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PRIORIDADES DE MANEJO CULTURAL Y NUTRICIONAL 4ta Parte

En lo que respecta a la aplicación de minerales, ésta no se refiere a minerales y nutrientes en general, sino a 4 nutrientes muy específicos. El primero de ellos es el Nitrógeno, el segundo el Magnesio, el tercero el Fierro y el cuarto el Manganeso. El énfasis en estos cuatro nutrientes se debe al papel que desempeñan directamente en la fotosíntesis.

El Magnesio es el ión central de la molécula de clorofila, podemos decir que es el núcleo de la clorofila, y está rodeado por cuatro átomos de Nitrógeno. Curiosamente, la molécula de hemoglobina es muy similar a la de clorofila, con una diferencia, el centro de la molécula de la hemoglobina esta constituido por un átomo de Fierro en vez de uno de Magnesio, mismo que también está rodeado por cuatro átomos de Nitrógeno. A excepción de esto ambos compuestos son idénticos, lo cual encuentro verdaderamente interesante.

El tercer nutriente de los que mencionamos inicialmente es el Fierro. Este elemento no es parte de la clorofila, pero tiene una función crucial en el proceso fotosintético por dos razones:

1.- Es la llave que se encarga de enlazar la clorofila

2.- Es el cofactor enzimático fundamental de la vía de fotoreceptores carotenoides.

La clorofila por si misma capta solo una parte muy pequeña del espectro de luz disponible, pero hay toda una gama de carotenoides como la astaxantina, la zeaxantina, etc., que también absorben un segmento muy pequeño del espectro de luz. De tal forma que cuando se combinan todos esos pigmentos, recolectan un ancho de banda mucho mayor de la luz disponible, y eso lo canalizan a la clorofila para incrementar la fotosíntesis.

Ahora bien, ¿cuáles son los nutrientes que hacen que una planta sea de color verde oscuro?

Cuando hago esta pregunta a una audiencia enfocada en la producción de granos y cultivos extensivos, la respuesta es Nitrógeno. Saben qué si ponemos Nitrógeno a un cultivo de maíz, éste se pone verde oscuro.

Cuando hago esta pregunta a personas dentro del área hortícola enfocadas a la floricultura, que cultivan por ejemplo petunias y hortensias, entonces la respuesta es Magnesio. Saben qué cuando aplicamos este elemento, obtenemos como efecto un color verde muy oscuro en el follaje.

Y si hago la misma pregunta a quienes se dedican a la jardinería y/o a quienes se dedican a atender áreas con césped como campos de golf, etc., la respuesta es Fierro.

En realidad, los tres nutrientes producen el mismo efecto, todos aumentan las concentraciones de clorofila en el interior de la hoja, y es posible aumentarlas hasta tres o cuatro veces

El cuarto nutriente es el Manganeso. Este elemento quizá es el más importante de los 4 enlistados inicialmente y el más deficiente sistemáticamente.

La razón por la que el Manganeso es tan importante, es porque una vez que el agua es absorbida del perfil del suelo y se mueve a las hojas, el primer paso para que ocurra el proceso de fotosíntesis es la hidrólisis del agua.

Es decir, la molécula de agua (H2O) se separa en H+ y OHy este rompimiento es completamente dependiente de la presencia de Manganeso. Esto significa que podemos tener una gran cantidad de agua disponible, abundancia de CO2, óptima luz solar y cantidades adecuadas de clorofila, pero si no tenemos Manganeso, la molécula de agua no se disociará y eso va a ser un obstáculo para que se lleve a cabo el proceso fotosintético. En otras palabras, es lo que va a estar limitando la capacidad fotosintética de la planta.

El 99% de los reportes de análisis de savia que revisamos, continuamente son deficientes en Manganeso, a menos que el productor esté aplicándolo para contrarrestar esa deficiencia. Esto se debe al fenómeno de oxidación-reducción y a lo que está ocurriendo en los perfiles de suelo.

Entonces, los 4 nutrientes mas importantes a los que debe prestarse especial atención, y que deben aportarse de manera consistente mediante aplicaciones foliares son: Nitrógeno, Magnesio, Fierro y Manganeso.

No estoy sugiriendo que se tenga que aplicar cada uno de ellos. Estoy sugiriendo que hay que asegurarse de que las plantas tengan suficiente disponibilidad de cada uno. En otras palabras, si tenemos suficiente Nitrógeno, no necesitamos aportar más. En este caso, lo que se requiere es proporcionar cualquier otra cosa que sea necesaria para impulsar la maquinaria fotosintética y llevarla a un nivel mucho más alto de rendimiento.

Fuente: “Cultural and Nutritional Management Priorities”

Webinar hosted by AEA, Featuring John Kempf

PRIORIDADES DE MANEJO CULTURAL Y NUTRICIONAL 3era Parte

¿Por qué queremos tener suelos con un alto contenido de materia orgánica?  Podemos escuchar respuestas diferentes a esta pregunta, por ejemplo, porque queremos proporcionar un hogar para la biología que habita en el suelo, porque queremos proveer una fuente de alimento para esa biología, o bien porque queremos mejorar la estructura del suelo y su capacidad de retención de humedad. Todas son buenas respuestas y todas son correctas, sin embargo, considero que hemos pasado por alto el motivo fundamental por el que deseamos tener suelos con mucha materia orgánica, que es, para poder perderla. Es decir, queremos perderla como CO2 mediante la respiración microbiana cuando tenemos plantas en crecimiento que son capaces de absorber ese Dióxido de Carbono.

Obviamente no queremos perder materia orgánica en forma de CO2 y que se libere a la atmósfera cuando no hay plantas para absorberlo, ya que eso es una pérdida de Carbono del sistema. Queremos que nuestros sistemas agrícolas secuestren Carbono, y para ello necesitamos tener el ciclo de este elemento en funcionamiento activo. Esto es, se libera Carbono a partir de la materia orgánica del suelo, qué rápidamente es absorbido por las plantas en crecimiento, donde es secuestrado eficazmente y nuevamente es transferido al suelo. Incluso se captura aun más de lo que originalmente se liberó del perfil.

Entonces, la razón más importante para tener materia orgánica es que podamos perderla en forma de CO2 mientras tenemos un cultivo en crecimiento. De esta forma se alcanza una sanidad, rendimiento y calidad excepcionales en las plantas.

El tercer aspecto importante para lograr una respuesta económica consistente del cultivo es asegurarnos de tener luz solar de calidad adecuada. Esto es conveniente mencionarlo en el contexto de entornos en los que tenemos períodos extensos de temperaturas muy altas y luz solar directa. A futuro, veremos cada vez más cultivos sombreados con mallas ó redes. De hecho, ya está empezando a suceder, porque cuando tenemos luz solar demasiado intensa, realmente aumenta la temperatura de las hojas hasta un punto en el que éstas son dominadas por la fotorrespiración en vez de la fotosíntesis.

Ahora bien, a medida que aumenta la sanidad de las plantas, un suministro reducido de luz solar rara vez es un factor limitante. A decir verdad, prácticamente nunca, porque a medida que aumenta la sanidad de la planta, aumenta la densidad de los tricomas, que son las vellosidades en la superficie de la hoja y en los tallos. Estos tricomas son receptores de fotones, particularmente fotones en el espectro infrarrojo, lo que significa que la planta puede absorberlos y continuar el proceso de fotosíntesis solamente en base a radiación infraroja que es abundante en la atmósfera y en el medio ambiente permanentemente, lo que significa que la fotosíntesis practicamente nunca se detiene, la fotosíntesis puede continuar durante toda la noche. Eso solo sucede en plantas más sanas que tienen alta densidad de ciertos tricomas.

A medida que llegamos a toda esa conversación sobre concentraciones de lípidos y la integridad de las membranas de la superficie de la hoja, y las plantas funcionando como una antena, etc., el punto clave es que cuando el cultivo se adapta a no tener suficiente luz solar, a veces hay un problema al tener demasiada luz solar.

El cuarto aspecto a considerar para incrementar la fotosíntesis y lograr una respuesta económica inmediata del cultivo es llevar a cabo una combinación de tipos de aplicaciones:

1.- aplicaciones foliares de minerales, en este caso de un grupo específico de minerales que impulsen el proceso fotosintético y

2.- aplicaciones de inoculantes al sistema de raíces, particularmente al momento de establecer la plantación o al momento de trasplante

Fuente: “Cultural and Nutritional Management Priorities”

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PRIORIDADES DE MANEJO CULTURAL Y NUTRICIONAL 2da Parte

De entre de los factores que limitan la fotosíntesis, el primero que debe considerarse es el agua. Esto significa que debemos asegurarnos de tener un suministro continuo de este elemento.

Parecería innecesario mencionarlo, pero realmente, en el momento en que una planta tiene un suministro de agua limitado, la fotosíntesis se reduce en gran medida. De hecho, en la mayoría de los casos, se detiene por completo y la planta cambia a fotorrespiracion.

Con los problemas que se tienen actualmente debido a los cambios en las condiciones climáticas, y dada la gran cantidad y diversidad de cultivos que se están produciendo en diferentes entornos, cada vez será más imperioso poder administrar y proporcionar un sumininstro constante de agua. En otras palabras, necesitamos tener un buen abastecimiento de agua todos los dias.

Un ejemplo de que la constancia en la disponibilidad del agua es crucial, es el caso de un invernadero de tomates ubicado en el centro de Pensilvania, en el cual estuvimos trabajando hace aproximadamente cinco o seis años, y cuyos rendimientos eran de aproximadamente 12 a 13 libras por planta (5.5 a 6.0 kilos), con una variedad qué en fincas vecinas, en condiciones y ambientes similares, estaba produciendo aproximadamente de 20 a 25 libras por planta (9.0 a 11.0 kilos). Este productor regaba 3 veces por semana, y daba una fertirrigación una vez por semana. Cuando me preguntó cómo podía aumentar sus rendimientos, le dije que no necesitaba adicionar ningún nutriente, no era necesaria ninguna nutrición adicional, pero lo qué si era necesario, era tener un suministro de agua y una fertirrigación más consistentes.

Le mencioné que lo óptimo era la fertirrigación, que implica hacer una aplicación tanto de agua como de nutrientes diariamente (cada 24 horas en un ambiente interior). Él no quería hacerlo así, por lo que cambió a regar 5 veces por semana y fertirrigar 3 veces por semana.

Ese cambio se reflejó en un incremento en el rendimiento. Con la misma variedad y los mismos protocolos nutricionales, sin variación sustancial, se obtuvo un aumento en rendimiento, el cual fue de 18 a 20 libras por planta. Esto convenció al productor y al año siguiente instaló un sistema para automatizar tanto la fertirrigación como el riego, con lo que logró un mayor incremento en el rendimiento, mismo que alcanzó las 25 a 27 libras por planta (11.4 a 12.2 kilos), y solo como resultado de haber aumentado la regularidad en el abastecimiento de agua.

El segundo aspecto al que debemos prestar atención es asegurarnos de que las plantas tengan un aprovisionamiento adecuado de Dióxido de Carbono (CO2).

Muchos de nuestros cultivos tienen una deficiencia permanente de CO2, y podemos aumentar sustancialmente los rendimientos cerciorándonos de tener una fuerte liberación de este gas por la vía del intercambio gaseoso de nuestro perfil de suelo.

Cuando estamos trabajando con plantas en ambientes interiores, por ejemplo, digamos que estamos produciendo tomates bajo condiciones de invernadero y tenemos dos invernaderos que tienen condiciones exactamente iguales, es decir, la misma variedad, misma temperatura, misma iluminación, misma nutrición, etc. pero en uno de ellos aumentamos la concentración de CO2. De esta forma, en uno tendríamos aproximadamente 350 ppm de este gas en el ambiente, mientras que en el otro se incrementaría la concentración de CO2 a 1100 ppm, en cuyo caso, obtendríamos el doble de biomasa vegetal y el doble de rendimiento, simplemente por ese aumento en la concentracipon de Dióxido de Carbono.

Ahora bien, tenemos un intercambio gaseoso que se produce con el suelo. La Tierra tiene este ritmo circadiano natural de inhalación y exhalación una vez cada ciclo de 24 horas. Se trata de un proceso natural de inhalación que ocurre por la tarde y un proceso natural de exhalación que ocurre por la mañana. Es decir, el gas y el aire ingresan al perfil del suelo por la tarde y salen de él por la mañana. Esto significa que en la tarde tenemos Nitrógeno y Oxígeno moviéndose hacia el interior del suelo y en la mañana el CO2 es liberado del perfil, tal vez parcialmente como resultado de la oxidación del Carbono del material orgánico que se encuentra en el suelo y que está siendo oxidado a CO2, o como resultado de la respiración microbiana. De esta forma, puede haber concentraciones de Dioxido de Carbono especialmente altas en las dos pulgadas inferiores de la columna de aire, muy cerca de la superficie del suelo, que pueden ser de hasta 1400 o 1500 ppm, y en algunos casos incluso más altas, mientras qué en el aire circundante (en el ambiente de la atmósfera), puede haber concentraciones de 350 a 400 ppm aproximadamente, dependiendo de donde y cuando se mida. Obviamente esto puede variar considerablemente dependiendo de la presencia de materiales orgánicos, de biología, de la respiración microbiana, etc.

Un campo de maíz en crecimiento, en una cálida mañana de Junio o Julio, con suficiente luz solar y agua para que se lleve a cabo una buena fotosíntesis, deberia tener ésta abundancia de Dioxido de Carbono que fué liberado por el intercambo gaseoso con el suelo durante la noche. Si asi fuera, y si tenemos plantas de 2.0 pies de altura (60 centimetros), éstas pueden absorber todo ese Dióxido de Carbono del aire y reducir sus niveles en el entorno local hasta por debajo de 100 ppm en un par de horas.

Debido a que la concentración de CO2 que hay en el medio ambiente puede bajar rápidamente (en un lapso de 2 a 3 horas), esto significa qué durante el resto del día, el factor limitante de la fotosíntesis para esas plantas de maíz no es el agua, ni la luz solar, ni los minerales, sino el CO2, lo cual nos indica que hay un componente fundamental de nuestro sistema de producción que no hemos entendido del todo, me refiero a la presencia de materia orgánica.

Fuente: “Cultural and Nutritional Management Priorities”

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PRIORIDADES DE MANEJO CULTURAL Y NUTRICIONAL 1era Parte

¿Cómo priorizar la aplicación de los distintos insumos agrícolas que se utilizan para la producción?, ¿Cómo manejar los ecosistemas agrícolas a fin de obtener la mayor respuesta económica y proporcionar el mayor beneficio a nuestros cultivos?

Hay muchos debates en los que se describen las ventajas y los beneficios del uso de determinados productos para la producción agrícola, sin embargo, lo que frecuentemente no se lleva a cabo (incluso de parte de muchos agrónomos y consultores), es una discusion acerca de cuáles deberían ser las prioridades en lo que respecta a la aplicación de esos productos, esto es, que productos aplicar, en que orden y en que momento.

En otras palabras, cuál es la jerarquía y cuál es la secuencia que nos permitirá obtener la mejor respuesta del cultivo, es decir los máximos resultados económicos.

Durante la última década hemos tenido una gran cantidad de experiencias con diversos cultivos en diferentes entornos, lo que nos ha permitido probar, observar y evaluar el comportamiento de una amplia gama de productos.

El hecho de poder realizar mucha observación, nos ha permitido identificar qué productos son más efectivos y en qué contexto. En este sentido, cabe mencionar que algunos de los insumos que hemos considerado, no son, en absoluto, lo que la mayoría de la gente espera.

Por otra parte, hemos desarrollado y utilizado lo que llamamos paquetes sinérgicos. Esto se refiere a la forma como se organizan y se agrupan diferentes productos en diversas combinaciones, con el fin de producir la mayor respuesta del cultivo. Al respecto tenemos dos planteamientos; el primero, que considero el más importante, es cómo alcanzar una respuesta económica inmediata y al mismo tiempo tener un impacto regenerativo a largo plazo en el ecosistema.

Considero que para convertirnos en el status quo en el futuro, debemos brindar beneficios económicos muy sólidos y resultados económicos desde el principio, practicamente después de las primeras aplicaciones.  

Debe haber una respuesta considerable de los cultivos desde el inicio del ciclo de crecimiento, y en base a esta perspectiva es como hemos abordado la planificación de nuestro trabajo para promover la agricultura ecológica.

Dado que el contexto en el que nos ubicamos es el de proporcionar una respuesta inmediata, podemos decir que el principal factor limitante para lograr un crecimiento, rendimiento y calidad extraordinarios en las plantas es tener una fotosíntesis restringida.

Hoy en día hemos llegado a aceptar como algo normal, que las plantas estén fotosintetizando entre el 15 % y el 20 % de su capacidad, pero cuando podemos aumentar esa capacidad fotosintética digamos del 20% hasta el 60%, el desempeño de la planta cambia completamente. En consecuencia, cambia el rendimiento y el perfil de calidad ya que diariamente se triplica la producción de azúcar (cada periodo de 24 horas).

Desde luego, esto no necesariamente tiene el efecto directo de triplicar los rendimientos, lo que sucede en realidad es que estos azúcares son translocados a las raíces, donde son exudados al suelo para alimentar a la biología que lo habita, de esta forma se obtiene un gran efecto de regeneración del mismo.

Entonces, el motor más importante para generar rendimientos sustanciales y una fuerte respuesta económica inmediata se centra en impulsar el proceso de fotosíntesis. Ahora bien, ¿cuáles son los factores limitantes más importantes que restringen la fotosíntesis?

Cuando comenzamos a hablar de sanidad y rendimiento de los cultivos, asi como de la calidad de la producción, la conversación de muchos agrónomos y muchos productores rápidamente se centra en dos aspectos que son: la genética y la nutrición mineral. ¿Cómo estamos manejando el Nitrógeno, el Calcio, el Potasio, el Manganeso, el Boro, etc.?, asumiendo por supuesto, que se tiene una genética razonablemente buena.

No obstante, por lo general ninguno de estos dos factores es limitante para aumentar los rendimientos y la calidad, ya que hay otros que realmente están afectando y restringiendo el proceso de fotosíntesis.

Fuente: “Cultural and Nutritional Management Priorities”

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LAS MICROALGAS RESISTENTES AL CAMBIO CLIMÁTICO PODRÍAN AYUDAR A RESTAURAR LOS ARRECIFES DE CORAL

(Uppsala University, 2022)

Las especies de coral tienen diferente tolerancia a los cambios de temperatura. Esto se debe en parte a la composición de sus simbiontes, las microalgas.

Mediante un nuevo método, los investigadores de la Universidad de Uppsala pudieron predecir cómo podrían comportarse las microalgas bajo estrés térmico e identificaron simbiontes más tolerantes.

Gracias a los experimentos de crecimiento para la selección e identificación de células resistentes a los cambios térmicos, se tiene la oportunidad de ayudar a mitigar los efectos del blanqueamiento en los corales.

Los arrecifes de coral brindan sustento e ingresos a aproximadamente 500 millones de personas, atraen turistas, protegen las costas y se encuentran entre los ecosistemas con mayor biodiversidad de nuestro planeta. A pesar de su importancia, más de la mitad de los arrecifes de coral del mundo están en riesgo, principalmente debido al cambio climático y a las actividades humanas.

El blanqueamiento de los corales estresados ​​se debe a la interrupción de la simbiosis entre los corales y sus socios fotosintéticos, microalgas fuertemente pigmentadas que proporcionan la mayor parte de la energía a su huésped coralino.

Esto hace que el esqueleto del coral se vea blanco (blanqueado) y deja al coral en un estado de escasez de energía hasta que nuevas microalgas simbiontes, quizá menos sensibles a la temperatura, se asocian.

La sensibilidad a la temperatura de un coral depende en parte de la sensibilidad a la temperatura de sus simbiontes, lo que ha hecho que la investigación de la tolerancia a la temperatura entre los simbiontes de coral sea un tema de investigación importante.

En un nuevo estudio publicado en el ISME Journal, los científicos investigaron cómo las diferentes especies de corales simbiontes reaccionan al estrés por temperatura. La diferencia en la tolerancia a la temperatura entre diferentes especies de corales simbiontes ya se conocía, pero hay muy pocos estudios sobre la diferencia entre células individuales dentro de la misma especie. «Estas diferencias entre células nos permitieron predecir la tolerancia a la temperatura de una célula antes de que ocurriera el estrés», dice Linhong Xiao, primer autor del estudio. «Esto podría ser útil para el monitoreo de arrecifes de coral porque nos permite reconocer las tolerancias al calor en un ensayo rápido y mínimamente invasivo”.

Al proporcionar los medios para identificar y seleccionar simbiontes de coral más tolerantes a la temperatura, el método también tiene potencial para acelerar los esfuerzos de restauración de arrecifes de coral mediante simbiontes de coral tolerantes a la temperatura que ‘evolucionan experimentalmente’ y que, posiblemente, podrían volver a introducirse en las larvas huésped de coral a fin de hacer que los corales sean más resistentes frente al cambio climático «, dice Xiao.

A diferencia de investigaciones anteriores, este estudio utilizó un enfoque miniaturizado único que consiste en un microscopio y un «microchip» del tamaño de una tarjeta de crédito que alberga varios cientos de células individuales de simbiontes de coral, para evaluar las diferencias en la sensibilidad a la temperatura entre ellas.

A través de este enfoque único, los investigadores pudieron determinar que las células individuales dentro de cada especie se comportan de manera muy diferente a sus células hermanas. “Esperamos que nuestro nuevo método pueda ayudar a predecir la tolerancia térmica de los corales en el océano, mediante la extracción y medición de células simbiontes de los corales vivos. Si bien todavía tenemos un largo camino por recorrer, nuestras herramientas podrían ayudar a monitorear los arrecifes de coral y también aumentar la velocidad a la que podemos crear reservas de simbiontes coralinos resistentes al cambio climático», dice Lars Behrendt, quien dirigió el estudio.

Referencias:

Uppsala University. (27 de Abril de 2022). Climate resilient microalgae could help restore coral reefs. Obtenido de PHYS ORG: https://phys.org/news/2022-04-climate-resilient-microalgae-coral-reefs.html

¿Por qué es importante la producción de café orgánico?

(Corona, 2021)

La producción de café orgánico se caracteriza por el uso de insumos naturales y prácticas tradicionales que buscan contrarrestar la erosión del suelo, mejorar su fertilidad, mantener la biodiversidad y llevar a cabo un manejo integral del agroecosistema. Por ello, no hace uso de agroquímicos ni de productos de origen transgénico.

Tiene como finalidad alcanzar un producto de alta calidad sin deteriorar el ambiente; para lograrlo, los productores realizan rigurosas labores de cosecha, almacenamiento y transporte. Todo este proceso implica una mayor mano de obra.

Además de contemplar los aspectos ecológicos, también considera las condiciones de vida de los productores. De acuerdo con la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA), hasta 2017, los estados de Chiapas, Oaxaca, Veracruz y Puebla, eran los principales estados productores de café orgánico, con un volumen de producción de 350 mil sacos de 60 kilos, lo que colocó a México como el segundo productor a nivel mundial.

Para que una producción de café se considere de tipo orgánico, debe contar con una certificación que lo avale; sin embargo, muchos de los campesinos no tienen acceso a este tipo de certificaciones, ya que para obtenerlos es necesario pagar una serie de cuotas y en ocasiones no disponen de recursos económicos.

“Más que una certificación, lo que debe estar de base para llamar a algo orgánico, es la constante búsqueda de mantener esos agroecosistemas de manera autónoma, es decir, sin depender de estar poniendo una gran cantidad de insumos externos, sobre todo agroquímicos”, precisa Cecilia González, quien realiza investigación sobre las interacciones ecológicas que ocurren en los cafetales, como parte de sus estudios de doctorado en el Instituto de Ecología de la UNAM.

Variedades de café

A pesar de que existen diferentes tipos de café, los cuales han sido seleccionados o hibridados (cruce de dos líneas diferentes), como el híbrido de Timor, las variedades de café que se siembran actualmente en México pertenecen a las especies arábica (Coffea arabica) y robusta (C. canephora).

Las variedades arábicas poseen mejores cualidades organolépticas que las variedades robustas. Estas cualidades son color, olor, sabor y textura.

En los últimos años se ha comenzado a sembrar muchas variedades de tipo Robusta, en particular para empresas de café soluble, debido a que es más resistente a ciertas plagas y enfermedades. De tal forma que se sacrifica la calidad del café por su cantidad y por un menor riesgo, comenta Emilio Mora, quien estudia la dispersión de la roya en los cafetales como parte de su investigación de doctorado en el Instituto de Ecología de la UNAM.

Beneficios de la producción de café orgánico

La producción de café orgánico emplea diversas técnicas, como el cubrimiento de los suelos con material orgánico (este puede ser composta a base de estiércol de ganado o Vermicompost, que es el compostaje con lombrices), la rotación y asociación de cultivos y la regulación de sombra, entre otros.

Un rasgo distintivo de la agricultura orgánica es que se enfoca en tratar de comprender las relaciones ecológicas e incluso las relaciones biofísicas y bioquímicas que sostienen la producción en los agroecosistemas, destaca la maestra en Ciencias Biológicas, Cecilia González.

En la mayoría de los casos, la producción de café orgánico se lleva a cabo por indígenas y campesinos de la región, quienes poseen superficies menores a cinco hectáreas. Este tipo de producción es de carácter minifundista; en ella participan diferentes miembros de una familia, y en ocasiones forman cooperativas.

La fuerza de trabajo familiar o en equipo resulta un factor importante para este tipo de agricultura, por ello no se debe dejar de lado la cuestión social. Gracias al trabajo de los caficultores, ya sean mujeres u hombres, es posible obtener un café sano que nos aporte beneficios.

En la parte ecológica, este tipo de cultivo permite la protección de la cobertura de los suelos; el aumento de las interacciones de las redes ecológicas y el tipo de sistemas autónomos que pueden existir en los cafetales; aunado a la regulación biológica interna, comentó el maestro en Agroecología, Emilio Mora.

La protección del suelo es posible mediante el suministro de abono orgánico. El manejo e incorporación de rastrojos y la cobertura del suelo con restos de poda, ayudan a mantener la humedad, la temperatura y aumenta la biodiversidad de los microorganismos del suelo.

“Los cafetales con diferentes tipos de árboles permiten el establecimiento de aves, murciélagos y hormigas, entre otros organismos, los cuales promueven funciones bióticas al interior del cafetal, pero también en los bosques circundantes”, comentó la investigadora Cecilia.

Es posible encontrar diversas interacciones entre las especies que habitan los cafetales, y algunas resultan ser benéficas para el propio cultivo. “La idea de tratar de entender estas interacciones es ver qué organismos pueden ser muy importantes para la dinámica del ecosistema en general”. Sin embargo, la dinámica ecológica es compleja y no siempre las especies se benefician unas a otras, un ejemplo de ello son las plagas y enfermedades.

Plagas y enfermedades presentes en los cafetales

Anteriormente los cafetales sembrados en altitudes bajas, entre los 600 y 800 metros sobre el nivel del mar, desarrollaban enfermedades como la roya (hongo fitoparásito). Las condiciones de humedad y temperatura que presentaban estas zonas, eran óptimas para su reproducción. En los últimos años, esto ha cambiado y sin importar la altitud en la que se siembre café, es posible encontrar este problema.

“Los cambios en la temperatura, en los vientos y en el patrón de lluvias en los últimos años, permitieron que el hongo pudiera alcanzar y completar su ciclo de vida en altitudes superiores, donde tampoco existían muchos depredadores del mismo. Entre otras cosas, esto ocasionó la gran epidemia de roya entre el 2012 y 2015, que conllevó una enorme crisis cafetalera a nivel mundial”.

Este hongo daña las hojas y aumenta la defoliación, lo que ocasiona un cambio entre la cantidad de elementos que puede sostener el cafeto y la superficie que tiene para generar energía a través de la fotosíntesis; por ende, la producción de café disminuye, comentó el investigador Emilio Mora.

El control de plagas y enfermedades es uno de los mayores desafíos de la producción de café orgánico. Para prevenir su dispersión se busca crear barreras de viento, poner árboles entre las parcelas o rodear los cultivos con otros tipos de árboles de la región.

Actualmente se desarrollan líneas de investigación que buscan comprender la compleja red de interacciones de diversos organismos que viven en los cafetales, y los factores que propician la dispersión de plagas y enfermedades, con la finalidad de contar con medidas naturales para promover un autocontrol en los cultivos.

Referencia:

Corona, M. (15 de Diciembre de 2021). ¿Por qué es importante la producción de café orgánico? Obtenido de Ciencia UNAM: http://ciencia.unam.mx/leer/1205/-por-que-es-importante-la-produccion-de-cafe-organico-

BOSQUES TRANSFORMADOS ¿COMO RESPONDEN LAS ESPECIES A LOS CAMBIOS?

(Santillán, 2022)

La agricultura, la urbanización y la minería han causado la pérdida de bosques en todo el mundo. Amplias zonas de bosque son transformadas para desarrollar estas actividades humanas, lo que modifica la estructura de los paisajes terrestres.

En ecología definen el paisaje como un pedazo de territorio con una estructura espacial particular. En el Laboratorio de Ecología de Paisajes Fragmentados, del Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad (IIES) de la UNAM, estudian cómo responden las especies a los cambios en la estructura del paisaje para identificar los escenarios de paisaje que pueden ser considerados amigables con la biodiversidad.

La estructura del paisaje se define por dos aspectos: su composición y su configuración espacial. El primero detalla de qué está compuesto, qué tipos de cobertura lo integra y en qué cantidad. Por ejemplo, qué proporción del paisaje está ocupado por bosque, la presencia y extensión de asentamientos humanos o cultivos, cuerpos de agua o carreteras.

La configuración espacial, por su parte, nos indica cómo está conformado ese paisaje. Pensando en un bosque, por ejemplo, puede estar distribuido en muchos fragmentos pequeños, o en pocos fragmentos grandes; además, éstos pueden estar muy aislados y tener diferentes formas, es decir, ser redondos, cuadrados o presentar formas muy irregulares.

El doctor Víctor Arroyo Rodríguez, responsable de dicho laboratorio, explica que estudian la estructura de paisajes que han sido fragmentados por actividades antrópicas. En ellos, el hábitat nativo ha sido transformado a fragmentos de diferente tamaño, por lo que pueden analizar qué patrones espaciales y procesos ecológicos determinan la distribución de las especies en estos paisajes.

“Lo que queremos saber es, aplicando aspectos que tienen que ver con la ecología del paisaje, cómo la estructura del paisaje determina la abundancia, la distribución, la presencia o ausencia de unas especies, su probabilidad de extinción, su proliferación y sus comportamientos. Analizamos patrones de dispersión en el paisaje, si una especie se mueve mucho o no en éste o sus patrones alimenticios, por ejemplo. Hemos estudiado primates, observando qué es lo que comen cuando los recursos son escasos.”

Fragmentación no es lo mismo que pérdida

La pérdida de hábitat es la principal causa de pérdida de especies a nivel global. Además, conlleva otro tipo de problemáticas ambientales, por ejemplo, algunas repercusiones podemos observarlas en la polinización y, por ende, en los cultivos, y en la deforestación que ocasiona más emisiones de gases de efecto invernadero y menos captura de carbono, lo que se puede traducir en un mayor calentamiento global.

Por su parte, la fragmentación, que a veces se confunde con pérdida de hábitat, está más bien relacionada con el grado de rotura del hábitat, el cual queda distribuido por todo el paisaje en pedazos (fragmentos) que pueden ser de diferentes tamaños y en donde pueden vivir distintas especies.

El investigador destaca que, aunque hay quien ve la fragmentación del paisaje como algo negativo, en realidad es mejor tener fragmentos que perder completamente el hábitat.

“Las especies se pueden mover de un sitio a otro en esos fragmentos, en ellos hay alimento y refugio, y conservar todos los fragmentos, sin importar el tamaño, hasta los más pequeños, es importante. Hemos encontrado regiones, como en la selva, que un fragmento pequeño tiene una gran diversidad de plantas y de animales. Encontramos todo el tiempo nuevos registros o especies que sólo se habían visto hasta Guatemala y ahora que están en la Lacandona.”

De esta manera, como dichos fragmentos tienen un gran valor biológico, en ellos pueden habitar distintas especies, algunas viven sin problema en esos espacios y para otras son lugares de paso, en donde llegan, se alimentan y se van a otro sitio.

Asimismo, el doctor Arroyo Rodríguez explica que estos fragmentos también tienen otro papel importante en términos climáticos, ya que enfrían el paisaje y el ambiente se siente fresco. Es el mismo efecto que se produce cuando pasamos cerca de un parque en un día soleado y justo en ese sitio sentimos que la temperatura es más fresca.

“Ese efecto es importante para muchas cosas, se evita la desecación de los ríos, de los cuerpos de agua; son relaciones que muchas veces se nos olvidan, pues el agua se conserva mejor cuando tenemos muchos fragmentos, por ejemplo, la temperatura mejora y cosas que dependen de ella, como la germinación de las plantas, es mejor”, expuso.

Pérdida de hábitat, principal amenaza para las especies

Desde los años 80 empezaron a surgir distintos corredores biológicos, también conocidos como corredores de biodiversidad, en todo el mundo. En Centroamérica, se ubica el corredor biológico Mesoamericano, integrado por un conjunto de reservas, más o menos próximas unas de otras, y que tenía como plan que en algún momento se unieran todas, lo cual finalmente no se logró.

Aunque se pudo haber pensado que un corredor biológico podría ser utilizado para unir estas reservas, el doctor Arroyo Rodríguez enfatiza que la fragmentación del hábitat no es lo que está llevando a la pérdida de especies, sino la desaparición de éste.

“Si la fragmentación fuera una amenaza importante, entonces, yo sí me preocuparía en poner corredores, porque estos se ponen para evitar los efectos negativos de la fragmentación, por ejemplo, para que las especies pasen de un fragmento a otro. De esta manera, las especies pueden ir, comer un poco de uno y luego ir a otro. Sin embargo, la evidencia que tenemos es que las especies pueden moverse incluso en ausencia de no corredores. Por tanto, probablemente estos no sean tan necesarios.”

De esta manera, agrega que lo que está llevando a la extinción de las especies no es como tal la fragmentación, sino la pérdida de hábitat, la cual es la principal amenaza.

“Entonces, lo que tenemos que hacer es detener la deforestación e incrementar la cantidad de hábitat; si hubiera recursos, se pueden comprar fragmentos de bosque natural o degradado para incrementar la cantidad de hábitat en los paisajes donde se ha perdido más hábitat. No olvidemos que Naciones Unidas ha declarado la presente década, la “década de la restauración”, pues nunca había sido más urgente recuperar los hábitats naturales que hemos perdido”, concluye.

Fuente:

Santillán, M. L. (18 de Enero de 2022). Bosques Transformados ¿cómo responden las especies a los cambios?      Obtenido de Ciencia UNAM: http://ciencia.unam.mx/leer/1216/bosques-transformados-como-responden-las-especies-a-los-cambios-

BAGAZO DE AGAVE: de desecho agroindustrial a materia prima en las biorrefinerías 2da Parte

(Facultad de Química / Instituto de Biotecnología)

Uso para obtener biocombustibles

La combinación de los pretratamientos anteriormente mencionados, permite producir jarabes de bagazo de agave, ricos en azúcares de cinco y seis carbonos, que pueden ser utilizados como materia prima en la producción de compuestos de interés y valor agregado.

Añadiendo algunos ingredientes extra, como nutrientes para bacterias o levaduras, se obtienen medios de cultivo adecuados para microorganismos productores de moléculas como el bioetanol, el biocombustible más ampliamente usado en el mundo, o el lactato, un precursor de polímeros plásticos biodegradables.

En el caso del bioetanol o etanol carburante, por ejemplo, por cada tonelada de bagazo de agave seco se pueden generar hasta 320 litros de etanol carburante, que alcanzan para oxigenar (agregar 10% en volumen) 3200 litros de gasolina, con lo que podría llenarse el tanque de 45 litros de 71 automóviles.

Por otra parte, además del bioetanol y el lactato, son varios los productos que se obtienen a partir del bagazo de agave tratado, ya sea por procesos biotecnológicos o químicos, debido a que todas las fracciones resultantes del pretratamiento del bagazo pueden ser aprovechadas para generar diversos compuestos de valor agregado en un concepto conocido como Biorefinería. De estas fracciones, la más recalcitrante, es decir, difícil de convertir en monómeros u otros compuestos, es la lignina, que por métodos químicos es trasformada en lignosulfonato de calcio, un material tensoactivo y quelante ampliamente usado en la industria cementera y que tiene alto valor agregado.

Asimismo, la celulosa es purificada y comercializada tal cual, sin necesidad de transformarla en otros productos ya que tiene alta demanda para la fabricación de papel, cartón, fibras y maderas artificiales.

Con respecto a la hemicelulosa, puede ser destinada a la producción de etanol y lactato, o de otros productos como el xilitol, un edulcorante bajo en calorías usado en la industria alimenticia, y los xilooligosacáridos, compuestos prebióticos estimulantes del crecimiento de bacterias y hongos benéficos para la salud intestinal.

Bacterias productoras de etanol

En el caso de los productos de la biorrefinería que se generan por métodos biotecnológicos como el etanol y el lactato ¿cómo pueden los microorganismos producirlos a partir de los medios tratados de bagazo de agave?

En el laboratorio de Ingeniería de Vías Metabólicas del Instituto de Biotecnología de la UNAM, genéticamente se han modificado bacteria mediante ingeniería metabólica, para convertirlas en productoras eficientes de diversas moléculas de interés.

Por medio de técnicas especializadas de biología molecular, los investigadores del laboratorio han logrado crear cepas que pueden producir etanol o lactato de manera eficiente con altos rendimientos y productividades, es decir obteniendo altas concentraciones a gran velocidad, a partir de hidrolizados de bagazo de agave y otros desechos agroindustriales como residuos de maderas, olote de maíz y bagazo de caña.

Estas bacterias consumen los azúcares de los jarabes del bagazo y los convierten en los compuestos deseados, tal como si fueran pequeñas fábricas biológicas a las que entran azúcares y sale etanol o lactato, en un proceso denominado fermentación. Sin embargo, hay otros aspectos a tener en cuenta cuando se trata del uso de microorganismos para producción, pues se trata de seres vivos que requieren de condiciones ambientales específicas para poder vivir. De ahí que, para llevar a cabo el proceso de fermentación, el hidrolizado de bagazo de agave y las bacterias modificadas deben ponerse en equipos especiales llamados fermentadores o biorreactores, que son sistemas donde se pueden controlar variables como la temperatura, el pH, el oxígeno disuelto y la agitación, entre otras.

El control de estas variables en los bioprocesos permite que los microorganismos puedan realizar la fermentación de manera eficiente, más aún si se tiene en cuenta que éste es un proceso donde no solo la temperatura y pH son importantes para las bacterias, sino que el oxígeno presente debe ser muy poco o nulo para evitar la prevalencia de otras reacciones indeseadas diferentes al proceso fermentativo.

Luego de la fermentación del bagazo de agave con bacterias, los productos deben purificarse. En el caso del etanol, se debe separar del agua y demás remanentes del medio de cultivo. El método empleado para lograr este objetivo es la destilación, que se basa en la baja temperatura de ebullición del etanol con respecto a los otros componentes del medio, por lo que puede ser evaporado y posteriormente condensado para obtenerlo como un líquido puro.

Aunque una de las desventajas y, por tanto, mayores críticas que se han hecho al proceso, es la gran cantidad de agua que requiere para su realización. Este preciado recurso puede ser reutilizado varias veces disminuyendo en gran medida su impacto ambiental.

Luego de la destilación y la deshidratación, es decir, obtener el alcohol prácticamente al 100% sin agua, el etanol puro puede ser usado como oxigenante de la gasolina agregándolo a una concentración de 10 a 20% o incluso como biocombustible por sí mismo, usándolo en automotores acondicionados para funcionar con etanol únicamente.

La propuesta de la UNAM es que se deje de ver el bagazo de agave y otros subproductos de la agroindustria como desechos contaminantes, o de difícil confinamiento, y se reconozca el inmenso potencial que tienen como materias primas para la obtención de una gran variedad de productos valiosos en las Biorrefinerías.

Se espera que este concepto se nos haga cada vez más familiar y sea visto como el reemplazo de las refinerías tradicionales basadas en el petróleo, en refinerías sustentables y menos contaminantes, reduciendo sustancialmente la generación de gases de efecto invernadero.

Asimismo, es relevante reconocer el importante papel que las ciencias aplicadas en el campo de la biotecnología, la ingeniería química, la física, la biología y la agronomía cumplen en esta nueva revolución.

Referencias:

Facultad de Química/Instituto de Biotecnología. (28 de Abril de 2021). Ciencia UNAM. Obtenido de Bagazo de agave: de desecho agroindustrial a materia prima en las biorrefinerías: http://ciencia.unam.mx/leer/1112/bagazo-de-agave-de-desecho-agroindustrial-a-materia-prima-en-las-biorrefinerias-

BAGAZO DE AGAVE: de desecho agroindustrial a materia prima en las biorrefinerías 1era Parte

Facultad de Química/instituto de Biotecnología, 2021

El agave es una especie suculenta que ha sido utilizada en Mesoamérica por más de 9 mil años para la obtención de fibras, azúcares y en México, en la fabricación de bebidas.

Estas últimas ocupan el principal uso del agave en nuestro país. Anualmente se emplean 1.5 millones de toneladas de esta planta en la elaboración de bebidas como tequila, mezcal, sotol, bacanora y raicilla.

Luego de extraer del agave todos los compuestos requeridos para la fabricación de los licores, queda un remanente vegetal que se conoce como bagazo, del que se generan al año alrededor de 360 mil toneladas. Este residuo agroindustrial es abundante en la zona de denominación del tequila.

El bagazo de agave es valioso como precursor de compuestos que podrían ser aprovechados en diferentes industrias, por ejemplo, en la producción de biocombustibles como el etanol.

Al disponer de materia prima para obtener este biocombustible, crece la posibilidad de impulsar la construcción de biorrefinerías, las cuales se vislumbran como sustitutas de las refinerías productoras de gasolinas y otros derivados del petróleo.

Históricamente no se le ha dado un uso importante al bagazo de agave, siendo la industria de papel y de fibras las únicas que han mostrado algún interés en este material, aunque solamente a pequeñas escalas de producción. De ahí que la mayor parte de este bagazo resultante puede considerarse como un subproducto de desecho que se incinera o se descarga en suelos y aguas, generando contaminación.

Recientemente, el uso del bagazo de agave ha cobrado importancia para la obtención de productos de interés industrial como biopolímeros, biocombustibles, tensoactivos y quelantes entre otros, esto debido a que sus compuestos pueden ser convertidos, ya sea por métodos biotecnológicos o químicos, en otras moléculas de utilidad, que purificadas, le otorgan un valor agregado al desecho.

Las moléculas obtenidas (valiosas)

Para comprender cómo se convierte el bagazo de agave en los productos mencionados, debemos entender su composición en una estructura denominada lignocelulósica.

La lignocelulosa es un material encontrado ampliamente en la naturaleza. Tiene una composición compleja conformada principalmente por dos polímeros de carbohidratos: celulosa y hemicelulosa, y un polímero aromático: lignina. Un ejemplo de lignocelulosa que a diario vemos es el tronco de un árbol.

Los polímeros naturales son moléculas de gran tamaño conformadas por moléculas simples llamadas monómeros, que unidas por enlaces químicos. La celulosa se encuentra construida de moléculas de glucosa, perteneciente al grupo de las hexosas o azúcares de seis carbonos; la hemicelulosa está formada principalmente de monómeros de xilosa que es un azúcar de cinco carbonos o pentosa, y la lignina es un polímero amorfo de compuestos aromáticos y otras moléculas.

De igual forma, aunque en cantidades muy pequeñas, hacen parte de la estructura lignocelulósica otros azúcares, como arabinosa, manosa o galactosa. Las unidades más simples de estos polímeros tienen gran variedad de aplicaciones y en el caso de los azúcares como la glucosa, la encontramos en productos que consumimos a diario.

La glucosa es un monosacárido que podemos encontrar en diversos alimentos como las frutas y la miel; su uso más común es como endulzante de alimentos; sin embargo, los jarabes de glucosa también son empleados en la industria alimenticia de panadería, helados y repostería como estabilizantes, conservantes y agentes higroscópicos.

Cuando el bagazo de agave es sometido a ciertos procesos, la estructura lignocelulósica se rompe fragmentándose en los tres componentes principales y liberando los azúcares que contiene.

Dentro de este tipo de metodologías se encuentran los tratamientos termoquímicos, como por ejemplo el tratamiento del bagazo con ácidos diluidos en agua a temperaturas superiores a 130°C, que rompen principalmente la hemicelulosa y liberan xilosa, celulosa amorfa y lignina.

Sin embargo, la alta cristalinidad del polímero de celulosa, esto es, el extremo orden de sus cadenas poliméricas, la hace un material difícil de hidrolizar o romper en su unidad más simple: la glucosa, la fuente de carbono más apreciada en el campo de la biotecnología.

Por tanto, es necesario otro tipo de tratamiento para obtener esas codiciadas moléculas de glucosa, por ejemplo, el uso de mezclas de enzimas, conocidas como cocteles enzimáticos, se ha vuelto frecuente. Las enzimas son pequeños catalizadores bioquímicos, es decir, aumentan la velocidad de reacciones y reducen la energía requerida para que se lleven a cabo.

En el caso de la celulosa se requieren varias enzimas, denominadas en su conjunto celulasas, para lograr una hidrólisis o rompimiento eficiente en moléculas de glucosa.

Las endocelulasas se encargan de romper los enlaces no covalentes de la estructura amorfa de la celulosa dando lugar a cadenas más pequeñas del polímero de celulosa; las exocelulasas rompen el enlace glucosídico denominado β 1-4, el cual une los monómeros de glucosa, de los extremos de las cadenas generadas por las enzimas endocelulasas en pequeños fragmentos de 2 a 4 unidades de glucosa, y las celobiasas o β-glucosidasas, que catalizan la ruptura de los enlaces β 1-4 de los fragmentos pequeños obtenidos por acción de las enzimas exocelulasas, generando moléculas de glucosa libres.

Referencias:

Facultad de Química/Instituto de Biotecnología. (28 de Abril de 2021). Ciencia UNAM. Obtenido de Bagazo de agave: de desecho agroindustrial a materia prima en las biorrefinerías: http://ciencia.unam.mx/leer/1112/bagazo-de-agave-de-desecho-agroindustrial-a-materia-prima-en-las-biorrefinerias-

CIENTÍFICOS DESCUBREN CÓMO LAS ABEJAS ACTIVAN COMPUESTOS NATURALES CONTRA INFECCIONES PARASITARIAS DURANTE LA POLINIZACIÓN

Royal Botanic Gardens, Kew, 2022

En un nuevo artículo publicado en una edición especial de “Philosophical Transactions of The Royal Society”, los científicos del Royal Botanic Gardens, Kew (Real Jardín botánico de Kew), informaron sobre cómo las abejas activan las propiedades «medicinales» de varios néctares para protegerse de las infecciones parasitarias.
El equipo de investigadores dirigido por el Dr. Hauke Koch, científico de Kew, en colaboración con el profesor Mark Brown de Royal Holloway, Universidad de Londres, recolectó muestras de néctar y polen de tilos (Tilia spp.) y madroños en Kew Gardens, en el oeste de Londres, para determinar cómo las abejas procesan los compuestos que se encuentran contenidos en ellos. Los investigadores encontraron que dos compuestos que se encuentran naturalmente en los néctares de estas especies, son activados por los procesos digestivos de las abejas, el microbioma intestinal (microorganismos), o una combinación de ambos.
El objetivo principal del estudio era descubrir cómo estos elementos y sus cualidades antiparasitarias pueden proteger a las abejas del parásito intestinal común Crithidia bombi. Los experimentos arrojaron resultados prometedores para los esfuerzos de conservación de las abejas, en un momento en que los polinizadores enfrentan una creciente amenaza como consecuencia del cambio climático, las enfermedades y la pérdida de hábitat debido a la agricultura y el uso del suelo.

La polinización por animales es una de las interacciones de especies más importantes del mundo, ya que las plantas ofrecen una recompensa nutritiva a insectos, aves y pequeños mamíferos a cambio de la transferencia de polen. Este proceso no solo facilita la reproducción de muchas plantas, sino que también sirve para apoyar la producción mundial de alimentos y la preservación de los ecosistemas, por lo que, los científicos están alarmados al ver evidencia creciente de disminución en la cantidad y diversidad de polinizadores.

Entre las amenazas que los polinizadores enfrentan en la actualidad, se encuentran los peligros que plantean los parásitos. Los parásitos de las abejas pueden introducirse y propagarse a través de las rutas comerciales mundiales, y pueden pasar de las colonias de abejas melíferas domesticadas a los polinizadores silvestres. Sus efectos sobre las abejas se ven agravados por otros factores de estrés, como el uso de pesticidas que afectan la salud del microbioma.
El parásito intestinal del abejorro C. bombi es de especial interés para los científicos, ya que es un parásito común y se sabe que amenaza la supervivencia y el desarrollo de las colonias de abejorros.

El Dr. Hauke Koch, líder de investigación en química biológica de polinizadores en RBG Kew y autor principal del artículo, dice: «Los polinizadores tienen diversos microbiomas en sus intestinos y entornos de anidación. Estas comunidades de microorganismos pueden ser importantes para su salud, por ejemplo, defendiéndolos contra enfermedades o produciendo nutrientes importantes.
Al comprender mejor la importancia funcional y las contribuciones de los individuos que conforman el microbioma de diferentes polinizadores, es posible que en el futuro podamos apoyarlos más adecuadamente. Por ejemplo, las colonias de abejas melíferas y abejorros domesticados se pueden apoyar mediante probióticos novedosos, o se pueden mantener microbiomas saludables en los polinizadores silvestres mediante la restricción de pesticidas que afectan negativamente al microbioma, así como mediante la promoción de plantas con néctar o polen que estimulan los microbiomas saludables.»

El primer compuesto analizado por el equipo, llamado unedone, se encontró en el néctar de madroños (Arbutus unedo) y se extrajo de la miel de madroño. Este arbusto de hoja perenne, es originario de Irlanda, Europa Occidental y el Mediterráneo, y comúnmente se planta en parques y jardines en el Reino Unido. Se sabe que sus flores ricas en néctar y polen son un alimento importante para los abejorros en otoño. Las abejas producen una miel de sabor amargo que es buscada en todo el Mediterráneo.
El compuesto unedone se probó en abejorros infectados por el parásito C. bombi, bajo condiciones de laboratorio. También se experimentó con reinas (abejas hembra capaces de reproducirse) de abejorros (Bombus terrestris), recolectadas en Kew en el otoño de 2018. En la última parte del experimento se alimentó a los abejorros con una mezcla de jarabe de azúcar y polen durante un período de dos semanas, después de lo cual sus heces se analizaron en busca de parásitos. Luego, a los abejorros seleccionados se les dio un tratamiento de jarabe de azúcar, o un tratamiento de unedone. Se descubrió que el compuesto inhibía las infecciones por C. bombi, pero solo después de interactuar con el microbioma, ya que los procesos metabólicos iniciales en el intestino medio lo volvían inactivo contra el parásito.
Los investigadores también determinaron que la tiliasida, un compuesto extraído del néctar del tilo, ofrece beneficios similares a los abejorros obreros. Se descubrió que la tiliasida se activaba mediante los propios procesos digestivos de los abejorros. Ambos compuestos se han presentado como evidencia de los beneficios que tienen los alimentos y los microbiomas para proteger y fortalecer la salud de los polinizadores, a nivel individual y comunitario.

El profesor Phil Stevenson, Director del Departamento de Diversidad y Función de Particularidades en RBG Kew, y coautor del estudio, dice: «Comprender los promotores de la salud de los polinizadores, tanto buenos como malos, es fundamental para saber cómo podemos apoyarlos mejor, y así continuar beneficiándonos de su contribución a la producción de alimentos y al mantenimiento de los ecosistemas naturales». «Ahora sabemos que algunas flores brindan una mejor nutrición para algunas especies, mientras que otras brindan medicamentos naturales a los polinizadores, por lo que podemos seleccionar plantas para restaurar ecosistemas degradados, o para áreas agrícolas, que proporcionen beneficios múltiples a los polinizadores mejorando su salud a nivel de la comunidad.»

Además de los peligros que representan los parásitos, la disminución de los polinizadores está incrementando por el uso de pesticidas, la intensificación de la agricultura y el cambio climático. Por esta razón los científicos están interesados en comprender mejor los procesos naturales que influyen y afectan su salud, tanto positiva como negativamente. Estos procesos incluyen la calidad nutricional del polen y el néctar, el impacto de los parásitos y los beneficios del microbioma, así como los efectos de los compuestos bioactivos naturales y la composición del ecosistema.

Stevenson agrega: «Los impactos de las actividades humanas en la salud de los polinizadores, y la disminución de estos debido al uso excesivo de pesticidas, el cambio climático y la intensificación agrícola, ahora son ampliamente aceptados después de décadas de recopilación de evidencia”.
«Necesitamos buscar soluciones y formas de mantener poblaciones diversas y saludables de polinizadores y otros grupos de insectos. Muchas de estas soluciones se pueden desarrollar a través de una mejor comprensión de los procesos naturales que influyen en la salud de los polinizadores. Si sabemos cómo cambia la nutrición entre el polen de diferentes especies y cuáles de ellas proporcionan los mejores recursos alimenticios para la más amplia gama de polinizadores, podemos implementar programas de restauración con mucha mayor precisión y con beneficios a largo plazo, como la plantación de especies de importancia ecológica en los márgenes de campos agrícolas y corredores ecológicos”.

Referencias:

Royal Botanic Gardens, Kew. (1 de Mayo de 2022). Scientists discover how bees activate natural medicine against parasite infection during pollination. Obtenido de PHYS ORG: https://phys.org/news/2022-04-scientists-bees-natural-medicine-parasite.html