LAS LECHUGAS DE LA NASA Y OTROS VEGETALES ESPACIALES

¿Recordáis la película de Star Trek que producían vegetales en el espacio? Hace ya varios años que investigadores de la Universidad de Florida descubrieron que las semillas en el espacio brotan más o menos la misma manera que lo hacen aquí en la Tierra, incluso sin gravedad. Los resultados de esta investigación realizada en la Universidad de Florida fueron publicados en la revista BMC Biología Vegetal [1]. En este estudio iniciado en 2010 y financiado por la NASA, los científicos demostraron por primera vez que, sin gravedad, las raíces mostraban movimientos normales que se utilizan para moverse por las rocas y otros obstáculos [2]. Los resultados proporcionaban una visión fundamental de cómo las raíces interactúan con su entorno y sugiería que las plantas probablemente podrían ser cultivadas en ambientes reducidos de gravedad, como las estaciones espaciales o la luna. Los experimentos regresaron el transbordador espacial Endeavour el 01 de junio de 2011. La NASA financió la investigación. 

El año pasado, un astronauta llamado Don Pettit comenzó a escribir acerca de un experimento para lograr crecer comida en el espacio en la Estación Espacial Internacional. Todo parecía indicar que esto no iba a ser posible ya que las condiciones atmosféricas dentro de la estación no son las ideales para cualquier organismo vivo, en especial para plantas o vegetales. 

Pero el pasado 18 de abril el carguero no tripulado SpaceX CRS-3 Dragon despegó de Cabo Cañaveral rumbo a la Estación Espacial Internacional (ISS) llevando a bordo suministros, equipamiento técnico y material para realizar una gran variedad de experimentos. En la carga que fue entregada el 20 de abril había, por ejemplo, cuatro cámaras de vídeo de alta definición para filmar la Tierra desde diferentes ángulos, dos piernas robóticas para Robonauta 2, el humanoide que vive en la ISS desde 2011, un equipo para investigar la diversidad de microbios en el espacio y un invernadero para cultivar vegetales denominado VEGGIE.

Tras casi un año de experimentación y 28 días de cuidados extremos, la NASA ha logrado crecer seis vegetales en el espacio. Estas seis cabezas de lechuga romana, podrían significar un ahorro de 10,000 dólares por cada medio kilo de comida que se envía al espacio. Los vegetales en el espacio no fueron fáciles de crecer, han estado durante 28 días en bolsas aislantes y bajo la luz de LEDs color rosa neon; y lo estarán hasta diciembre que puedan ser cosechadas. Sin embargo, estos vegetales no serán consumidos en la estación espacial, al contrario, serán congelados y enviados para su revisión a la Tierra para asegurarse de que son comestibles.

Si bien es cierto que seis cabezas de lechuga romana no lograrán alimentar ni por un día a un astronauta, son un gran paso para el desarrollo de tecnologías que logren alimentar a los astronautas. Estos vegetales en el espacio también significan que podemos no estar muy lejos de descubrir la forma de alimentarnos sin estar en la Tierra y, tal vez, en un futuro logremos subsistir fuera de nuestro querido planeta.

Recientemente, varios cerezos que brotaron a partir de semillas enviadas al espacio en 2008 han asombrado a los botánicos japoneses, al haber logrado florecer varios años antes de lo normal, sin que la ciencia pueda explicar este fenómeno. Las semillas de las que germinaron fueron enviadas en un cohete junto al astronauta japonés Koichi Wakata a la Estación Espacial Internacional (EEI), de la que hoy es comandante. El proyecto, bautizado como "Cerezo del espacio" y concebido por la empresa Japan Manned Space Systems, consistió en enviar 265 semillas en mayo de 2008 a la estación espacial, de donde regresaron, junto a Wakata, en julio de 2009. Todas ellas pertenecían al legendario y reverenciado "Chujohimeseigan-zakura", un cerezo de unos 1.250 años de edad plantado en el templo Ganjoji de la ciudad de Gifu. El botánico Takao Yoshimura, de 78 años, decidió plantar una de ellas hace cuatro años en el mismo Gangoki, y optó por cubrir la tierra con musgo de turbera debido a lo difícil que ha sido siempre hacer crecer algo a partir de los frutos del "Chujohimeseigan".

El árbol que brotó en Gangoji ha sido noticia este año por su florecimiento inusualmente rápido, según contó hoy en su edición web el diario Asahi. En esos cuatro años, el joven cerezo ha alcanzado los cuatro metros y esta primavera, por primera vez, produjo diez brotes que florecieron el pasado 4 de abril. El propio Yoshimura, aseguró al Asahi, que un cerezo tarda unos 10 años o más en dar flores, y explicó que otros árboles plantados de esas "semillas espaciales" en las prefecturas de Kochi y Yamanashi también han florecido este año. Por su parte, el botánico, Kaori Tomita, que participó en el proyecto "Cerezo del espacio", afirmó que la ciencia no puede explicar de momento el rápido desarrollo de estos especímenes. "Existe, teóricamente, la posibilidad de que el entorno cósmico tuviera un determinado impacto en los agentes de las semillas que controlan la floración y el proceso de crecimiento, aunque en realidad no tenemos manera de averiguar por qué los árboles han florecido tan pronto", sentenció. La floración de los cerezos es un importante acontecimiento anual en todo Japón, donde la gente se lanza a parques y templos cada primavera para el llamado "hanami", la tradicional observación de las flores rosadas.

Pero el proyecto del cerezo espacio no es fruto de las primeras semillas enviadas al espacio, técnica que están utilizando los genetistas chinos para provocar mutaciones vegetales en busca de cambios que mejoren las variedades genéticas [5]. Además, proyectos como VEGGIE está en periodo de experimentación y está intentando crecer brócoli, girasol y otro tipo de lechugas. Aunque aún tiene varios años de investigación por delante, los primeros brotes ya se están analizando. Y si se producen lechugas, ¿por qué no producir germinados de cereales, legumbres u otras plantas que sirvan para alimentar al ganado y de esa manera investigar la cría de animales para la producción de carne o leche en el espacio? El futuro lo dirá, quizá mientras alguien lo utilice en el guión de alguna película.

URL de este post:
[1] Biología BMC Planta: http://www.biomedcentral.com/1471-2229/12/232/abstract
[2] Universidad de Florida: http://news.ufl.edu/2012/12/12/gravity-root/
[3] Sistema de crecimiento vegetal VEGGIE, ESTACIÓN ESPACIAL INTERNACIONAL. http://www.nasa.gov/content/veggie-plant-growth-system-activated-on-international-space-station/#.VKIIBLgL4A
[4] Revista digital Emol, ciencia y tecnología.
[5] Space Safety Magazine: http://www.spacesafetymagazine.com/space-hazards/radiation/chinese-space-radiation-mutate-food-crops/

NACEN LOS PRIMEROS POTROS EUROPEOS A PARTIR DE EMBRIONES GENOTIPADOS Y CRIOCONSERVADOS

El Instituto Francés del Caballo y la Equitación (IFCE) y el INRA anuncian, por primera vez en Europa, el nacimiento de cuatro potros a partir de una transferencia de embriones genotipados y crioconservados. El objetivo de este trabajo es conocer mejor el desarrollo del embrión, controlar la reproducción de los animales de cría y mantener la biodiversidad de las razas. Predecir las características de un potro que va a nacer constituye además un activo importante para el sector equino.

La tecnología para obtener embriones viables tras su genotipado y criopreservación ha sido desarrollada en el centro INRA Val de Loire de Nouzilly. Posteriormente, el verano pasado, se realizó la transferencia de varios embriones en el potrero de Haras du Pin, en el departamento del Orne (IFCE). Esta colaboración se materializa hoy en el nacimiento de potros sanos.   Los embriones se recogieron siete días después de la fecundación en ponis hembra de tipo Welsh B del ganado del INRA. Dichos embriones fueron genotipados: los científicos tomaron muestras de células del embrión para analizar su genoma. En este experimento, la selección se basó en la determinación del sexo, con el objetivo de comprobar su viabilidad técnica. Seguidamente, los embriones fueron crioconservados en nitrógeno líquido a−196 °C e implantados el verano pasado en yeguas de silla del Haras du Pin. Los potros nacieron el pasado mes de mayo después de once meses de gestación y eran del sexo previsto: dos hembras y dos machos. Esta primicia europea representa la culminación de más de diez años de trabajo para los científicos del IFCE y el INRA y abre varias líneas de investigación relacionadas con el embrión.   La conservación de embriones es muy compleja en el caballo, mientras que en bovinos, pequeños rumiantes e incluso en seres humanos es ya una técnica consolidada. No en vano, los embriones equinos son de tamaño muy variado: tras 7 días de desarrollo, su diámetro oscila entre 200 y 700 micras. Los de mayor tamaño son muy difíciles de crioconservar ya que el líquido que contienen se cristaliza cuando se les somete a una temperatura muy baja. Además, los embriones equinos están envueltos en una cápsula que dificulta su buena crioconservación.   La posibilidad de conservar embriones en frío tiene varias ventajas. Puede ayudar, por ejemplo, a mantener la biodiversidad de las razas, en particular, de aquellas que cuentan con pocos ejemplares, como el poni landais o el caballo de tiro Poitevin mulassier. Por otro lado, la limitación actual del desarrollo de la transferencia de embriones está relacionada con el elevado coste que supone para un centro de transferencia el mantenimiento de una manada de yeguas receptoras, que deben estar sincronizadas con las yeguas donantes. Por tanto, la crioconservación permitiría aplazar la transferencia en el tiempo y realizarla solo cuando una receptora sincronizada esté preparada. Por último, también parece factible la regeneración directa de manadas que hayan sufrido pérdidas por problemas sanitarios o de otro tipo, sin tener que pasar por técnicas indirectas como el cruce con otras razas.   El genotipado permite seleccionar embriones según diferentes criterios: el sexo (como en este caso), la ausencia de enfermedades genéticas identificadas o, posiblemente en el futuro, otros elementos relacionados con los rasgos de comportamiento, tales como la emotividad o la sociabilidad. Predecir las características de un potro que va a nacer constituye un activo importante para la industria equina. Los próximos pasos a seguir tienen que ver con la simplificación del proceso para que esta tecnología sea más fácilmente accesible y utilizable por esta industria. Fuente: INRA

¿POR QUÉ LAS CEBRAS TIENEN RAYAS?

UN CURIOSO ESTUDIO DE LA UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA DEMUESTRA CIENTÍFICAMENTE EL SIGNIFICADO DE LAS RAYAS DE LAS CEBRAS

La cebra, entre otras especies de équidos, presenta un patrón rayado característico. Existen varias teorías sobre la función que cumplen estas rayas. Investigadores de la Universidad de California (EE UU) han trabajado sobre las cinco más extendidas para comprobar si son ciertas. 

La primera de estas hipótesis relacionaba las rayas con el camuflaje, otra se asociaba a la reducción del calor excesivo, y también se había atribuido este patrón rayado a la interrupción del ataque de los depredadores, de la picadura de las moscas e incluso a una función social.

“Tomamos medidas de la extensión y la intensidad de las rayas en diferentes partes del cuerpo de siete especies y veinte subespecies de équidos. Posteriormente estudiamos la distribución geográfica de dichas especies en un mapa del Viejo Mundo”, explica a Sinc el investigador Tim Caro, líder del trabajo que se publica en la revista Nature Communications.

Concretamente estudiaron la cebra de montaña, la cebra de Grevy, la cebra común, el asno salvaje africano, el caballo de Przewalkski, el kiang y el asno salvaje asiático. Se excluyeron las cebras domésticas y los caballos salvajes, ya que el color de su pelaje es débil y han sufrido una intensa selección a través de la domesticación.

Para contrastar todas las hipótesis, los científicos analizaron factores como  la ubicación de los grandes depredadores, la media de las altas temperaturas, los bosques y las localizaciones geográficas de tábanos y mosca tse-tsé. Todos estos agentes fueron representados en el mismo mapa y se midió el grado de solapamiento de cada variable.

“Finalmente, pusimos todos estos factores en un modelo estadístico multifactorial para probar todas las hipótesis simultáneamente”, aclara Caro.

Al finalizar la investigación, los autores encontraron que la distribución de las especies de équidos con rayas se solapaba con los rangos de actividad de los insectos. Este alto grado de coincidencia indica que esta es la hipótesis más robusta. Según Caro, "el resto de las hipótesis no fueron concluyentes".

Además, al analizar la distribución de estos insectos se descubrió que las subespecies con muchas rayas en las patas se superponen con las áreas con una gran abundancia de tábanos, y las subespecies con muchas rayas en el vientre se encuentran en zonas donde hay muchas moscas tse-tsé.

“El siguiente paso es aclarar por qué las cebras aún son particularmente susceptibles a las picaduras de algunas moscas y sufren enfermedades transmitidas por estos insectos”, concluye el experto.

Referencia Bibliográfica:

Tim Caro, Amanda Izzo, Robert C. Reiner Jr, Hannah Walker, Theodore Stankowich. “The function of zebra stripes”. Nature Communications 2014 DOI: 10.1038/ncomms4535

Fuente: SINC

MODELOS MATEMÁTICOS PARA PREDECIR LA EVOLUCIÓN DE LAS ESPECIES

En un ambiente no predecible debido a la intervención de factores tan diversos como el clima, el acceso a la comida, los predadores y la actividad humana, entre otros, es posible desarrollar modelos matemáticos de probabilidad que pueden predecir el comportamiento de las poblaciones de animales. Así, lo han confirmado las conclusiones de un estudio aplicado a los salmones del Pacífico, publicado en la revista Mathematical Biology, y llevado a cabo por investigadores del grupo Procesos de ramificación y sus aplicaciones de la Universidad de Extremadura (UEx).

El modelo de ramificación describe la dinámica de machos y hembras en las sucesivas generaciones

Según explica el catedrático de la UEx y coordinador del grupo, Manuel Molina, los procesos de ramificación son modelos de probabilidad apropiados para la descripción del comportamiento de sistemas cuyos componentes (células, partículas, individuos en general) se reproducen, se transforman o mueren. El propósito de los investigadores es desarrollar modelos matemáticos que hagan posible la descripción del comportamiento de poblaciones de animales a lo largo del tiempo. Y en particular, estudiar situaciones bajo las cuales se produce la desaparición o la supervivencia de la población, con la finalidad de poder adoptar medidas correctoras.

Estos matemáticos, que ya elaboraron un estudio similar en 2013 relativo al empleo de los procesos de ramificación en las poblaciones de elefante africano, han querido mostrar en este nuevo estudio que este tipo de modelos matemáticos son también aplicables a los salmones del Pacífico (Coho salmon).

En este caso, han desarrollado un modelo de ramificación con dos sexos que permite describir la dinámica poblacional del número de hembras, machos y parejas reproductoras, en las sucesivas generaciones, y han determinado las condiciones bajo las cuales se produce la desaparición de la población. Las características de los salmones del Pacífico hacen que su evolución en el tiempo quede bien descrita a través del modelo desarrollado. “Los estudios simulados llevados a cabo así lo corroboran”, afirma Molina.

Además de en biología, los procesos de ramificación tienen interesantes aplicaciones en otros campos. “Cabe resaltar sus aplicaciones en epidemiología para observar la evolución de epidemias, y en otras áreas importantes como genética, medicina, física nuclear, demografía y matemáticas financieras. La generación de conocimiento en una disciplina puede ser de aplicación en otras áreas de la ciencia”, concluye el investigador.

Fuente: Universidad de Extremadura