Aumentan 20% productividad en plantas

Plantas de tabaco. Foto Wikipedia Commnos

Plantas de tabaco. Foto Wikipedia Commnos

Es un sueño ante el cambio climático y el crecimiento poblacional: aumentar las cosechas para alimentar tanta gente. Y eso lograron biólogos: aumentar hasta 20% la productividad de plantas al incrementar la cantidad de luz que usan para la fotosíntesis.

Un hallazgo promisorio, aunque no es la solución única para la crisis que podría enfrentar el planeta a 2050 y 2100.

¿Cómo lo hicieron?

Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence en Berkeley, perteneciente al Departamento de Energía de Estados Unidos, y de la Universidad de Illinois se enfocaron en tres genes involucrados en un proceso que las plantas usan para protegerse del daño cuando obtienen más luz de la que pueden empelar de modo seguro.

Al aumentar la expresión de tales genes, obtuvieron un aumento de 14 a 20% en la productividad de plantas modificadas de tabaco en experimentos de campo.

El logro apareció en Science.

Usaron el tabaco como modelo en el estudio porque es fácil trabajar con esa planta, indicó la coautora senior Khrisna Niyogi, pero también desarrollan esas modificaciones en arroz y otras plantas alimenticias.

Los procesos que modifican son fundamentales para que las plantas hagan la fotosíntesis, por lo que esperan que en otras alcancen el mismo aumento en la productividad.

En la fotosíntesis las plantas usan la energía que les llega de la luz solar para tomar dióxido de carbono de la atmósfera y convertirlo en biomasa, que puede ser usada para alimento, combustible y fibra. Cuando hay mucha luz, la maquinaria en los cloroplastos se puede dañar y las plantas requieren una fotoprotección. Dentro de los cloroplastos tienen un sistema, NPQ para ese propósito. Es como una válvula que libera la presión en una máquina a vapor, por pintarlo de alguna forma, como hizo Niyogi.

Ese sistema elimina el exceso de energía. En la sombra, se desactiva pero lentamente y la máquina de la fotosíntesis no puede trabajar con tanta eficiencia.

En cultivos, donde están muy juntas las plantas, la eficiencia no es la mejor porque se dan sombra. Las plantas deben adaptarse a las sombras intermitentes por otras plantas y hojas, como por las nubes.

Lo que hicieron los investigadores fue acelerar el tiempo de recuperación de la fotoprotección.

Las 10 noticias científicas de la semana (20-24)

1. Cometas en la lejanía

Increíble llegar a ver hasta allá, pero astrónomos reportaron haber descubierto dos familias de cometas en el sistema alrededor de la estrella Beta Pictoris. Se basaron en miles de observaciones de ese sistema. Esa estrella alberga un sistema planetario similar al nuestro unos pocos millones de años tras su formación. La primera familia son cometas que giran alrededor del planeta Beta Pictoris b, mientras la otra orbita mucho más lejos y parece haberse originado en el rompimiento de varios cuerpos, similar a la familia de cometas Kreutz en nuestro sistema. El estudio apareció en Nature. Los cometas son similares a los nuestros según análisis del espectro.

2. Bienvenido, señor Colón

Los polinesios de la Isla de Pascua y los nativos de Suramérica se conocieron y mezclaron antes de que los europeos viajaran por e Pacífico según un estudio genético de actuales habitantes de esa isla. En Current Biology científicos argumentan que los genes del contacto data de antes de 1500, 3 siglos después de que los polinesios poblaran la isla, conocida también como Rapa Nui, famosa por sus estatuas de piedra. Los polinesios debieron viajar a Suramérica y luego regresar a casa, quizás con mujeres aborígenes americanas.

3. La vida en acción

Una nueva técnica de microscopios desarrollada por el ganador del Nobel de Química de este año, Eric Betzig, permite imágenes en 3D con gran detalle de la actividad de moléculas, células y embriones. Se basa en iluminar secciones delgadísimas de la muestra usando un plano de luz, permitiendo ver el movimiento de moléculas solas minimizando el daño a las células. El avance fue publicado en Science.

4. De esos genes viejos

El genoma más antiguo de un humano fue secuenciado y presentado en la revista Nature. Perteneció a un individuo que vivió hace 45.00 años en Siberia antes o en la separación de las poblaciones de Eurasia occidental y oriental. Este macho tenía el mismo nivel de ancestría neandertal que los modernos euroasiáticos. El análisis indica que esos genes llegaron a su población 7.000 a 13.000 años antes de que viviera. Esto sugiere que el apareamiento entre neandertales y humanos modernos ocurrió hace 50.000 a 60.000 años coincidiendo con la expansión de los humanos modernos en Europa y posiblemente en Asia

5. Los primeros que lo hicieron

Científicos hallaron evidencias de que los primeros animales que copularon fueron unos peces de mandíbulas, placodermos antiarquios, que vivieron en el devónico hace más de 360 millones de años. Los antiarquios han sido hallados en Escocia, China y Estonia. No se tenían indicios de que la copulación se hubiera producido tan al comienzo de los vertebrados. El estudio apareció online en Nature lo que sugiere que la fertilización externa en peces pudo presentarse después.

6. Tuberculosis galopante

La Organización Mundial de la Salud publicó el Reporte Mundial de la Tuberculosis 2014 en el que se revela que en 2013 hubo más de 9 millones de casos nuevos reportados por más de 200 países. El número de casos fue 400.000 más que el reporte previo, lo que se explicaría por un mayor reporte. La tuberculosis mata más de 1.500.000 personas al año, siendo segunda causa en enfermedades infecciosas tras el VIH. Una crisis silenciosa.

7. Un mundo en la altura

Costumbre vieja y la de andar en las Alturas. Científicos reportaron en Science evidencias del más antiguo asentamiento humano en las alturas, a casi 4.500 metros sobre el nivel del mar. Data de hace unos 12.000 años y fue hallado en Los Andes de Perú. Esto sugiere que la adaptación de los humanos a vivir en zonas altas ocurrió mucho antes de lo creído. Los sitos estudiados fueron Cuncaicha, con restos de animales, herramientas y raíces comidas, y Pucuncho, donde habitaba la llama y era sitio de cacería y hubo presencia humana tan solo 2.000 años después de haber entrado a Suramérica.

8. Se aclara la materia

Astrónomos reportaron la presunta detección de materia oscura proveniente del Sol e interactuante con e campo magnético de la Tierra. Se trataría de axiones, partículas de las que se ha sugerido está constituida esa materia, que compone el 85% de toda la materia del universo y que ha sido difícil detectar. El artículo fue publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. De ser confirmado, sería uno de los hitos de la Astronomía de todos los tiempos.

9. Ganándole al cáncer

En Science Translational Medicine científicos reportaron una nueva medicina, OTS964, que puede erradicar el cáncer agresivo de pulmón en ratones. Suministrada como pastilla o inyección inhibe la acción de una proteína que es sobreproducida por varios tipos de tumores, incluyendo pulmón y seo. Cuando se ingería presentaba limitada toxicidad y era bien tolerada; inyectada intravenosa dentro de un liposoma no producía efectos colaterales. Ensayos en humanos comenzarán en el segundo semestre de 2015.

10. Arroz venenoso

Las cosas de la naturaleza. El arroz contiene arsénico. Consumido en grandes cantidades durante mucho tiempo puede producir cáncer y lesiones de la piel. Lo sorprendente es que por fortuna existen proteínas que evitan que acumule más del mortal elemento. Se trata de las proteínas transportadoras OsABCC1, que secuestran el arsénico en los vacuolos, gracias a lo cual permanece en esos basureros celulares y no va a los apetitosos granos demostró un estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.

Mis 10 noticias científicas de la semana (4-10)

1. Por qué no recordamos la infancia

Casi ninguna persona puede recordar su vida antes de los 3 años de edad, algo que se llama amnesia infantil. Pues científicos parecen haber hallado la razón en estudios con ratones. Tantas neuronas están surgiendo en los cerebros de los niños que generan un reacomodo de las conexiones cerebrales, interfiriendo con el almacenamiento de recuerdos duraderos. El estudio apareció en Science, aunque no podría descartarse también la presencia de otras interferencias que borran esos recuerdos iniciales de la vida.

2. Si los glaciares se derriten

Científicos de las Universidades de Colorado y Trent lograron el primer mapa de casi todos los glaciares del planeta, más de 198.000, incluyendo su ubicación y tamaño para calcular el volumen y la contribución al aumento al nivel del mar a medida que el deshielo por el calentamiento global prosigue. Los glaciares miden 727.000 kilómetros cuadrados y su aporte a los mares sería de 350 a 470 milímetros. El total de agua que almacenan es solo 1% de la almacenada en Groenlandia y la Antártida. El estudio apareció en el Journal of Glaciology. En Colombia, valga anotar, los glaciares desaparecerán en el curso de los próximos 20 años. Ocho de ellos ya se extinguieron.

3. Una bacteria con más letras

En un hecho sin precedentes, científicos del Instituto Scripps lograron introducir 2 letras más en el alfabeto de la vida de una bacteria E. coli, logrando que se replicaran mientras se les suministró el medio para hacerlo, lo que abre las puertas a futuros desarrollos de medicinas y tratamientos médicos. A las cuatro letras A-T, C-G del ADN de todos los organismos vivos, se agregaron dos moléculas, un par de bases, lo que ilumina el camino a la producción de nuevas proteínas. El estudio fue publicado en Nature.

4. Esos años de más

Un pedazo de longevidad: los genes de 894 hombres y mujeres de más de 100 años en España y Japón revelaron que el secreto de la longevidad, al menos al sur de Europa, reside en una variante en el cromosoma 9p21.3 que había sido asociado antes con el riesgo de enfermedad cardiovascular. El estudio fue publicado en Age. En promedio los centenarios viven unos 15 años más que una persona en el mundo occidental y esa longevidad es en parte genética. Pero no solo se trata de un solo gen: al parecer hay más relacionados con una larga y saludable vida.

5. En plena carrera

Una estrella que anda de prisa. Astrónomos de la Universidad de Utah descubrieron una estrella que anda a 1,6 millones de kilómetros por hora y es la más cercana y segunda más brillante entre las 20 más grandes halladas hasta ahora de este tipo de estrellas de alta velocidad. Podría aportar datos sobre el agujero negro en el centro de la Vía Láctea y el halo de materia oscura que la rodea. Esta clase de estrellas parecen haber formado parte de un sistema binario y al acercarse demasiado al agujero salieron expulsadas, mientras su compañera fue capturada por aquel. El estudio apareció en Astrophysical Journal Letters.

6. Dos arañitas se balanceaban…

Aunque en algunos aspectos se parecen a los humanos o nos parecemos a ellas, la secuenciación de los genomas de dos tipos de arañas, la tarántula y la araña de terciopelo aportará pistas para comprender las capacidades extraordinarias de estos arácnidos, de acuerdo con un estudio aparecido en Nature Communications. Dentro de esas figuran señales sobre la composición y evolución del veneno y la seda. El conjunto de genes relacionados con la seda muestran una gran evolución, por ejemplo.

7. A comer verde llaman

Un 32% se reduce el riesgo de derrame cerebral por cada 200 gramos de fruta consumida cada día y 11% por cada 200 de verduras reveló un estudio que analizó 20 investigaciones publicadas en los últimos 19 años que involucraron más de 720.000 personas alrededor del globo. El artículo apareció en Stroke. Los efectos benéficos de las frutas y las verduras se daban consistentemente en hombres y mujeres, el resultado del derrame y en el tipo de derrame (por coágulo o sangrado).

8. Uno es lo que sus ancestros sembraron

Las diferencias sicológicas abismales entre los chinos del norte y el sur reflejan las diferencias entre una comunidad orientada al este de Asia y la más individualista que mira al mundo Occidental, diferencias que parecen deberse a que el sur ha sembrado arroz durante miles de años y el norte trigo. La teoría del arroz. Mientras los del sur son más interdependientes, los del norte no. El cultivo cooperativo del arroz en el sur hace esa cultura más interdependiente, mientras que el trigo se produce de una manera más independiente. Esto está reflejado en esas culturas, sugiriendo que la herencia agrícola continúa incidiendo en las personas del mundo actual. El estudio apareció en Science.

9. Y se arregló solo

En la Universidad de Illinois científicos desarrollaron un plástico que no solo autorrepara para llenar pequeños resquebrajamientos sino que se regenera cubriendo agujeros más grandes, reveló un estudio en Science. Una demostración de reparación en un sistema de materiales sintéticos inertes, una copia de lo que hacen algunos organismos que se reparan al regenerarse. No solo será útil el desarrollo para bienes en el comercio sino para partes de productos difíciles de remplazar o arreglar.

10. Creando el universo

Astrónomos recrearon el primer universo virtual de la manera más real. Mediante una simulación de computador llamada Illustris se recrearon los 13.000 millones de años de evolución cósmica en un cubo de 350 millones de años de lado, con una resolución impresionante según los autores, que presentaron el desarrollo en Nature. Hasta ahora no se había reproducido el universo tanto en la escala pequeña como grande, un logro de este modelo.