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Modelo matemático predice
respuesta de plantas ante el cambio climático
Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
crearon un modelo matemático basado en los procesos regulados por la temperatura
en plantas que puede predecir la respuesta de cultivos ante el calentamiento
global.
En esta investigación, publicada en la revista 'Science Advances', se ha
identificado el papel fundamental de la proteína COP1 como promotora del
crecimiento de las plantas de Arabidopsis en días largos y temperaturas
ambientales elevadas y su interacción con otros factores celulares. Este
descubrimiento podría ayudar a evitar los efectos adversos del cambio climático
sobre los cultivos estivales.
Esta investigación es fruto de la colaboración entre los grupos dirigidos por
Salomé Prat y Saúl Ares en el Centro Nacional de Biotecnología perteneciente al
CSIC (CNB-CSIC) y Pablo Catalán del Grupo Interdisciplinar de Sistemas Complejos
(GISC) de la Universidad Carlos III de Madrid.
Los datos obtenidos en el estudio han servido para el desarrollo de un modelo
matemático que relaciona los niveles activos de factores celulares regulador por
la luz y la temperatura con el crecimiento del tallo embrionario (el hipocótilo).
Para la investigadora del CSIC actualmente en el Centro de Investigación en
Agrigenómica (CRAG), Salomé Prat, la importancia de este trabajo va más allá de
la caracterización de las bases moleculares de la termomorfogénesis.
"Las especies cultivadas muestran una variabilidad genética muy reducida en
cuanto a su capacidad de adaptación a temperaturas ambientes elevadas, que
disminuyen su producción. Aquí mostramos que formas más activas de COP1 mejoran
la tolerancia al cambio climático de los cultivos que requieren días largos",
indica la investigadora.
Las plantas adaptan su desarrollo y morfología a las condiciones ambientales que
las rodean, fundamentalmente, la duración del día y la temperatura ambiente.
Estos dos factores afectan de manera directa al rendimiento de los cultivos, de
ahí el interés de la comunidad científica en su estudio.
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Al detectar un aumento de la temperatura, la
primera respuesta de la planta es la elongación del hipocótilo, para
facilitar el enfriamiento de las hojas y minimizar el daño producido
por el calor.
"Utilizando varias líneas mutantes de Arabidopsis en diversas
condiciones de luz y temperatura, pudimos ajustar los parámetros de
las ecuaciones con los datos experimentales de longitud del
hipocótilo y una de las predicciones más interesantes del modelo es
la que destaca que la máxima actividad de COP1 tiene lugar durante
el día y a temperaturas elevadas", explica Ares.
La temperatura promueve el crecimiento de las plantas y la luz lo
inhibe. En verano, cuando los días son largos y más cálidos, las
plantas reciben información contradictoria y tienen que decidir a
qué señal hacer caso.
"Hasta el momento, COP1 había sido descrito como un factor
fundamental para regular el crecimiento en oscuridad, por lo que
esta predicción resultaba insólita" señala Cristina Nieto, primera
autora del trabajo y en la actualidad investigadora del Instituto
Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria
(INIA-CSIC).
"Decidimos simular el crecimiento del hipocótilo para un rango de
valores de actividad de COP1 y comprobamos experimentalmente las
predicciones obtenidas con mutantes donde COP1 no funcionaba bien o
con plantas que acumulaban un exceso de la proteína. Gracias a este
estudio, ahora sabemos que la proteína COP1 es clave para regular la
respuesta a temperatura en días largos, es decir, en verano",
precisa.
Contra la
contaminación
Según el último estudio de la Organización para la Cooperación y el
Desarrollo Económicos (OCDE), alrededor de 109 millones de toneladas
de estos desechos se acumulan en los ríos y lagos del mundo. Otros
30 millones contaminan los océanos y unos 1,4 millones están en
tránsito desde los ríos a los mares.
Consciente de esta problemática, Warco – Geobrugg trae a Colombia
una alternativa para descontaminar los ríos colombianos desde
fuentes como caños y canales urbanos, con barreras de tecnología
suiza probadas en un proyecto piloto en Guatemala, que permiten
retener plástico y basura de tal forma que se puedan aprovechar
aquellos materiales reutilizables, evitando que lleguen a ríos y
mares, y así apoyar la disminución de gases de efecto invernadero y
proteger los hábitats.
Este piloto en Guatemala contó con la participación de expertos e
ingenieros de seis países (Países Bajo, Alemania, Suiza, Guatemala,
Panamá y Costa Rica) para interceptar en el río Las Vacas (afluente
del río Motagua antes mencionado), el curso de agua que descarga la
mayor parte de las aguas servidas y basura de la Ciudad de
Guatemala, lo cual genera un impacto ambiental negativo a lo largo
del valle del río y del embalse de la hidroeléctrica, ubicada aguas
debajo de ciudad. El objetivo es interceptar todo el material de
desecho (especialmente el plástico) en el río y evitar de esta forma
que alcance el mar.
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Durante casi año y medio se desarrolló el diseño de un par de
barreras dinámicas flexibles de acero empleando tecnología suiza, la
cual es líder a escala mundial en el desarrollo de barreras de
flujos de detritos en cursos de agua, y la instalación de la primera
barrera.
Según el estudio de Greenpeace, Plásticos en los océanos Datos,
comparativas e impactos, ocho millones de toneladas de basura al año
llegan a los mares y océanos (equivalente al peso de 800 Torre
Eiffel, para cubrir 34 veces la isla de Manhattan o el peso de
14.285 aviones Airbus A380) y cada segundo más de 200 kilos de
basura van a parar a los océanos.
Por eso urge en Colombia trabajar por descontaminar los ríos, con
barreras flexibles en acero de alta resistencia con tecnología suiza
que se encuentra en desarrollo, pero ha probado su efectividad en el
propósito de limitar el avance de las basuras que contaminan ríos y
que a través de estos llegan al mar, generando desastres ecológicos
como lo son la formación de cinco islas de basura (dos en el
Pacífico, dos en el Atlántico, y una en el Índico), afectando
ecosistemas marinos y generando efectos nocivos para el
medioambiente.
Canales como los de Barranquilla, Medellín, Cali u otros en Bogotá
como el de la Av. 19, 127 y Av. Boyacá, así como los ríos Tunjuelito,
Fucha o Córdoba, serían ideales para el uso de estas mallas con
tecnología suiza de última generación que resisten toneladas de
desechos que luego pueden ser recogidos fácilmente con maquinaria
amarilla y darles un destino final apropiado, evitando así que los
afluentes hídricos sigan siendo contaminados con basura.
Eso evitaría que millones de toneladas de desechos llegaran a ríos
como el Magdalena, apoyando la labor que hoy se viene haciendo para
descontaminarlo, generando un ahorro importante para las
administraciones locales.
Hasta el momento, en Colombia se ha explorado la
posibilidad de instalar tres barreras contra flujo de detritos, elaboradas en
acero inoxidable, con la intención de retener lodo, detritos, material
particulado y basuras que se movilicen como consecuencia de expansión de un
relleno sanitario, con la ventaja que las barreras suizas tienen una protección
especial contra la corrosión derivada del contacto con lixiviados, aumentando la
vida útil de las barreras.
El potencial de estas barreras fue expuesto en el VI Taller Técnico de Warco-Geobrugg
que reunió a todo el sector de ingeniería del país alrededor de los últimos
adelantos en la prevención de riesgos geológicos y geotécnicos, de la mano de
expertos de Europa, Centroamérica y Colombia, en un evento que se llevó a cabo
en el Carmel Club.
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