Crean superespinaca que detecta explosivos

Foto C. Daniloff/MIT

Foto C. Daniloff/MIT

La espinaca ya no es solo el superalimento que proporciona energía extra a Popeye el bueno. No. Viene ahora con un ingrediente adicional, el más extraño que se pudiera imaginar: puede detectar explosivos e informarlo.

Es la más novedosa demostración de sistemas de ingeniería electrónica aplicada a plantas, lo que científicos llaman nanobiónica de plantas.

La meta de esta rama “es introducir nanopartículas en la planta para darle funciones no nativas”, en palabras de Michael Strano, profesor del MIT y líder del equipo de investigación.

En el caso que nos ocupa, las espinacas fueron diseñadas para detectar compuestos químicos conocidos como nitroaromáticos, que con frecuencia se usan en minas antipersona y explosivos. Cuando uno de estos químicos está en el agua del suelo, que toma la planta,los nanotubos insertados en las hojas emiten señales fluorescentes que pueden ser leídas por una cámara de infrarrojo, que puede estar ligada a un pequeño computador parecido a un celular inteligente, que envía un correo a la persona.

Es una novedosa demostración de cómo franqueamos la barrera de comunicación planta-humano”, según Strano, quien cree que el poder de la planta podría ser equipado para advertir sobre contaminantes y condiciones ambientales como sequía.

El avance fue presentado en Nature Materials.

Hace dos años, en una primera demostración, Strano y su entonces estudiante Juan Pablo Giraldo usaron nanopartículas para aumentar la capacidad de fotosíntesis de la planta y convertirla en sensor del óxido nítrico, contaminante derivado de la combustión.

Como las plantas toman tanta información de sus alrededores, son ideales para monitorear el ambiente, explicó Strano.

Son buenos analistas químicos. Tienen una extensa red de raíces en el suelo y están constantemente examinando el agua, y tienen el poder de transportarla a sus hojas”.

Bacterias e insectos se unen contra insecticidas

Por algo son animales tan exitosos. Sí. En un sorprendente hallazgo se detectó que insectos comenzaron a unirse con bacterias para protegerse contra químicos.

Lo que se convierte en una dieta desintoxicante es el primer ejemplo conocido de una relación simbiótica que provee resistencia a los insecticidas, reportaron científicos en Proceedings of the National Academy of Sciences.

“Se ha creído que mecanismos de resistencia a insecticidas están codificados en los genomas de los insectos”, explicó Yoshitomo Kikuchi, microbiólogo del National Institute of Advanced Industrial Science and Technology en Hokkaido, Japón. “Nuestros hallazgos controvierten el sentido común”.

Kikuchi y colegas trataron puntos del suelo con fenitrothion, un insecticida barato empleado en todo el mundo. La bacteria Burkholderia, que puede desarmar el pesticida y romperlo por el carbono, florece en el mugre.

Los microbios come insecticidas también progresan dentro de los insectos de leguminosas, los Riptortus pedestris, expuestos en semilleros en esos puntos en los que se alimentaban de las bacterias puestas por los investigadores.

Se cree que cada insecto tiene unos 100 millones de células de Bukholderia en su intestino. En respuesta por proveerles un sitio cómodo para vivir, los insectos infectados adquirían una nueva tolerancia al pesticida en laboratorio. La mayoría sobrevivió a dosis de fenitrothion, que mataba en solo 5 días al 80% o más de los insectos sin bacterias.

Algunos investigadores creen que esta ruta de resistencia se podría diseminar con rapidez en los campos agrícolas. La resistencia a insecticidas evoluciona por lo general con lentitud a medida que cambios genéticos surgen en las sucesivas generaciones de insectos. Tomar la bacteria del suelo, que se reproduce y entonces evoluciona más rápido, parece un atajo fácil. Y los insectos que vuelan de sitio en sitio podrían también diseminar sus aliados microbianos.

“Esto podría explicar porqué los insecticidas son más efectivos unas veces que otras”, dijo Nacy Moran, bióloga evolutiva de Yale University.

En un trabajo de campo en la isla Minani-Daito, el grupo de Kikuchi encontró que 8 por ciento de ciertos insectos poseían la bacteria Burkholderia, que podía desactivar el insecticida.

Para científicos como Bruce Tabashnik, entomólogo de la Universidad de Arizona en Tucson, no es una cifra significativa para hacer la diferencia.

Pero por algo se empieza.

Imagen de R. pedestris

Las flores enfrían el clima

Una razón más para cuidar las plantas, aquellas que florecen: enfrían el planeta y lo refrescan.
Eso al menos se desprende de los resultados de simulaciones climáticas publicadas en Proceedings of the Royal Society B. El efecto es más notorio en la cuenca del Amazonas, donde remplazar las plantas que florecen por otras que no significaría perder 80 por ciento del área cubierta por selva húmeda.
Las simulaciones demostraron la importancia de la fisiología de estas plantas en la regulación del clima en regiones selváticas, dijo C. Kevin Óbice,
Autor principal del estudio, regiones en las que la estación seca es corta o no existe y donde se presenta la mayor biodiversidad.
“La alta densidad de venas en las hojas de las plantas que florecen es mucho mayor que en las demás”, según Óbice, profesor de la Universidad de Chicago.
Este hecho es de importancia fisiológica por el secuestro de dióxido de carbono de la atmósfera para la fotosíntesis y la pérdida de agua o transpiración. Las dos van juntas.
Esa alta densidad de venas en las hojas significa que estas plantas son muy eficientes para transpirar agua del suelo de regreso a la atmósfera, de donde puede regresar al suelo en forma de lluvia.
Este proceso depende de la transpiración, que es mucho más baja en la ausencia de plantas con flores.
Durante la mayor parte de la historia de la Tierra no hubo plantas con flores, conocidas como angiospermas. Evolucionaron hace unos 120 millones de años, durante el Cretáceo y tomó otros 20 millones de años para ser las dominadoras.
Las especies con flores son un producto tardío de las plantas vasculares, un grupo que incluye helechos, pero hoy dominan el mundo.

Spirit se enterró

Se le acabó el impulso. Spirit, uno de los dos robots que han pasado seis años recorriendo la superficie de Marte, encalló. No se puede mover. Pero no ha muerto, según la Nasa: continuará su misión, quieto como una roca, realizando otras clases de mediciones.
Los esfuerzos por liberarlo de las arenas en las que cayó en abril pasado tras cruzar una superficie rugosa y llegar a un punto arenoso, han resultado infructuosos. Funcionan cinco de sus seis ruedas, pero no ha logrado salir. Un problema adicional es que se acerca el invierno marciano, por lo que los paneles solares recibirán menor energía. Los esfuerzos se dirigirán mejor a orientarlo en el sitio donde quedó para que pueda sobrevivir la temporada y enviar información a la Tierra de cuando en cuando.
¿Qué hará de ahora en adelante? Los científicos de la Nasa explicaron que hay diversas actividades que puede cumplir: las herramientas en su brazo pueden medir la variación en el suelo cercano. Puede además estudiar el viento y cómo mueve las partículas y estudiar las pequeñísimas oscilaciones en la rotación marciana.
El otro robot, Opportunity, va camino hacia el cráter Endeavor. Ha recorrido unos 20 kilómetros en los seis años que lleva en el planeta rojo, aunque la misión original tenía una duración de sólo 90 días.
En la foto de la Nasa, las huellas de Spirit sobre Marte, en el punto donde quedó atrapado.

Verdes jardines afectan la fuerza de poderosos vientos

Monzones se verían afectados por… el verdor del jardín de su casa. Suena raro, pero a la luz de un estudio, parece ser así. Cuán verdes estén los jardines en Asia, afectaría la fuerza de la temporada de monzones en el verano.
Científicos que investigaban ese fenómeno climático, encontraron que la abundancia de vegetación durante los meses de invierno y primavera es un indicador importante de cuánta lluvia caerá en el verano.
Los monzones de Asia oriental influyen en la vida de un cuarto de la población mundial y son críticos para el cultivo y producción de arroz, base de la alimentación asiática.
Las predicciones de la intensidad y duración de los monzones afectan la planeación anual de la agricultura.
Cuando se incluye la cobertura del suelo en los modelos de predicción, se logra explicar cerca del 80 por ciento de la variación de las lluvias monzónicas. Para Eungul Lee, director del estudio, es un gran avance.
El estudio fue publicado en Water Resources Research. En la foto, monzón sobre región asiática.