20 ene 2012

Obtención de papel y cartón con la fibra de Pennisetum setaceum

Un grupo de investigadores de la Universidad de La Laguna que pertenecen al Programa Canario de Ecodiseño para el Desarrollo local sostenible (PROCEDER), trabajan en el diseño de una máquina que fabrique papel y cartón a partir de la fibra de especies invasoras como el Pennisetum setaceum. Dicha planta, de origen africano, tiene una alta eficiencia colonizadora y gran capacidad de propagación, por lo que está presente en todas las islas del archipiélago canario.

El grupo de investigación "Proceder" ha obtenido buenos resultados con fibras de Pennisetum, consiguiendo desarrollar un papel de calidad, muy agradable y bonito, para ser utilizado en embalaje. La linea de investigación para diseñar los productos a partir de esta especie, como hueveras, cajas de vino o contenedores, se llama: "Solución al residuo generado en la erradicación del Pennisetum setaceum bajo criterio de sostenibilidad".

El objetivo del programa es conseguir fabricar papel y productos de embalaje a partir de especies invasoras, con una maquina que sea móvil y se pueda trasladar a zonas rurales, para enseñar a los interesados a utilizarla en crear sus propios diseños.

Sería conveniente indicar que el alcance que se persigue con el programa "Proceder", en cuanto a la manipulación de esta u otra especie invasora, debe realizarse en consonancia con los planes de actuación diseñados para la comunidad autónoma de canarias. Según el Real Decreto 1628/2011, publicado en el BOE 298/2011, de 12 de diciembre, las especies exóticas invasoras constituyen una de las principales causas de pérdida de biodiversidad (comentado en este Blog). En el artículo 12.1 se faculta a las comunidades autónomas conjuntamente con el Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente (MARM), a elaborar estrategias de gestión, control y posible erradicación de dichas especies.

16 ene 2012

Cultivar Dunaliella: un potencial biotecnológico en canarias

El cultivo de microalgas es una actividad con niveles de producción relativamente limitados, por una serie de factores: una baja eficiencia fotosintética en condiciones de alta irradiación luminosa, en condiciones de cielo abierto son sensibles a variaciones de las condiciones ambientales, en sistemas cerrados (fotobiorreactores) la producción resulta costosa y compleja.

Dunaliella, es un género de microalgas muy estudiado para su cultivo en masa. Una especie de dicho género que particularmente destaca, es Dunaliella salina, capas de crecer en medios hipersalinos y que, además presenta contenidos altos de B-caroteno, un pigmento altamente demandado por la industria de la alimentación.

La producción de carotenoides en microalgas puede optimizarse variando la concentración salina, intensidad luminosa, temperatura y limitaciones de nutrientes. Para Gómez y González (2005), Dunaliella salina es un organismo fotosintético con una capacidad adaptativa ecofisiológica, única. En su ambiente natural, el crecimiento de esta microalga es óptimo a una temperatura de 21 ºC, sin embargo este no disminuyó cuando el rango varió entre 26 y 15 ºC. Sometida a diferentes tratamientos de irradiación (40 a 110 Mmol m-2 s-1), no afectó la producción de carotenos.

Uno de los nutrientes más importantes en el crecimiento de las microalgas, es el nitrógeno. Fimbres et. al. (2010) concluyen que en medios de cultivo limitantes en nitrógeno (entre 37,5 y 18,75 g N/L), la producción de biomasa seca por células de Dunaliella fue aumentando conforme disminuía la cantidad de nitrógeno en el medio de cultivo.

Canarias constituye un lugar ideal para el desarrollo a gran escala del cultivo de microalgas. En particular, cultivar Dunaliella es la mejor vía para iniciar dicha actividad en el archipiélago, por la posibilidad de asociar el cultivo de esta microalga a la explotación comercial de las salinas, considerando que ellas tienen un fuerte significado cultural y paisajistico en las islas (Mendoza, et. al. 2011).

Referencias.
  1. Mendoza, H. et. al. 2011. Desarrollo potencial de nuevas actividades económicas asociadas a la biotecnología en canarias. 61 p.  pdf.
  2. Fimbres, D. et. al. 2010. Crecimiento y biomasa de Dunaliella sp. cultivada en medios limitantes en nitrógeno. Biotecnia. 12(3). 58-66 pp.  pdf.
  3. Gómez, P. and M. González. 2005. The effect of temperature and irradiance on the growth and carotegenic capacity of seven strains of Dunaliella salina (Chlorophyta) cultivated under laboratory conditions. Biol. Res. 38: 151-162.  pdf

10 ene 2012

¿Se puede obtener un mayor rendimiento en tomate?

Un trabajo de investigación desarrollado en el Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL), en EE UU y publicado recientemente en Proceeding of the National Academy of Science (PNAS), revela la existencia de un mecanismo molecular que regula la ramificación de la planta de tomate. Este "reloj biológico de maduración" puede manipularse in vitro para obtener una mayor producción, al aumentar el número de ramas y variar el número de flores y frutos.

El estudio realizado indica que el llamado "reloj de maduración", determina el número de ramas que pueden producir flores (inflorescencia). Por otra parte, han descubierto que "retrasando dicho reloj", consiguen una mayor ramificación en las inflorescencias, lo cual provoca un mayor número de flores y por tanto de frutos.

¿Cómo se explica esto?. Cuando una planta de tomate está preparada para florecer, deja de producir hojas y comienza a desarrollar flores. En la investigación se ha podido comprobar que los meristemos apicales de las yemas foliares (tejidos responsables del crecimiento vegetativo) se transforman en meristemos de inflorescencia, con diferencias: se ha observado en especies silvestres (Solanum peruvianum) que se produce una única rama con pocas flores, en cambio, otras especies generan docenas de ramas con cientos de flores.

¿Se puede ajustar el "reloj de maduración"?. Una alta ramificación se explica como el resultado de un retraso en la maduración de los meristemos, que provoca un mayor crecimiento de ramas. Pero lo deseable es un equilibrio, entre una rama o varias, porque la ramificación supone un mayor gasto de energía que va a repercutir luego en el paso de flores a frutos.

Lo ideal es, una vez descubierto los genes que definen el "reloj de maduración", poder sincronizarlos para obtener una altura de ramificación deseada, como se ha observado en esta investigación en especies silvestres. Para describir la actividad de los genes que intervienen en este proceso, se ha empleado un enfoque de biología de sistemas y tecnología de nueva generación de secuenciación, para capturar la actividad de todos los genes en el genoma de las células madres (meristemas) de tres variedades de tomate, cada una con diferente arquitectura de ramificación, en cinco etapas diferentes de maduración.

En esta investigación, se identificaron alrededor de 4.000 genes que representan el "reloj de maduración". Después, se comparó el mecanismo de una variedad mutada que produce una alta ramificación, con el de una planta de tomate silvestre (S. peruvianum) que produce pocas ramas. Hay que señalar que cuando una planta está lista para florecer, los meristemos apicales dejan de producir hojas y comienzan a producir flores mediante su transformación en meristemas de inflorescencia.

Dependiendo de la variedad de tomate, los meristemas de inflorescencia pueden producir sólo una rama con pocas flores en zig-zag (patrón común) o varias ramas con docenas de flores. Los resultados demuestran que los parientes silvestres del tomate han evolucionado para retrasar ligeramente la maduración, lo que conduce a que desarrollen tan sólo unas pocas ramas, y que dupliquen el número de flores y frutos en comparación con lo que normalmente se encuentra en los tomates cultivados comercialmente. En cuanto al alcance de estos resultados, ahora se tiene una lista de genes que modifican el "reloj de maduración" y en una fase posterior, se podrían emplear para producir una planta de tomate comercial con un crecimiento similar a las plantas silvestres.

Referencia.
Ju Park, S. et. al. 2011. Rate of meristem maturation determines inflorescence architecture in tomato.  PNAS. 108(52).    Abstract.      pdf.

7 ene 2012

Conoce el Jaramago

En las Islas Canarias, a la especie Raphanus raphanistrum L. se le conoce por el nombre común de Jaramago. Esta planta la podemos encontrar como hierba en campos de cultivo abandonados y en bordes de caminos y carreteras de zonas de medianía. ¿Pero que tanto conocemos de él?.

Botánica.
Pertenece a la familia Brassicaceae (Cruciferae) y es originaria de Europa meridional. Es una planta anual, herbácea, con raíz fibrosa y axonomorfa. Tallos de 15 a 80 cm, erectos. Racimos con 10-30 flores. Hojas pecioladas, híspidas. Más detalles.

Agroecología.
Es un planta que vive en condiciones de suelo, pobres en nutrientes (valores bajos en CIC, fósforo y materia orgánica), pH < 7 y porcentaje de arena alto (3). También se le atribuye que concentra el boro (B) y manganeso (Mn) e indica su falta de disponibilidad en el suelo.

Se comporta como planta invasora en zonas de cultivo. Por esta razón en España y Australia, se ha estudiado el uso de métodos químicos para su control (2) (1).

Los tejidos vegetales del Jaramago contienen ciertas sustancias que constituyen un sistema de defensa natural. Dichas sustancias alelopáticas son compuestos moleculares que actúan produciendo diversos efectos  en insectos y plantas (4)..

Gastronomía.
Se utiliza como base en la elaboración de una popular comida, el Potaje de Jaramagos. Para ello, antes debemos limpiar los Jaramagos con abundante agua limpia, luego las hojas se separan de los tallos y se ponen a hervir en un caldero para quitarle el amargor. Cuando haya hervido, se escurre y luego se añade las hojas al resto de los ingredientes.

Referencias.
(1) Best management practices for dryland cropping systems. pdf.
(2) Busqué, J. y S. Méndez. 2005. Efecto de distintos herbicidas sobre la vegetación de prados invadidos por rabanillo. XLV Reunión científica de la S.E.E.P. Gijón, España. pp. 593-600. pdf.
(3) Cano-Ortiz, A. et.al. 2005. Primera aproximación al conocimiento de los pastizales como bioindicadores edáficos en el olivar. XLV Reunión científica de la S.E.E.P. Gijón, España. pp. 853-859.  pdf.
(4) Dorneles, A. y L. Hernandez. 2008. Interferencia alelopática de Raphanus raphanistrum sobre la germinación de Lactuca sativa y Solanum lycopersicon. Cienc. Rural. 38(4): 949-953 pp.  pdf.

4 ene 2012

El "lobo" de la abeja negra canaria

En las Islas Canarias, el número de explotaciones dedicadas a la apicultura no superan las 976, con alrededor de 1.000 personas desarrollando el oficio como aficionado o profesional. Este significativo número de apicultores atiende un total de 25.638 colmenas, las cuales producen 423.336 kg de miel al año (una media de 15 kg/colmena-año).

Existe una raza autóctona, la abeja negra canaria (Apis mellifera). Dicha raza hace unos 200 mil años se separó de un tronco común que la emparentaba con la abeja africana, por lo que ha desarrollado unas características genéticas que la hacen única, siendo objeto de investigaciones (2), (3), (4) y (5). Recientemente se ha encuentrado en estas abejas, algunas hibridaciones con abejas traídas de la península y con razas propias de zonas de Marruecos. Por tal motivo, se han iniciando acciones para eliminar las hibridaciones y seleccionar una abeja con alto grado de pureza (6). En este sentido, la Orden de 6 de abril de 2001 publicada en el BOC 49/2001 del 20 de abril, establece medidas de protección para la conservación, recuperación y selección de la abeja negra canaria, con la prohibición expresa de explotar en las islas de La Palma, Lanzarote y Fuerteventura, abejas que no pertenezcan a la raza autóctona. Esto es debido a que en dichas islas existe una menor hibridación.

Actualmente existe una gran amenaza para esta raza de abejas. Desde el otoño de 2009, la población de abejas negra canaria está disminuyendo de manera drástica, entre otros factores por los ataques del llamado Lobo de las abejas. Este insecto tiene su hábitat natural entre China, norte de la India e Indonesia. En europa se introdujo por Francia y de allí llegó a España a través del País Vasco y Cataluña.

El Lobo de las abejas o "Abeja lobo" comúnmente llamada, especie Philanthus triangulum, es una avispa (Insecto del orden Hymenoptera) de un tamaño de 10 mm en machos y de 12 a 18 mm en las hembras. Un elemento distintivo son las antenas, que en esta especie es negra en toda su extensión, ensanchándose al final. Es curioso, pero en la Abeja lobo, los machos se alimentan del nectar y polen de las flores silvestres, mientras que las hembras se dedican a la caza de abejas. La avispa excava sus nidos en la arena y estos contienen diferentes cámaras, en cada una van almacenando de tres a seis abejas negra canaria en estado inmovilizado. En dichas cámaras hay un huevo de la avispa, del que saldrá una larva que se alimentará de la abeja. Por otra parte, dado que las condiciones del nido son húmedas, existe el riesgo de que organismos patógenos infecten la larva, lo que ocasionaría su muerte. Para evitar esto, la Abeja lobo libera una sustancia de unas glándulas que tiene en las antenas, que contiene bacterias simbioticas del género Streptomyces con las que recubre el nido. Estas bacterias luego pasan a la larva y de esta al capullo, reduciendo el riesgo de infección por hongos y protegiendo a la larva. Cuando la larva está a punto de transformarse en pupa, impregna el hilo de seda del capullo con estas bacterias. 

La Abeja lobo, caza en el territorio de recolección de polen de la abeja negra canaria, a la que identifica por medio de la vista y del sentido del olfato localizado en sus antenas. Cuando ataca a la abeja, la sujeta entre sus patas y la aguijonea debajo de su maxilar. inmovilizándola. Después la presiona contra su cuerpo obligándola a expulsar su néctar, el cuál lame. Luego la coloca en "posición de transporte": invertida debajo de la avispa y sostenida por medio de las patas, para llevarla hasta el nido.

En su hábitat natural, la actividad de la Abeja lobo decrece a finales de agosto y poco después muere. En su ciclo de vida, las larvas de la avispa se alimentan en el nido con abeja melífera, durante el otoño e invierno. Las pupas que están en el nido, enterrado en la arena, despiertan de su letargo invernal en julio (verano) y una vez que se transforman en avispas, trabajan a plena actividad en días soleados y secos hasta finales de agosto, completando su ciclo. Por el contrario, en canarias estas avispas han encontrado unas condiciones climáticas favorables, que hacen posible que el ciclo de vida haya cambiado y por tal motivo, se han observado ataques a la abeja negra canaria en pleno otoño.

No todo es malo.
Kroiss, J. et. al.(2010) han demostrado que la bacteria (Streptomyces) ayuda a la Abeja lobo a librarse de infecciones. Los científicos creen que el estudio de la relación entre esta avispa y la bacteria puede conducir al desarrollo de nuevas drogas para los humanos.

Referencias:
(1) BOC 49/2001 del 20 de abril. Abeja negra canaria, medidas especiales.  pdf.
(2) Padilla, F. et.al. 1997. Estudio biométrico de las abejas domésticas de la isla de La Palma. Arch. Zootec. 46: 21-30 pp.  pdf.
(3) Padilla, F. et.al. 1998. Estudio morfológico de abejas melíferas del archipiélago canario. Arch. Zootec. 47: 451-459 pp.  pdf.
(4) Padilla, F. et.al. 2001. Estudio biométrico de la abeja melífera de la isla de La Palma del archipiélago canario. Zool. Baetica 12: 23-35 pp.  pdf.
(5) Padilla, F. y R. Hernández. 2004. Estudio de las relaciones morfológicas existentes en las abejas domésticas de las Islas Canarias. Arch. Lat. Prod. Anim. 12(4): 7-11 pp.  pdf.
(6) Gracia, A y R. Sara. 2010. La reconquista de la abeja reina canaria. Diario La Opinión de Tenerife.  07/06/2010.
(7) Kroiss, J. et.al. 2010. Symbiotic streptomycetes provide antibiotic combination prophylaxis for wasp offspring. Nature Chemical Biology. 6(4): 261-263 pp.  Abstract.  pdf.