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viernes, 17 de febrero de 2017

Niveles de hielo y CO2 en el clima primitivo marciano.

El análisis de muestras "in situ" realizado por el rover Curiosity de la NASA con participación del CSIC, demuestra que la atmósfera marciana no contenía el CO2 mínimo para la existencia de un lago de agua líquida en el cráter Gale. La ausencia de carbonatos indica que los sedimentos del cráter se formaron en un clima muy frío hace 3.500 millones de años.

Ilustración del rover ‘Curiosity’ de la NASA, que lleva explorando Marte desde 2012 (NASA/JPL-Caltech/MSSS)
El contenido de CO2 en la atmósfera primitiva de Marte, hace 3.500 millones de años, era demasiado bajo para que, en zonas como el cráter Gale, en el ecuador del planeta, se depositaran sedimentos como los encontrados por el vehículo explorador Curiosity de la NASA. Esta y otras conclusiones se desprenden de un trabajo con participación de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) que aparece publicado en el último número de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
El terreno que está analizando Curiosity desde 2012, dentro de la misión Mars Science Laboratory de la NASA, está compuesto fundamentalmente por secuencias sedimentarias depositadas en el fondo de un lago hace 3.500 millones de años. Estos sedimentos contienen diversos minerales secundarios, como arcillas o sulfatos, que indican que la superficie primitiva estuvo en contacto con el agua líquida.
La existencia de agua líquida requiere de una temperatura en la superficie proporcionada por un mínimo de CO2 en la atmósfera. Pero este no era el caso de Marte en sus inicios. “Esta contradicción tiene dos posibles soluciones. O bien no hemos desarrollado aún los modelos climáticos que expliquen las condiciones ambientales de Marte al principio de su historia, o bien las secuencias sedimentarias de Gale se formaron en realidad en un clima muy frío. La segunda opción es la más razonable”, explica el investigador Alberto Fairén, que trabaja en el Centro de Astrobiología (mixto del CSIC y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial).
Un entorno muy frío “Sin embargo, el rover no ha encontrado carbonatos, lo que confirma los estudios de todas las sondas anteriores: los carbonatos son muy escasos en la superficie de Marte y, por tanto, el contenido de CO2 en la atmósfera era muy bajo”, agrega Fairén.
En concreto, el análisis directo de muestras sobre la superficie marciana llevado a cabo por estos investigadores demuestra que el nivel de CO2 en la atmósfera en el momento en que se depositaron los sedimentos de Gale era entre 10 y 100 veces inferior al mínimo requerido para que la temperatura en superficie estuviera por encima del punto de congelación del agua líquida.
En la Tierra, los depósitos de carbonatos se forman en el fondo de los lagos y los mares al interaccionar el CO2 de la atmósfera con el agua líquida. El dióxido de carbono es un gas capaz de generar un potente “efecto invernadero” y, por lo tanto, de calentar el planeta.
Según los científicos, la imagen que mejor describiría Gale en los inicios de Marte sería la de un lago glaciar, rodeado por enormes masas de hielo, que estaría parcial o estacionalmente helado. “El entorno sería similar al Ártico canadiense o a Groenlandia hoy en día”, asegura el investigador del CSIC, cuyo trabajo ha sido financiado por una ayuda Starting Grant del European Research Council dentro del proyecto icyMARS.
Además, aunque el hielo habría sido dominante, también habría sido común la presencia de agua líquida en abundancia. La formación de arcillas y sulfatos se habría dado en lugares y momentos específicos, estacionalmente o en lagos de agua líquida cubiertos por una capa de hielo.
Fuente: CSIC. 7/2/2017 
Thomas F. Bristow, Robert M. Haberle, David F. Blake, David Des Marais, Jennifer L. Eigenbrode, Alberto. G. Fairén, John P. Grotzinger, Kathryn M. Stack, Michael A. Mischna, Elizabeth B. Rampe, Kirsten L. Siebach, Brad Sutter, David T. Vaniman, Ashwin R. Vasavada. Low Hesperian PCO2 constrained from in situ mineralogical analysis at Gale crater. PNAS. DOI: 10.1073/pnas.1616649114.

martes, 14 de febrero de 2017

Respuestas biologicas al cambio climatico.

Es de esperar que el cambio climático altere los procesos biológicos, manifiestan los científicos del CREAF:
 
En el CREAF llevamos a cabo diversos estudios en los que abordamos estas alteraciones en los últimos miles de años, en los últimos siglos y en las últimas décadas. Hemos visto cómo las especies están avanzando su actividad en el tiempo (la primavera biológica llega antes) y se desplazan en el espacio hacia mayores altitudes, y que no todas las especies responden igual. Los efectos de estos cambios específicos sobre el funcionamiento de los ecosistemas pueden ser sustanciales.
El efecto invernadero está produciendo, y parece que ha de seguir produciendo, un aumento de la temperatura y de la sequía en nuestra zona. El estudio de los efectos que estos cambios climáticos pueden tener sobre los ecosistemas lo abordamos con: (1) el estudio paleoecológico de cilindros sedimentarios de los últimos 10.000 años; (2) el estudio del material de herbario y museístico de los últimos siglos; (3) el estudio de los cambios ecofisiológicos y demográficos de la vegetación mediterránea en respuesta a las cambiantes condiciones climáticas naturales; (4) el estudio experimental de la vegetación bajo condiciones más o menos controladas, que simulan de los cambios previstos para las próximas décadas por los modelos climáticos; y (5) la modelización de los cambios pasados y futuros.
Entre los numerosos resultados de estos estudios destaca el hallazgo de que el reciente calentamiento global -entre 0,6 y 1,0 °C en los últimos 50 años- ha alterado fenómenos biológicos como el crecimiento de las plantas, la floración, la salida y la caída de las hojas y de los frutos, y las épocas de migración de los animales. Por ejemplo, en Cardedeu (Barcelona) las hojas de diferentes especies de árboles caducifolios salen en promedio 16 días antes y caen 13 días más tarde que hace 50 años. Cambios similares se han observado en todo el hemisferio norte. Los datos de teledetección desde los satélites (series temporales de NDVI) durante las últimas dos décadas, analizadas por distintos centros y también por el CREAF, confirman a una mayor escala espacial este alargamiento del periodo de crecimiento vegetativo.
El conocido aumento en la oscilación estacional de la concentración atmosférica de CO2, que sugiere una actividad creciente de la biosfera terrestre, sería debido, en parte, a este alargamiento. Los cambios en los ritmos de actividad de las distintas especies pueden afectar a sus habilidades competitivas, y, por lo tanto, a su ecología y conservación, con un impacto difícil de predecir en la estructura de las comunidades y el funcionamiento de los ecosistemas. Por ejemplo, se producen asincronías entre las actividades de algunas plantas y sus herbívoros o sus polinizadores.
Entre los efectos que pueden producir estos cambios conviene destacar también los que afectan directamente a los humanos, por ejemplo en aspectos sanitarios como los derivados de la aparición y cantidad de polen (alergias) o de la distribución y población de los agentes que propagan enfermedades, o en aspectos agrícolas como la elección de los cultivos adecuados.
Fig. Ecological effects of phenological changes caused by climate change.

En otro de nuestros estudios, hemos observado notables desplazamientos hacia mayores altitudes de las hayas (70 metros hasta llegar a la cima) y de las encinas (hasta llegar a 1400 m) en el Montseny en las últimas décadas, en una muestra más de los efectos del cambio climático, en este último caso con gran interacción con los cambios en los usos del suelo.
Fuente: CREAF 
Peñuelas J, Filella I (2001). Responses to a warming world. Science 294:793-795.
Peñuelas J, Filella I, Comas P (2002). Changed plant and animal life cycles from 1952 to 2000 in the Mediterranean region. Global Change Biology 8:531-544.
Peñuelas J, Boada M (2003). A global change-induced biome shift in the Montseny mountains (NE Spain). Global Change Biology 9:131-140. 
http://www.creaf.uab.es       

sábado, 4 de febrero de 2017

Tecnologia agronomica: Nutrición de Cultivos Frutales.

La Unidad Asociada de I+D+i al CSIC Suelos y Riegos del Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón (CITA), trabaja con el Grupo de Riegos, Agronomía y Medio ambiente (RAMA) del Departamento de Suelo y Agua de la Estación Experimental de Aula Dei (EEAD-CSIC). La Unidad Asociada centra su actividad en aspectos científicos de la interfaz entre la agronomía de cultivos, el agua, el suelo y el medio ambiente. El reto de la investigación es generar información científica y técnica para establecer sistemas agrarios más competitivos, eficientes y sostenibles. 

Uno de los diversos proyectos de investigación abordados por el CITA es “Nutrición de Cultivos Frutales”, el cual aborda una mezcla de investigación aplicada y básica, con el fin evitar la incidencia de alteraciones fisiológicas en especies hortofrutícolas, nuevas estrategias de fertilización foliar y caracterización de tejidos y superficies desde el punto de vista morfológico (SEM, TEM, Histología), físico-químico y bioquímico. El grupo tiene fuertes vínculos con empresas productoras de frutas y de fertilizantes, y cabe hacer notar el interés de ambos sectores (el químico y el agrícola) en la búsqueda de estrategias sostenibles para mitigar la incidencia de alteraciones relacionadas con calcio.

La búsqueda de formas de prevenir las alteraciones fisiológicas del fruto y, por tanto, mejorar la calidad y el potencial de comercialización, supondrá evitar cuantiosos costes económicos y medioambientales debido a mermas de calidad, el coste de los tratamientos correctores, y mano de obra necesaria para la selección manual, de la fruta en el momento de su salida al mercado.
 
Objetivos
El objetivo final de esta línea de investigación es introducir nuevas tecnologías para la industria hortofrutícola, aumentar la calidad de los productos a través de técnicas de producción sostenible, amigables con el medioambiente y competitivas. Tal objetivo sólo puede cumplirse teniendo en cuenta aspectos de investigación básica y aplicada de la producción de los cultivos. Nuestros estudios apuntan a la optimización de los procesos fisiológicos que regulan las características de productividad y calidad de especies de frutales de hoja caduca, siguiendo un enfoque holístico. Así, se están investigando los aspectos básicos de absorción de agua y nutrientes, distribución y función fisiológica de los nutrientes en la planta, en paralelo al desarrollo de estrategias de cultivo racional que aseguran el rendimiento, calidad y rentabilidad económica, minimizando el impacto ambiental. En resumen, se están desarrollando nuevas tecnologías en colaboración con actores de la escena agrícola y científica.
En concreto, los objetivos específicos del Grupo NCF consisten en:
El desarrollo de técnicas agronómicas para mejorar la calidad de fruto.
El desarrollo de técnicas no destructivas para evaluar la calidad de fruto.
El estudio del metabolismo de calcio en frutales y desarrollo de estrategias de tratamientos foliares.
El desarrollo de tratamientos físicos post-cosecha para disminuir la incidencia de fisiopatías.
El estudio de la proteómica del fruto y de sus alteraciones fisiológicas
El estudio de alérgenos del fruto.
Equipo de investigación
Responsable: Jesús Val Falcón.
Personal de Apoyo a la Investigación: Azahara Díaz Simón, María Ángeles Gracia Cardiel, Leticia Pérez Moya, Diego Redondo Taberner.
Fuente EEAD

jueves, 2 de febrero de 2017

Fisiologia de Estres Abiotico en Plantas.

La Unidad Asociada de I+D+i al CSIC Suelos y Riegos del Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón (CITA), trabaja con el Grupo de Riegos, Agronomía y Medio ambiente (RAMA) del Departamento de Suelo y Agua de la Estación Experimental de Aula Dei (EEAD-CSIC). La Unidad Asociada centra su actividad en aspectos científicos de la interfaz entre la agronomía de cultivos, el agua, el suelo y el medio ambiente. El reto de la investigación es generar información científica y técnica para establecer sistemas agrarios más competitivos, eficientes y sostenibles.

Uno de los diversos proyectos de investigación abordados por el CITA es la investigación sobre la fisiología de estrés abiótico en plantas con especial referencia a las deficiencias y toxicidades de metales, utilizando, entre otras, técnicas de proteómica, metabolómica y diagnóstico a distancia.

Objetivos

Establecer los ciclos de nutrientes y mejorar las estrategias de corrección de sus carencias en cultivos frutales.
Establecer los ciclos de nutrientes en frutales y desarrollar tecnologías de diagnóstico precoz, usando madera, brotes y flores.
Caracterizar los efectos de tratamientos correctores (inyecciones sólidas, aspersión foliar y adición de quelatos al suelo) sobre la composición de savia de xilema y floema, poniendo énfasis en las señales causadas por los tratamientos que puedan afectar a los mecanismos de adquisición de Fe en raíz.
Establecer la presencia o ausencia de quelatos férricos y productos relacionados en diversas partes de la planta (hojas, savia de xilema y frutos) tras el tratamiento con dichos compuestos.
Estudiar las pérdidas por lixiviación y la persistencia en el suelo de quelatos férricos sintéticos tras los tratamientos en cultivos frutales.
Desarrollar nuevas tecnologías de suministro foliar de nutrientes para la corrección de deficiencias en frutales.
Localizar y caracterizar los acúmulos de Fe inmovilizado en hojas de frutales cloróticos crecidos en campo en los que se presente la llamada paradoja de la clorosis (baja clorofila, alto hierro), utilizando también plantas en cultivo hidropónico en las que se haya inducido esta misma característica.
Investigar los efectos del cambio climático sobre las plantas, con especial interés en la biología de la vid, y el seguimiento de estreses abióticos (incluidos los asociados al cambio climático) mediante sensores remotos.
Caracterizar en detalle los cambios que el cambio climático (CO2 elevado, temperatura elevada y sequía) produce en la fisiología de las plantas.
Estudiar la biología de la vid en un contexto de cambio climático.
Avanzar en el uso de la teledetección de estrés en plantas, mediante sensores remotos de fluorescencia y reflectancia.
Caracterizar la homeostasis de metales en plantas mediada por pequeñas moléculas y proteínas.
Desarrollar metodologías analíticas que permitan la identificación y cuantificación tanto de pequeñas moléculas quelantes de metales (naturales y sintéticas), como de sus quelatos con Fe, Zn y Cd, en soluciones nutritivas y en el interior de las plantas.
Caracterizar el transporte de los metales Fe, Zn y Cd a larga distancia relacionado con pequeñas moléculas, proteínas y péptidos, tanto en floema como xilema de plantas modelo.
Caracterizar el transporte de Fe a larga distancia relacionado con pequeñas moléculas, proteínas y péptidos, tanto en floema como xilema de frutales.
Caracterizar los cambios en los proteomas de raíz y hoja mediados por deficiencia de Fe y Zn y toxicidad de Fe, Zn y Cd. Los estudios incluyen xilema, floema, membrana plasmática, tonoplasto y otros tejidos y compartimentos celulares.
Estudiar los gradientes relacionados con la homeostasis de metales en hojas y raíces.
Equipo de investigación
Responsable: Javier Abadía Bayona.
Personal Investigador de Plantilla: Anunciación Abadía Bayona, Ana María Álvarez Fernández, Fermín Morales Iribas.
Personal Investigador en Formación: Laura Ceballos Laita, Adrián Luis Villarroya.
Personal de Apoyo a la Investigación: María Carmen Lope Aznar, María Muñoz Pinilla, Margarita Palancar Olmo, Aurora Poc Aznar.
Personal Externo: Adán Carrillo Campos, Hamdi El Jendoubi.
Responsable: Ana Navas Izquierdo.
Fuente EEAD

miércoles, 1 de febrero de 2017

Fotosíntesis: Genomica y Proteomica del Cloroplasto y su Respuesta al Estres.

La Unidad Asociada de I+D+i al CSIC Suelos y Riegos del Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón (CITA), trabaja con el Grupo de Riegos, Agronomía y Medio ambiente (RAMA) del Departamento de Suelo y Agua de la Estación Experimental de Aula Dei (EEAD-CSIC). La Unidad Asociada centra su actividad en aspectos científicos de la interfaz entre la agronomía de cultivos, el agua, el suelo y el medio ambiente. El reto de la investigación es generar información científica y técnica para establecer sistemas agrarios más competitivos, eficientes y sostenibles.
Uno de los diversos proyectos de investigación abordados por el CITA es “Fotosíntesis: Genómica y Proteómica del Cloroplasto y su Respuesta al Estrés”, el cual abarca tres líneas de trabajo:
Caracterización de proteínas fotosintéticas.
Homeostasis de metales pesados e hiperacumulación.
Metabolismo de lípidos y nuevo germoplasma para biodiésel. 
Equipo de investigación
Responsable: Rafael Picorel Castaño.
Personal Investigador de Plantilla: Miguel Alfonso Lozano.
Personal de Apoyo a la Investigación: Patricia Lorente Lorente, María Ángeles Luján Serrano, Marina De La Vega Maeso.
Personal Externo: Ana Claver Lacasa, Raúl Díaz-Guerra Aparicio, Jorge Peinado Izaguerri, Ángel Soria García.
Fuente EEAD

Fijación de Nitrogeno y Estres Oxidativo en Leguminosas.

La Unidad Asociada de I+D+i al CSIC Suelos y Riegos del Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón (CITA), trabaja con el Grupo de Riegos, Agronomía y Medio ambiente (RAMA) del Departamento de Suelo y Agua de la Estación Experimental de Aula Dei (EEAD-CSIC). La Unidad Asociada centra su actividad en aspectos científicos de la interfaz entre la agronomía de cultivos, el agua, el suelo y el medio ambiente. 

El reto de la investigación es generar información científica y técnica para establecer sistemas agrarios más competitivos, eficientes y sostenibles.
 
Uno de los diversos proyectos de investigación abordados por el CITA es “Fijación de Nitrógeno y Estrés Oxidativo en Leguminosas”, cuya misión es la investigación de:
Especies reactivas de oxígeno y nitrógeno (RONS) y antioxidantes en leguminosas;
Estrés abiótico y estrés oxidativo/nitrosativo en nódulos;
Senescencia natural e inducida en nódulos;
Función de las RONS como señales moleculares;
Genómica estructural y funcional de leguminosas modelo y cultivadas.
Equipo de investigación
Responsable: Manuel Becana Ausejo
Personal Investigador de Plantilla: Manuel Matamoros Galindo, María Carmen Rubio Luna
Personal Investigador en Formación: Irene Villar Rua
Personal de Apoyo a la Investigación: Laura Calvo Begueria, Violeta Calvo Sein Echaluce, Mª Carmen Cutrona Sánchez, Carmen Pérez Rontomé
Fuente EEAD