Stefano Mancuso: "Las plantas llevan siglos engañándonos"

Este neurobiólogo italiano se ha propuesto que aprendamos a valorar la inteligencia del reino vegetal. En él, defiende, podemos encontrar la respuesta a muchas preguntas (urgentes).

STEFANO MANCUSO (Catanzaro, Italia, 1965) es uno de los divulgadores más revolucionarios e influyentes del reino vegetal. Director del Laboratorio Internacional de Neurobiología Vegetal de la Universidad de Florencia, ejerce de apasionado embajador de las plantas y se ha impuesto una importante misión: cambiar la percepción (equivocada) que tenemos de ellas. Porque son muchos, lamenta, quienes piensan que estos seres vivos son estúpidos e insensibles. Y nada más lejos de la realidad, reivindica. “Simplemente nos resulta muy difícil comprender lo que es una planta porque son demasiado diferentes a los animales”.

En su nuevo libro, El futuro es vegetal (Galaxia Gutenberg), Mancuso aporta múltiples razones para que aprendamos a mirar de otra forma al mundo verde. De hecho, él no duda en calificar a las plantas de inteligentes —aunque carezcan de cerebro— porque sus acciones demuestran que luchan por su supervivencia con planteamientos exquisitos. Practican el engaño. Y nos utilizan. En la Antigüedad, el centeno era considerado una mala hierba que acompañaba al trigo, el cereal predilecto de los agricultores. Así que la mala hierba decidió imitar el aspecto de las semillas de trigo para engañar a los humanos, que empezaron a tener dificultades para diferenciarlas. Como resultado, el centeno, transportado por el hombre, llegó a muchas más zonas desplazando incluso al trigo en los sitios de clima más duro. Y la máxima El enemigo de mi enemigo es mi amigo, dice Mancuso, “funciona con las plantas. Cuando una oruga empieza a comer un tomate, sus hojas producen moléculas que tienen un efecto llamada para los enemigos de la oruga”.

Según Mancuso, en el comportamiento vegetal podemos inspirarnos para encontrar soluciones a los retos que acechan a la humanidad. A su paso por Madrid, imposible ignorar que en España no llueve y la sequía es tan pertinaz que puede convertirse en el problema más grave a corto plazo. Sugiere que hay que tener más presente a las plantas. “Son capaces de dirigir el clima. La circulación atmosférica de las lluvias está controlada por los bosques ecuatoriales, así que poseen uno de los motores. Podemos estabilizar el clima. Podemos reducir las emisiones de dióxido de carbono, y reforestar. Los bosques nos ofrecen la única manera de reducir las emisiones”.

Y, sobre todo, el italiano cree que podemos y debemos cambiar nuestros hábitos. “Ahora usamos el 70% del agua en los cultivos, pero es insostenible. Necesitamos producir alimentos con menos agua”. En vez obtener la comida de cuatro o cinco tipos de plantas, hay miles de ellas que son cultivables y algunas requieren mucha menos agua, e incluso crecen con agua salada. Las plantas nos sugieren la forma de afrontar un futuro en el que no podremos derrochar el agua que hoy tan alegremente tiramos.

Fuente:

El País (Ciencia)

La rebelión de los tomates: Los mecanismos de defensa de las plantas

Al caer enfermos, notamos que nuestro cuerpo está mal. Nuestras defensas se activan y hacen todo lo que pueden para eliminar ese agente infeccioso que no nos permite actuar con normalidad. A su vez, nuestro organismo también se defiende ante otro tipo de ataques, como por ejemplo que nos salga una moradura en la zona en la que nos hemos dado un golpe, o que, al hacernos alguna herida, ésta sea capaz de cicatrizarse por sí sola.

Pero esto no es exclusivo del ser humano ni de los animales, ya que las plantas también tienen sus propios mecanismos de defensa. Cuando las plantas son atacadas o están “enfermas” debido a que han sido infectadas por algún patógeno o un virus, las plantas activan sus mecanismos de defensa y generan una serie de compuestos químicos y proteínas que se encargan de comunicarle al resto de la planta que algo no está yendo bien. Este cambio en los compuestos producidos por la planta es debido a que hay una serie de genes que se activan (o dejan de hacerlo) al notar la presencia de algún agente infeccioso, o al sentirse atacada cuando algún animal provoca alguna herida en la hoja.



Hay dos moléculas relacionadas con la defensa en plantas que debemos destacar: el ácido salicílico (SA) y el ácido gentísico (GA). Estas moléculas son precisamente las que actúan como señal cuando algo no va como debería, avisando al resto de la planta y provocando la activación de los genes de defensa. Además, se ha observado que la aplicación de estos compuestos puede ayudar a mejorar la resistencia de las plantas a diversas infecciones. Por ello, es importante estudiar el papel que tienen estas dos moléculas en la respuesta defensiva, siendo a ello a lo que nos dedicamos en el laboratorio.



En este laboratorio, estamos estudiando en especial un gen implicado en la defensa de tomate, que se expresa cuando se ha producido algún tipo de infección. Para ello, hemos transformado plantas de tomate provocando que este gen de defensa no se active. En este caso, estás plantas no acumularán la proteína de defensa proporcionada por este gen, por lo que serán más susceptibles ante cualquier ataque que las plantas normales.

Una vez obtenidas las plantas, nos centramos en estudiar qué cambios provoca la falta de este gen cuando la planta de tomate está siendo atacada y los comparamos con la planta sin modificar. Para ello, hemos sometido a las plantas a una serie de pruebas como, por ejemplo, la infección con una bacteria llamada Pseudomonas syringae o con el virus del bronceado del tomate (TSWV), una de las 10 virosis más importantes en tomate. También hemos alimentado las raíces de las plantas con una sustancia que se acumula en plantas enfermas.



Lo importante de este tipo de ensayos es que hay que coger muestra a horas determinadas. Es decir, las plantas van sufriendo una serie de cambios y lo que queremos ver es cómo se van produciendo esos cambios. Si cogemos muestra, que en nuestro caso serían hojas, al cabo de dos semanas y ya, entonces no veríamos nada importante. Por lo tanto, tenemos que ir cogiendo muestra a las 6, 10, 24 horas, por ejemplo, o incluso a los 6, 8, 15 días después de la infección, dependiendo del experimento. Además, este tipo de muestreo sería como sacar una foto, congelar la imagen y que la planta se quede como está para poder ver qué estaba sucediendo en ese momento en concreto. Para ello, colocamos las hojas (siempre la misma hoja de cada planta) en unos tubos especiales llamados falcon y las congelamos instantáneamente al sumergirlas en nitrógeno líquido. Una vez recogido todo lo que necesitamos, meteremos estas muestras previamente identificadas, en un congelador a -80ºC y así estarán listas para cuando queramos analizarlas.

A la hora de analizar, identificamos que genes han dejado de funcionar o cuáles se están expresando de forma distinta con respecto a las plantas normales, comprobando siempre que nuestro querido gen ya no se encuentra en las plantas transformadas, pero sí en las normales. También comprobamos qué diferencias se observan en los niveles de producción de compuestos relacionados con la defensa, ya que esa alteración puede provocar que las plantas sean más o menos resistentes, e identificamos qué está ocurriendo con las moléculas nombradas más arriba, el Ácido Gentísico y el Ácido Salicílico.
El objetivo principal de este proyecto es conocer más acerca del sistema defensivo de las plantas y poder contribuir a la obtención de plantas que sean más resistentes, como si fuesen capaces de rebelarse ante cualquier patógeno.

Fuente:

NAUKAS

Tips para estudiar y hackear todo tipo de exámenes (la ciencia viene en nuestro auxilio)

El sitio Wonder How To ha compilado en un infográfico nueve extraños tips para estudiar mejor para un examen o incluso para tener un mejor desempeño en la vida en general. No son los típicos tips y eso es lo que los hace interesante: son sobre todo hacks, técnicas nootrópicas y lecciones de expertos tricksters que sintetizan viejos conocimientos con una nueva perspectiva. Después del infográfico, una traducción, comentarios y dos tips extras: uno tomado del estudio Feeling the Future, del psicólogo Daryl Bem (cómo usar el futuro o la ilusión del tiempo para sacar mejores calificaciones), y el último de la mnemotecnia de Giordano Bruno.

1. El primer tip recomienda: “Masca chicle de un sabor específico mientras estudias; vuelve a masticar chicle del mismo sabor durante el examen, lo cual puede acarrear la memoria”. 

Este es probablemente el tip más importante, apoyado en la teoría de memoria que se conoce como “Memoria dependiente del estado”. Escribimos un artículo sobre este fascinante tema que muestra cómo una memoria está condicionada por el estado mental en el que encontraba cuando se formó esa memoria. Hay cosas que sólo recordamos cuando bebemos alcohol o cuando nos colocamos en cierta posición, oímos cierta música o estamos con cierta persona. Se puede aprender a utilizar estos detonadores de memoria a nuestro favor.    En inglés se dice “Neurons that fire together wire together”, un dicho popular entre neurocientíficos que sugiere que las neuronas que se activen de manera conjunta, en cierto momento, forman una relación duradera. Usar un cierto sabor de chicle, en esa acción de mascar, es una forma de activar y retrotraer la memoria, codificando una coordenada activa. Podríamos igualmente beber té verde cuando estudiamos y contestamos el examen (si nos lo permiten) u usar algún otros recurso similar.

2. “Haz la técnica del pomodoro. Coloca un reloj por 25 minutos para terminar una tarea específica. Tómate de tres a cinco minutos, descansa y repite. Después de cuatro sesiones de 25 minutos de estudio, toma un descanso largo”.

El método Pomodoro fue desarrollado por Francesco Cirillo para administrar el tiempo de manera más eficiente e incrementar la producción. Cirillo usaba un reloj en forma de tomate para marcar su ritmo en la universidad (de ahí el nombre).Esta técnica se sustenta en la teoría de que el ser humano funciona mejor en periodos cortos de gran concentración con intervalos de descanso. Aquí se pueden descargar apps gratuitas para utilizar este lifehack.

3. “Lee en voz alta al repasar una lectura en lugar de estar en silencio, esto te ayudará a retener la información”. 

Aquí la idea es utilizar una variación e involucrar al cuerpo, emplear el volumen como un mapa de visualización. Al leer en voz alta utilizamos la oralidad, una técnica de memoria ancestral –recordemos que antes de la escritura y luego de la imprenta, la memorización de largos textos era muy común. Leer en voz alta puede ser un acto de resonancia mórfica que abre el teatro de la memoria.

4. “Busca un video en YouTube acerca del tema que estudias, esto para obtener información en un formato diferente”. 

De nuevo una idea que busca ampliar la forma en la que atacamos un tema y absorbemos información, esta vez de manera visual. Dilo con manzanas. En una cultura preeminentemente visual estos nos ayuda a tener una comprensión general, más que aprender detalles.

5. “Come sushi. El pescado mejora el funcionamiento del cerebro. Las nueces, el chocolate amargo y las moras azules también son buenas opciones”. 

Este tip es es también uno de los más importantes y va más allá del “día del examen”, aunque también se puede puntualizar. Ciertos alimentos por su contenido de antioxidantes, Omega-3, aminoácidos y otras propiedades favorecen el funcionamiento cerebral sin tener efectos colaterales como ocurre con nootrópicos como el Adderall o la Ritalina. Algunos más benignos son los racetams. Para quien busque sólo lo natural, una buena opción es la bacopa, el goku kala y el ginkgo de  biloba, tres hierbas altamente estimadas en Oriente para estimular la memoria. 

El artículo completo en:

Pijama Surf

¿Llegaremos a producir tomates en Marte?

Que la agricultura es la base de nuestra existencia es algo que muchas veces olvidamos y relativizamos. Su importancia es crucial ya que es la base de la alimentación de la población humana. Por eso no es de extrañar que en los estudios centrados en viajes tripulados al espacio, la agricultura sea el principal sistema a optimizar, sobre todo si son viajes de larga duración. En este aspecto, los científicos consideran que conseguir implantar un sistema agrícola bajo las condiciones ambientales de Marte (gravedad de 0,38g, atmósfera compuesta por un 95,3% de CO2, 2,7% de N2, 1,6% de Ar y solo 0,13% de O2, rangos de temperatura de -120º a 20ºC y un 40% menos radiación solar), es el principal reto de este tipo de estudios.

http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2004/25feb_greenhouses/

Para eso, una agricultura basada en el sistema suelo-planta es la que presenta más ventajas con respecto a los sistemas hidropónicos y aeropónicos (estudiamos en la MIR soviética por los años 90 del pasado siglo), sobre todo porque se pueden usar para muchas cosas tales como reciclar agua, producir comida, secuestrar carbono en la atmósfera del vehículo espacial (en forma de  CO2), descomponer residuos orgánicos, e incluso producir  O2, de vital importancia para los viajes espaciales. 

Se sabe que a la hora de establecer un invernadero para cultivos a largo plazo de plantas de interés alimentario, la presión atmosférica, la temperatura, la composición y la convección de la atmósfera son variables factibles de controlar, con la excepción de la gravedad. Este factor puede ser uno de los más importantes que condiciona cualquier establecimiento de agricultura en el espacio. ¿Cómo puede afectar la baja gravedad a las propiedades físicas de un suelo?, ¿y a los procesos biogeoquímicos que se dan en él?, ¿cómo puede afectar al flujo de agua por el suelo, el cual es imprescindible para el transporte de nutrientes y de oxígeno a la rizosfera de la planta?

http://science.ksc.nasa.gov/biomed/marsdome/picture4.html

En estudios de cultivos de tomate, de momento sabemos que la gravedad marciana (0,38g) reduce la lixiviación de agua y consecuentemente, de nutrientes en el suelo del cultivo entorno al 90% con respecto a las condiciones de la Tierra. Se mejora la capacidad de retención hídrica, conservando más tiempo la humedad de los mismos y la concentración de nutrientes que favorecen el metabolismo de determinados grupos funcionales de microorganismos rizosféricos, llegando a aumentar su biomasa (densidad) entre un 5 y 10% con respecto a las condiciones terrícolas. Menos consumo de agua implica también un uso más preciso de fertilización con la consiguiente reducción de la misma. Se ha visto que al utilizar fertilización nitrogenada, se favorecen las emisiones de determinados gases procedentes de la desnitrificación (NO: +60%, N2O: +200% y N2: +1200%) y solo un 10% de  CO2. Aun así, el consumo de este tipo de fertilizantes se reduce enormemente con respecto a las tasas usadas en la agricultura terrestre y aumenta su eficiencia al producirse una disminución muy importante en su pérdida por lixiviación. 

Aunque estos datos son prometedores para producir tomates en Marte y nos indican que aparentemente algunas propiedades físicas de los suelos no se ven afectadas, así como el desarrollo de algunos procesos biogequímicos fundamentales para el cultivo de plantas (como es el caso del ciclo del nitrógeno), todavía hay que comprobar muchos aspectos. Por poner algunos ejemplos, es importante conocer como afecta la baja gravedad al proceso de capilaridad del suelo, al crecimiento de la planta en sí, a los ciclos de otros nutrientes esenciales para las plantas (fósforo, azufre, etc.). También a la actividad de los microorganismos sometidos a efectos prolongados de baja gravedad (incluidos patógenos tanto para humanos como para plantas) o si se puede usar suelo marciano para este tipo de agricultura, siendo este último un aspecto crucial. Y es que llevar suelo terrestre al espacio implica un gasto considerable en combustible y la posibilidad de que nosotros seamos causantes de la Panspermia.

Aún así, la agricultura del espacio es cada vez más factible...


La fuente:


Maggi, F., & Pallud, C. (2010). Martian base agriculture: The effect of low gravity on water flow, nutrient cycles, and microbial biomass dynamics Advances in Space Research, 46 (10), 1257-1265 DOI: 10.1016/j.asr.2010.07.012

Algunas misiones activas de la NASA en Marte:

- Mars Exploration Rover Opportunity 
- Mars Odyssey
- Mars Reconnaissance Orbiter
- Mars Science Laboratory Curiosity Rover

Web del proyecto Mars Greenhouse ( 1 y 2)

Fuente:

Compostando la Ciencia

La piel del tomate se transforma en plástico

Investigadores del Instituto de Ciencias Materiales de Sevilla (CSIC-US) y de la Universidad de Málaga (UMA) han creado un plástico biodegradable a partir de la piel de tomate con aplicaciones en el campo de la alimentación y salud.


Los científicos tomaron como referencia el componente principal de la epidermis de la piel de este fruto, un biopoliéster denominado cutina que constituye la matriz de la capa cuticular que recubre la superficie de las hojas, tallos no lignificados y frutos de las plantas superiores. La función principal de este biopolímero es preservar la pérdida de agua desde el interior celular y actuar como interfase entre la planta y el medio externo.

José Jesús Benítez Jiménez, responsable del proyecto, asegura que "la cutina se contempla como un producto biocompatible, biodegradable y no tóxico que la propia naturaleza emplea como capa protectora de frutos y hojas, y, por tanto, susceptible de ser adaptado artificialmente y empleado como material comercial para el envasado de alimentos".

El material plástico resultante es viscoelástico, con un grosor "a la carta" y de color anaranjado. Es inocuo y biodegradable y su durabilidad es la misma que la de la piel del fruto. "En la actualidad estamos realizando pruebas mecánicas, de resistencia, elasticidad, transparencia y opacidad", apunta Benítez. Además, la materia prima es gratis, puesto que son desechos de la industria alimentaria. Aunque la cutina es el material polimérico lipídico más abundante en la biosfera, y es conocido desde hace tiempo, su formación en las plantas a partir de los monómeros constituyentes no está bien descrita y se desconoce con exactitud cómo se ensamblan o unen químicamente entre sí para formar el biopoliéster.

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Muy Interesante

¿Producen electricidad las plantas?

Lunes, 19 de abril de 2010

¿Producen electricidad las plantas?

Desde hace tiempo se sabe que algunas plantas pueden producir señales eléctricas. Por ejemplo, los cambios de voltaje en las hojas de la mimosa, cuando alguien las toca, hacen que éstas se cierren.

En 1996, un grupo de investigadores de la Universidad de East Anglia, en Norwich (Reino Unido), registró actividad eléctrica en los brotes de las tomateras justo después de arrancarles las hojas. Esas señales eran más fuertes en el floema, el conducto que lleva la savia de las hojas al resto de la planta.

Mucho más recientemente, Frank Turano, un biólogo molecular del Departamento de Agricultura de EEUU, ha encontrado indicios de que las hojas envían señales eléctricas hacia la raíz y los brotes a través de canales iónicos para, por ejemplo, poner en marcha defensas químicas contra los insectos. Turano sospecha que, cuando ciertas proteínas de la planta detectan sustancias como el glutamato, envían señales eléctricas a lo largo del floema, cuyas células se conectan formando una estructura semejante a los nervios de los animales.

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