EL CO2 desarma a las plantas

Los niveles de dióxido de carbono de la atmósfera están aumentando a un ritmo alarmante, y las nuevas investigaciones indican que la planta de soja baja sus defensas a medida que el CO2 aumenta. Los elevados niveles de CO2 perjudican a un componente clave de la defensa de las hojas de las plantas para ser comidas por los insectos, según el informe.

El estudio de la Universidad de Illinois aparece esta semana en la red en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

La deforestación y la quema de combustibles fósiles han incrementado significativamente los niveles de dióxido de carbono desde fines del siglo 18, dice el biologo, Profesor y Jefe de Departamento Evan DeLucia, autor del estudio.

"En la actualidad, el nivel de CO2 en la atmósfera es de aproximadamente 380 partes por millón", dijo DeLucia. "Al comienzo de la Revolución Industrial era de 280 partes por millón, y había estado en ese nivel durante al menos 600000 años – y probablemente varios millones de años antes también.

Las actuales predicciones son que el dióxido de carbono atmosférico llegará a 550 partes por millón en el año 2050, dijo DeLucia, y la rápida industrialización de China y la India pueden incluso acelerar ese calendario.

El nuevo estudio, dirigido por el profesor de entomología y jefe del departamento Mayo Berenbaum, sobre la semilla de soja (Soy FACE) en instalaciones de Illinois. Este laboratorio de investigación al aire libre puede exponer a las plantas de soja en un campo a una variación de CO2 atmosférico y niveles de ozono - sin aislar a las plantas de otras influencias ambientales, como la lluvia, el sol y los insectos.

Altos niveles de dióxido de carbono atmosférico aceleraran la tasa de fotosíntesis. También aumenta la proporción de hidratos de carbono en relación con el nitrógeno en las hojas de plantas.

Los investigadores querían saber cómo esta alteración de carbono-a-nitrógeno afectaba a los insectos que se alimentan de las plantas. Se prevé que los insectos comen mas hojas para satisfacer sus necesidades de nitrógeno.


Cuando se puso de sometio a la soja sobre el terreno a elevados niveles de dióxido de carbono, los investigadores vieron el efecto esperado: La soja en la parcela de ensayo expuso más signos de daños del insecto que las parcelas en los alrededores. Una inspección más cercana reveló que la soja que creció a niveles elevados de CO2 atrajo a muchos más escarabajos japoneses adultos, mas gusanos de raíz del maíz occidental y, durante los brotes de soja más áfidos de Asia, que la soja en otras parcelas.

Las orugas y larvas de otros insectos necesitan nitrógeno para crecer y construir nuevos tejidos, pero los insectos adultos pueden sobrevivir y reproducirse en una dieta alta en hidratos de carbono. Por lo tanto, tiene sentido que un mayor número de adultos emigren a las plantas con altas concentraciones de CO2, dijo DeLucia.

Sin embargo, ¿porque el mayor nivel de azúcar en las hojas tuvo este efecto? Para encontrar la respuesta, el equipo permitio a los escarabajos vivir sus vidas en tres condiciones diferentes: en una planta sometida a un alto nivel de CO2, en una con baja emisión de CO2 fuera de las plantas de soja de la parcela FACE o en una planta cultivada sometida a baja emisión de CO2 fuera de la parcela de ensayo, pero que tenía su contenido en azúcar artificialmente impulsado.

"Lo que descubrió fue sorprendente," dijo DeLucia.

Los escarabajos en las plantas de soja sometidas a altos niveles de CO2 han vivido más tiempo, y como resultado producen más descendencia, que los que viven fuera de la parcela Soy FACE. Incluso aquellos alimentados con una dieta complementaria de azúcares no extendieron tanto su vida útil.

"Así que aquí estábamos pensando que los azúcares son lo principal para alimentar a los escarabajos y estas hojas sometidas a aumento de CO2 parece que les van mucho mejor" dijo DeLucia. "Y aunque todavía puede ser cierto parece que los azúcares no son lo que causa que vivan más tiempo y tengan más descendencia."

El equipo ha dirigido su atención a las vías de señalización hormonal de las plantas, centrándose en una clave de defensa química que las plantas producen para evitar un ataque de insectos. Cuando los insectos comen sus hojas, la soja y otras plantas producen una hormona, ácido jasmonic, que comienza una cadena de reacciones químicas en las hojas que aumentan sus defensas. Normalmente, esto conduce una cascada de producción de altos niveles de un compuesto denominado inhibidor de la proteasa. Cuando los insectos ingieren esta enzima, se inhibe su capacidad para digerir las hojas.

"Lo que hemos descubierto es que las hojas cultivadas en altos niveles de CO2 pierden su capacidad de producir el ácido, y que todo el proceso de la defensa se para," dijo DeLlucia. "Las hojas ya no son adecuadamente defendidas".

El mayor contenido de carbohidratos de las hojas y la falta de defensas químicas permitió a los insectos adultos disfrutar de las hojas y vivir más tiempo y producir más descendencia.

"Este estudio demuestra que el cambio ambiental mundial es multifacético," dice Berenbaum. "El impacto de las elevadas emisiones de dióxido de carbono para paralizar la capacidad de la planta para responder a los daños de los insectos se ve agravado por la presencia plagas invasoras de insectos en los campos de soja. El escarabajo japonés, como su nombre indica, esta relativamente hace poco en Illinois en los campos de soja. Se trata de evitar los daños considerables que produce, pero ahora este estudio sugiere que su capacidad para infligir daños no harán sino aumentar con el tiempo. "

Los investigadores, que también están afiliados a Instituto de Biología Genómica, ahora tratan de determinar si el mismo proceso ocurre en otras plantas.

Sacado de Con.Ciencia

Padre GAIA vs Centrales Nucleares

Sacado de Con.Ciencia

A pesar de su imagen negativa, la energía nuclear puede ser la forma más eficaz y realista de atender el rápido crecimiento de la demanda de energía en los Estados Unidos y en el resto del mundo.
Hace cuatro años este mes, que James Lovelock dio la espalda a un gran número de sus admiradores. Lovelock era venerado en el movimiento verde por el desarrollo de la hipótesis Gaia, que une todo lo que hay en la tierra en un proceso dinámico, totalmente orgánico. Escribiendo en el periódico británico The Independent, Lovelock declaró en un editorial: "No tenemos tiempo para experimentar con fuentes de energía visionarias; nuestra civilización está en peligro inminente y tiene que utilizar la energía nuclear por su seguridad, como fuente de energía disponible desde ahora o sufrirá el dolor que pronto nos será infligido por nuestro planeta dañado ".
Lovelock explicaba que su decisión de apoyar la energía nuclear fue motivada por su temor a las consecuencias del calentamiento global y por los informes sobre el aumento de los combustibles fósiles y las emisiones de las centrales térmicas. Jesse Ausubel, director del Programa para el Medio Ambiente Humano en la Universidad Rockefeller, recientemente se hizo eco del sentimiento Lovelock. "Como verde, la atención más importante tiene que ser ahorrar daños y respetar la tierra y la naturaleza", escribió. "La escala en la que se podría acometer toda la demanda mundial de energía, con fuentes renovables de energía como el viento, agua, biomasa y no causar graves daños al medio ambiente es enorme. Si medimos los vatios que las energías renovables dan por metro cuadrado, y los de la energía nuclear hay una astronómica ventaja de esta sobre sus competidores. "Todo esto ha llevado a varios otros destacados ecologistas a pronunciarse públicamente a favor de nuevas centrales nucleares. Tuve un cambio similar de sentimientos. Durante años me he opuesto a la energía nuclear, pero mientras yo estaba investigando en mi libro: Como podemos para salvar el Mundo: La Verdad Acerca de la Energía Nuclear, mis puntos de vista dieron completamente la vuelta.
Según el Departamento de Energía de EEUU, simplemente para mantener las nucleares el 20 por ciento de la cuota de suministro de energía, en los Estados Unidos se tendría que añadir tres o cuatro nuevas plantas de energía nuclear en un año a partir de 2015. (Hay 104 centrales nucleares actualmente en funcionamiento en los Estados Unidos.) Pero ninguna nueva central nuclear se ha construido en ese país en 30 años, en parte debido a la aversión del público a la energía nuclear después de la “Three Mile Island” en 1979 y el desastre de Chernobyl en 1986. Ahora la NRG Energy, con sede en Princeton, Nueva Jersey, se ha lanzado con planes para construir dos nuevos reactores nucleares en el Sur de Texas, cerca de las instalaciones del Proyecto Bahía de la Ciudad. Los nuevos reactores serán capaces de generar de manera constante un total de 2700 megavatios, suficientes para iluminar 2 millones de hogares.
Los Estados Unidos bombearon por sí solos el equivalente a casi 7 millones de toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera en 2005. Más de 2 millones de toneladas procedían de la generación de electricidad y ello no resulta sorprendente, teniendo en cuenta que quema combustibles fósiles para el 70 por ciento de su electricidad. Alrededor de la mitad de todos su electricidad proviene de más de 500 plantas de carbón. Además de contribuir al calentamiento global, la contaminación tiene un grave impacto sobre la salud. La quema de carbón libera partículas finas que provocan la muerte de 24000 estadounidenses cada año y causa cientos de miles de casos de cáncer de pulmón y problemas cardíacos.
Se espera un aumento de la demanda americana de electricidad de casi el 50 por ciento en, según el Departamento de Energía. Y por desgracia, las fuentes de energía renovables, tales como el viento y el sol, tienen muy pocas probabilidades de satisfacer esa necesidad. Las instalaciones eólicas, y solares suministran hoy menos del 1 por ciento de la electricidad en los Estados Unidos, y además lo hacen intermitentemente, y se necesitarán décadas para que proporcionen más que un pequeño impulso a la red eléctrica. "Para hacer frente a la demanda de electricidad en EE.UU. en 2005 que era alrededor de 4 millones de megavatios-hora las veinticuatro horas del día por medio del viento se habría requerido parques eólicos que abarcaran más de 780.000 kilómetros cuadrados", señala Ausubel. Por contexto, 780.000 kilómetros cuadrados (301.000 millas cuadradas) es mas que el área completa de Texas. Las tarifas de la energía solar son altas, en el análisis de Ausubel: "La cantidad de energía generada en el núcleo de un reactor nuclear requiere [2,5 acres] muchisimo menos que las células solares." La Energía geotérmica también está a décadas de contribuir de manera significativa a la necesidad de electricidad de de EEUU.
"La energía Nuclear tiene la facultad de poder ganar en la lucha contra el calentamiento global", dice NRG del presidente y director ejecutivo, David Crane. "Mientras los costos de la construcción de nuevas centrales nucleares no son baratos, a la larga es una de las maneras más económicas para hacer electricidad." La NRG ya es objetivo de oposición. Los grupos nacionales ecologistas, y algunos en Texas como el Sierra Club y el Public Citizen, no quieren nuevas centrales que satisfagan la demanda eléctrica. "Estamos todos unidos en nuestra oposición", dice Karen Hadden, director de la Energía Sostenible y La Coalición de Desarrollo Económico, que ha movilizado a otros grupos a la batalla. "Vamos a luchar contra los reactores." Ella, al igual que otros opositores, insiste en que la energía nuclear es peligrosa y costosa y desvía de dólares para la conservación y la eficiencia energética de la energía eólica, solar y las tecnologías de almacenamiento.
Las preocupaciones del público acerca de la energía nuclear se han centrado tradicionalmente en dos cuestiones: el riesgo radiactivo de un accidente y los peligros de los residuos nucleares. (Desde el 9 / 11, lo riesgos y la seguridad han surgido como la tercera gran preocupación en EEUU.) Mi investigación muestra que esos temores son infundados. Un Chernobyl no puede suceder en EEUU-una encuesta realizada por la Comisión Reguladora Nuclear (NRC) estableció que los reactores de ese país están libres de los defectos de diseño que permitierón uan exploxión en Chernobyl, y en los Estados Unidos un típico núcleo del reactor está rodeado por varios recintos para bloquear la fuga de materiales radiactivos, incluso en el caso de un accidente. Chernobyl no tenía tal contención.
El peor accidente del reactor comercial en EEUU, fue en Three Mile Island 2, se dice que la reacción fue un éxito destacable a pesar de la fusión parcial, de acuerdo con la investigación del Consejo Noruego para los Refugiados. Durante un minuto hubo una fuga de gas radiactivo, pero varios estudios independientes han comprobado que no hubo ningún efecto en la salud atribuible a la exposición. Desde entonces, la reglamentación en EE.UU. han instituido muchas medidas adicionales de seguridad. Los reactores que se utilizarán en el Proyecto Sur de Texas son de un tipo denominado reactores avanzados de agua en ebullición, la última variación de un diseño investigado a fondo y que ha sido utilizado con seguridad por un decenio, (el reactor de agua ligera). Estos reactores tienen la característica curiosa que el agua utilizada para enfriar el núcleo y ejecutar la generación de turbina es también esencial para mantener una reacción nuclear en cadena. En pocas palabras, fisionan átomos en el reactor nuclear del combustible y emiten neutrones que viajan muy rápido y hacen de manera eficiente que otros átomos se fisionen. El agua frena los neutrones, lo que permite que la reacción en cadena siga a un ritmo constante. En el caso de un accidente, múltiples sistemas de refrigeración mantienen el agua fluyendo al núcleo, y si las barras de control caen rápidamente, se terminan las reacciones nucleares automáticamente.
¿Qué pasa con los residuos? El uranio es una extremadamente densa fuente de energía, y el volumen de residuos, por lo tanto, es pequeño. Según David Bradish, un analista de datos en el Instituto de Energía Nuclear, una pastilla de combustible nuclear mide 0,07 pulgadas cúbicas (aproximadamente el tamaño de la punta de su dedo) y contiene la energía equivalente a 1780 libras de carbón. El parque de 104 reactores genera aproximadamente 800 millones de kilovatios-hora al año y deja alrededor de 2000 toneladas de combustible nuclear gastado en un año. Por el contrario, la combustión de carbón en EE.UU. produce unos 100 millones de toneladas de materiales tóxicos al año.
En las centrales nucleares, el combustible gastado se está transfiriendo a sólido toneles en piscinas de hormigón, donde puede garantizarse su seguridad durante aproximadamente un siglo. Sin embargo, este combustible gastado, retiene más del 95 por ciento de su energía y puede ser reprocesado para hacer nuevos combustibles con la reducción del volumen final de los residuos de más del 60 por ciento. La Academia Nacional de Ciencias ha dado el visto bueno para la eliminación a largo plazo del combustible gastado en latas que serán selladas en el interior de una montaña cerca de del Test Site Nevada, un lugar donde bombas atómicas ya han sido detonadas.
La NRG está esperando una luz verde de la NRC para construir y poner en funcionamiento su nuevo par de reactores, programados para operar en 2014 y 2015. Varias otras empresas se están preparando para que presentar sus propios planes de nuevos reactores. La aprobación a la NRG no se espera antes de 2011, pero en caso de que que al final se de el consentimiento, esto podría señalar el inicio de un renacimiento nuclear y de reducciones sustanciales en la huella de CO2 de América.

Noticia original Gwyneth Cravens para DM




Divulgación Científica para todos

Transgénicos

El boicot a los transgénicos que mantiene una parte de la militancia ecologista es una posición ideológica respetable, aunque yo no la comparto. Asustar a los ciudadanos con hipotéticos riesgos para la salud de las variedades aprobadas en Europa es una práctica que no merece mis respetos. Justificaré este alegato con la ayuda de un testigo: la bacteria B. thuringiensis. Pero antes repasemos los 10.000 años que han transcurrido desde el inicio de la agricultura. Es preciso conocer el pasado, si queremos decidir sobre el futuro.

La biología no ha matado a Dios, pero sí ha refutado la divina providencia: la Naturaleza no tiene ningún interés en vestirnos y alimentarnos. A la luz de la ciencia, la agricultura es un proceso milenario de selección artificial de especies. Desde el Neolítico, el hombre ha resembrado cada año las mejores semillas de su anterior cosecha. Esta mejora genética contra natura se hace evidente al observar rasgos deseables de especies domésticas que son taras para sus ancestros silvestres. Se eligieron los especímenes de mejor sabor –menos tóxicos– y por tanto más vulnerables a sus predadores; fueron los animales más dóciles, incapaces de atacar y defenderse, los que engendraron las razas mansas. En esta simbiosis, el agricultor se comprometió a proteger sus cosechas de enemigos naturales, usando la tecnología disponible. Últimamente, hemos logrado sustituir algunos plaguicidas de destrucción masiva por otros más sostenibles y selectivos.

Un ejemplo estelar de esta estrategia es el uso de microbios, como B. thuringiensis, para controlar plagas. Esta bacteria se ha convertido en un aliado para los agricultores ecológicos que renuncian a usar agentes químicos, porque ataca a las larvas de insectos dañinos y es inocua para el hombre. Podría comerse a cucharadas sin problemas (no intente hacerlo con el DDT). Precisamente es una proteína de B. thuringiensis la que, mediante ingeniería genética, se ha introducido en el maíz transgénico que se cultiva en Europa, para protegerlo de una larva devastadora.

Los mismos grupos que defienden el consumo de productos ecológicos fumigados con la bacteria reniegan de su proteína cuando se integra en el maíz. Detrás del colectivo anti-transgénico hay argumentos quizá más respetables, pero menos sensacionalistas y, desde luego, poco prioritarios para el ciudadano, que sí se preocupa cuando se lanzan –falsas– alarmas sanitarias. Seamos serios y llamemos a las cosas por su nombre. En política todo vale, en ciencia, no.

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