalmente aceptados.

Tal como dio a conocer la cartera de Rivara, "una vez garantizada la evacuación de los excedentes hídricos, puede enfocarse la planificación, la programación y la ejecución de las obras de mitigación de las inundaciones en las áreas productivas involucradas sobre bases firmes".

Por otro lado, se conoció que conjuntamente con las obras que se realizan para el manejo de las excedencias, se diseñan y construyen obras de control, que tienden a morigerar el efecto de las sequías y la evacuación de las aguas.

Aquí es donde juega su rol más destacado la modelación matemática ideada por la UTN, ya que integra, el clima, las condiciones de saturación del subsuelo, el tapiz vegetal de la tierra y la topografía regional, decisiva para proyectar la red de escurrimiento que habrá de ser construida en la búsqueda de desaguar al río Salado los excedentes hídricos.

Una pieza fundamental de este proceso lo constituye la elaboración del Modelo Digital del Terreno, lo que obliga a recurrir a la utilización del "radar satelital" que capta cuadrículas de 80 por 80 metros para establecer el "camino del agua" de forma secuencial y así diseñar al detalle la red óptima de escurrimiento.

Es decir que a partir de esta herramienta se podrá definir las pendientes, visualizar la morfología regional, los detalles de su relieve, los gradientes del terreno y, por cotejo con la simulación de su saturación, determinar con precisión los bajos.

Con el modelo digital del terreno y el examen de las inundaciones según la recurrencia de lluvias que aumentan las superficies anegadas se puede diseñar las obras que disminuyen la vulnerabilidad de las áreas productivas: la sistematización de cañadas, las obras de conducción y las de regulación.

Asimismo, se conoció que a la disminución del área afectada por las inundaciones se le agrega la posibilidad de determinar el tiempo en que permanecerá el agua, con lo cual la nueva modelización matemática-hidrológica genera un doble efecto.

Por último, la UTN preparó un plan de gestión de las obras, que contiene mecanismos de alarma, control y operación de la laguna de Mar Chiquita en función del monitoreo del estado hídrico de la cuenca, lo que permitirá anticipar sus consecuencias y poner en marcha la operación del sistema de obras.

Combinando el pronóstico de lluvias, la medición de la conducción de los canales y del estado de humedad de la cuenca y el porcentaje de áreas anegadas a través de información satelital, se ha establecido un sistema de señales que permite establecer anticipadamente las condiciones críticas. Este plan de contingencias posibilitará la operación, entre otras cosas, del sistema de compuertas.

Fuentes:

Universia.com

Campo Nova

Diario Hoy