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Cremas solares: ¿una amenaza para el Mediterráneo?

Por Antonio Tovar (CSIC)*

¿Sabías que España es, sólo por detrás de Francia, el segundo destino mundial en cuanto a visitantes extranjeros? Cada año batimos nuestro récord, con 82,6 millones de visitantes en 2018, casi el doble de la población española. La mayoría buscan un turismo de sol y playa: cerca de la mitad se concentran en las zonas costeras, muy particularmente en la costa mediterránea durante los meses de verano. Si contamos los turistas que reciben otros países del área (por ejemplo, Italia, Francia, Turquía, Grecia, Croacia o Marruecos) veremos que en 2016 se alcanzaron en el Mediterráneo 329,2 millones de visitas, cifra equivalente a la población del tercer país más poblado del mundo, Estados Unidos. Esta afluencia afecta positivamente a la economía de estos países –la actividad turística generó a la Unión Europea 1,1 billones de euros durante 2016–, pero supone también un impacto en el medio ambiente, especialmente en el medio marino, que requiere de una urgente atención.

Crema solar

Entre los múltiples impactos que tiene el turismo sobre los mares, la contaminación por el uso de las cremas solares está recibiendo especial atención de la comunidad científica, ya que nos encontramos ante un problema de alcance global. Las pruebas que sustentan esta afirmación son:

  • La creciente preocupación en las últimas décadas sobre los riesgos asociados con la exposición de la piel a la radiación ultravioleta (UV) se traduce en un incremento en el uso de protectores solares. Estos productos acaban en el mar, bien durante el baño o indirectamente a través de las plantas de aguas residuales.
  • El aumento del turismo de sol y playa lleva aparejado un incremento del consumo de cosméticos. De hecho, el valor de los protectores solares en el mercado alcanzó en 2018 los 7.350 millones de euros y se pronostica que llegará a los 10.430 millones de euros en 2025.
  • Se trata de cosméticos en cuya formulación se incluyen multitud de ingredientes químicos, no todos específicamente indicados en sus etiquetas.
  • Estudios científicos recientes han demostrado la toxicidad de las cremas solares en su conjunto o de alguno de sus ingredientes (como el dióxido de titanio, el óxido de zinc, o la oxibenzona) sobre organismos del ecosistema marino (microalgas, mejillones, erizos, crustáceos, peces, corales, etc.).
  • Se han encontrado ingredientes químicos usados en la formulación de las cremas solares en multitud de animales, como peces, delfines o huevos de aves, y en lugares muy remotos del planeta, como la Antártida.

Todo apunta, por tanto, a que nos encontramos con un problema real, de alcance global y con efectos de magnitud aún desconocida. Ante tales ‘pistas’, algunos gobiernos ya han adoptado medidas sin precedentes para tratar de proteger sus ecosistemas. Así, el estado de Hawái (Estados Unidos) aprobó en 2018 una ley para prohibir la venta y distribución de protectores solares que contengan entre sus ingredientes oxibenzona y sus derivados, que resultan tóxicos para los corales. En el mismo año, y por el mismo motivo, el archipiélago de Palaos (Micronesia) aprobó una ley para prohibir por completo el uso de cremas solares, convirtiéndose en el primer país del mundo en adoptar dicha medida. Sin embargo, existen otras zonas del planeta, como el Mediterráneo, donde el problema puede estar especialmente magnificado, y donde no se ha adoptado ninguna medida encaminada a evaluar o minimizar el impacto de las cremas solares en sus ecosistemas marinos.

Punto caliente de biodiversidad

A pesar de que este impacto no ha sido aún evaluado, el Mediterráneo presenta una serie de características físicas, químicas, biológicas y socioeconómicas que hace que sus ecosistemas sean, desde el punto de vista de la contaminación, unos de los más amenazados del mundo.

Este mar es una cuenca semi-cerrada donde la pérdida de agua por evaporación supera la entrada por precipitaciones y descargas de los ríos. Esto genera un déficit hídrico que se compensa parcialmente con un intercambio limitado de agua con el océano Atlántico a través del Estrecho de Gibraltar (de tan solo 12,8 km de ancho y unos 300 metros de profundidad), y que es la única conexión con el océano abierto. Todo ello hace que la renovación del agua del Mediterráneo sea mucho más lenta que la de cualquier otra zona oceánica, y por tanto el efecto de cualquier contaminante, como podrían ser las cremas solares, permanezca en sus aguas durante más tiempo.

Posidonia

Posidonia oceanica. / Alberto Romeo (CC BY-SA 2.5).

Con más de 17.000 especies marinas, el Mediterráneo es uno de los puntos calientes de biodiversidad del planeta, con especies endémicas de gran valor ecológico y muy sensibles a la contaminación, como las praderas de Posidonia oceanica. A pesar de su riqueza biológica, es un mar oligotrófico, es decir, su producción primaria es muy baja como resultado de la escasa concentración de determinados nutrientes disueltos en sus aguas, principalmente el fósforo. Esta característica confiere a sus aguas un aspecto azulado y cristalino.

Además tiene una media de 250 días de sol al año, el clima es suave y húmedo durante el invierno, y cálido y seco durante el verano. Todo esto, junto con un rico patrimonio cultural y una situación sociopolítica favorable, crea en las regiones costeras mediterráneas un escenario idílico que atrae a millones de turistas cada año.

Nos encontramos, por tanto, ante una región que recibe de manera masiva turistas atraídos en buena parte por las características medioambientales y ecológicas del medio. Esto genera una gran riqueza económica, pero a la vez perjudica y amenaza los recursos ambientales. Es una responsabilidad de los gobiernos buscar alternativas que garanticen un turismo sostenible que priorice la conservación de los ecosistemas y evitar que el crecimiento turístico del que presumimos se convierta en víctima de su propio éxito. La búsqueda de dichas alternativas requiere ineludiblemente de la cooperación entre la comunidad científica, empresas cosméticas y farmacéuticas, gestores ambientales y políticos.

 

* Antonio Tovar es investigador en el Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía, del CSIC.

Blockchain, tierras raras, aceleradores de partículas… El CSIC lleva la actualidad científica a la Feria del Libro

Por Mar Gulis (CSIC)

¿Sabes cómo funcionan el bitcoin y otras criptomonedas? Si quieres algunas pistas, el martes 11 de junio en la Feria del Libro de Madrid David Arroyo, Jesús Díaz y Luis Hernández presentarán su libro Blockchain. Los autores explicarán al público los entresijos de esta tecnología y sus aplicaciones en la denominada criptoeconomía.

Como cada año, investigadores e investigadoras del CSIC acudirán a esta emblemática cita para dar a conocer los últimos libros publicados en las colecciones ‘¿Qué sabemos de?’ y ‘Divulgación’ (CSIC-Catarata), que acercan la ciencia al público general. El mismo día 11, además de criptoeconomía, se hablará del futuro de la óptica; el LHC, el mayor acelerador de partículas del mundo; y las tierras raras, 17 elementos químicos omnipresentes en las sociedades tecnológicamente avanzadas y, sin embargo, poco conocidos.

El 12 de junio, la investigadora Pilar Ruiz Lapuente se ocupará de la energía oscura, del posible final “frío y estéril” del cosmos y de otras cuestiones relacionadas con la astrofísica que aborda en su libro La aceleración del universo. En la misma jornada tendrán cabida temas como la tabla periódica de los elementos químicos, el albinismo y otras mutaciones genéticas o el papel de las áreas protegidas en la sostenibilidad ambiental.

En total, el CSIC y la editorial Los Libros de la Catarata, presentarán ocho obras de divulgación a través de las intervenciones de sus propios autores.

Estas son las coordenadas

Las presentaciones se realizarán los días 11 y 12 de junio, a partir de las 12:30 horas, en el Pabellón Bankia de Actividades Culturales, situado en las proximidades de los jardines de Cecilio Rodríguez del parque de El Retiro. De acceso libre, estas citas son una oportunidad para escuchar y plantear preguntas a los protagonistas de la ciencia.

Quienes busquen actividades para público más joven, el sábado 8 de junio tienen además una cita en el Pabellón infantil. Allí, investigadores del CSIC que han participado en la obra Descubriendo la luz. Experimentos divertidos de óptica realizarán demostraciones para niños y niñas. Las sesiones, de entrada libre y una duración de 15 minutos, se prolongarán desde las 12:30 hasta las 15:00 horas.

Y si la prioridad es llevarte tu libro con dedicatoria incluida, pásate por la caseta del CSIC (número 19) o la de Los Libros de la Catarata (número 336). Durante toda la feria, los autores de las novedades editoriales estarán en firmando ejemplares.

La información de las firmas se puede consultar aquí.

25.000 especies están amenazadas: ¿cómo nos afecta esta pérdida de biodiversidad?

Por Mar Gulis (CSIC)*

Cerca de 25.000 especies están amenazadas por el cambio global causado por el ser humano. Más concretamente, el cambio climático amenaza la extinción de entre el 15 y el 37% de todas las especies terrestres de aquí a 2050. Estas son algunas de las cifras que recoge el libro colectivo Cambio global. Una mirada desde Iberoamérica, una publicación de LINCglobal en la que han participado una decena de investigadores e investigadoras del CSIC.

Las cascadas de Houpeton (Australia), póximas al Otway National Park, forman parte de un entorno de extraordinario valor ecológico por su gran biodiversidad. / David Iliff

La comunidad científica coincide en que vivimos en un periodo de extinción masiva de especies. Esta pérdida de biodiversidad es una de las consecuencias más perniciosas del denominado cambio global, referido al conjunto de transformaciones que la actividad humana está provocando a escala planetaria, y que ha llevado a algunas voces expertas denominar al actual momento como la Era del Antropoceno.

Pero este proceso comenzó hace mucho tiempo. Como explica el libro, “en los últimos 11.000 años (…), la humanidad se ha venido apropiando, de forma creciente y continuada, de los recursos biológicos y de la productividad natural de la tierra y el mar, para generar crecimiento y expandir las civilizaciones”. Como resultado, más de la mitad de la superficie habitable de la tierra ha sido significativamente modificada por la actividad humana. Hemos alterado la naturaleza, y por tanto la biodiversidad, a través de la agricultura, la silvicultura y la pesca; la sobreexplotación de las especies de valor comercial; la destrucción, conversión, fragmentación y degradación de hábitats; la introducción de especies exóticas; la contaminación del suelo, el agua y la atmósfera, etc. Nuestro modelo de “desarrollo” es insostenible, pues se apoya en la explotación de recursos naturales y en la generación de todo tipo de desechos sobre los sistemas naturales. Esa actividad frenética va acompañada de una mayor producción y consumo de energía, un aumento de contaminantes y un incremento de las temperaturas.

Las deforestaciones realizadas en la Amazonía ponen en peligro a muchas especies que habitan en esta región. / Aaron Martin

Pero, ¿qué efectos tiene la pérdida de la biodiversidad para la humanidad? Este concepto va mucho más allá de la diversidad de especies; se refiere a todas las variaciones de las formas de vida en una determinada región, lo que incluye también la diversidad genética, de formas, de atributos funcionales, de interacción entre especies e incluso de ecosistemas. Por ello, la pérdida de biodiversidad, en  cualquiera de sus formas, tiene consecuencias muy perjudiciales para la humanidad a corto y a largo plazo. Sectores como la producción de alimentos, el suministro de agua potable y la producción de medicamentos dependen directamente de la biodiversidad y los servicios ecosistémicos. Por ejemplo, la sobreexplotación de los océanos puede poner en peligro la pesca y afectar a la soberanía alimentaria de muchas comunidades, como sucede en la costa chilena, donde las pesquerías están prácticamente en colapso. También la deforestación y consiguiente pérdida de los bosques promueve la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera y puede alterar el ciclo hidrológico. Esta situación se observa en la Amazonía a través de los llamados ‘ríos voladores’, expresión que alude al vapor de agua generado por el bosque y que regula la precipitación en diferentes regiones del continente. Dicha regulación garantiza a su vez el agua necesaria para el consumo humano, la agricultura, la ganadería y la electricidad, de ahí que la pérdida de diversidad biológica sea tan nociva.

Junto a lo anterior, la obra se refiere a los efectos en el ecoturismo. Esta actividad, importante fuente de riqueza para muchas regiones, puede comprometerse si se pierde biodiversidad y se degradan los paisajes. Lógicamente, el deterioro del sector conllevaría la destrucción de empresas y puestos de trabajo relacionados con el turismo sostenible.

Aunque aún no conocemos el papel exacto de la biodiversidad en el mantenimiento de los procesos ecológicos, el debate científico en torno a esta cuestión se ha intensificado. Tanto es así que la ONU ha declarado el 22 de mayo Día Internacional de la Diversidad Biológica.

Como señala la obra Cambio global. Una mirada desde Iberoamérica, “asignar un valor a la biodiversidad no es sencillo, no podemos establecer un valor monetario, pero sin ninguna duda su mantenimiento y conservación son esenciales para el bienestar humano en el planeta”.

LiquenCity: busca líquenes urbanitas y conoce la calidad del aire de tu ciudad

Por Mar Gulis (CSIC)

La clasificación de los líquenes fotografiados es la base de este proyecto de ciencia ciudadana.

“En 1866, William Nylander fue el primer investigador que observó la desaparición de los líquenes según se adentraba en el centro de París durante el auge de la revolución industrial”, señala la web del proyecto LiquenCity. En efecto, durante décadas la comunidad científica ha utilizado los denominados epífitos, que crecen en la corteza de los árboles, para conocer el grado de contaminación atmosférica.

¿Por qué los líquenes? Estos organismos, formados por la unión simbiótica de un hongo y, al menos, un organismo fotosintético (un alga verde o una cianobacteria), son muy sensibles a los cambios ambientales en general y a la contaminación atmosférica en particular; por eso son buenos bioindicadores. “A diferencia de las plantas, no tienen estructuras activas para regular la entrada y salida del agua y los gases del aire, por lo que las sustancias que hay en la atmósfera, entre ellas las contaminantes, se acumulan fácilmente en su interior. Esto provoca síntomas de deterioro mucho más rápido que en otros organismos, lo que les convierte en excelentes centinelas de problemas potenciales para nuestra salud”, explica la misma web. De hecho, “se han publicado más de 2.000 trabajos científicos basados en el uso de líquenes como bioindicadores de la calidad del aire y los niveles de contaminación por dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, metales pesados… en los 5 continentes”.

Si te interesa saber cuál es la calidad del aire de tu ciudad o cómo varía de unos distritos a otros, quizá puedas participar en LiquenCity. En este proyecto de ciencia ciudadana, cuyo investigador principal es el liquenólogo Sergio Pérez Ortega, cualquiera puede identificar líquenes urbanos que servirán después para medir la contaminación atmosférica.

El equipo que impulsa la iniciativa, del Real Jardín Botánico (RJB) del CSIC y el Nodo Nacional de Información de la Biodiversidad (GBIF), trabaja bajo la hipótesis de que, tras analizar los datos recopilados, se confirmará que cuanta mayor diversidad de líquenes se observe en un área, mejor será la calidad del aire, y viceversa. Sin embargo, no todas las especies de líquenes tienen la misma sensibilidad hacia la contaminación. Algunas desaparecen al menor atisbo de polución en el aire, mientras que otras son capaces de medrar en áreas muy contaminadas. De momento, LiquenCity se basa en una selección de especies que viven en Madrid y Barcelona con distinta resistencia a la contaminación.

¿Cómo puedes participar?

Dos estudiantes toman una muestra de líquen.

Muestrear líquenes es sencillo. Solo tienes que buscarlos en los troncos de los árboles de tu ciudad, hacerles una foto y colgarla en Natusfera a través de su página web o la app móvil. La comunidad de Natusfera –que incluye a expertos del RJB y de la Universidad de Barcelona– te ayudará a identificar la especie que hayas visto. El proyecto se ha diseñado para que la ciudadanía, de forma voluntaria, realice el monitoreo de los líquenes. Acompañados por alguien experto, los participantes, lupa en mano, acuden a un punto de la ciudad para buscar ejemplares y obtener muestreos en distintas zonas. De momento, LiquenCity se ha centrado en el ámbito educativo: desde el pasado octubre, esta iniciativa se ha presentado en más de 50 centros escolares, donde ha llegado a más de 2.000 estudiantes que han realizado unas 4.000 observaciones. Estos datos se han volcado en Natusfera y han permitido identificar más de 30 especies de líquenes.

También se busca la participación del público general. Por ejemplo, en Madrid LiquenCity ha reunido a grupos de 50 personas de diversos perfiles en la Casa de Campo y el Parque del Oeste para que, durante unas horas, se convirtieran en ‘buscadoras de líquenes’.

Ahora el proyecto está en la segunda fase, que consiste en analizar la información recopilada para elaborar mapas de contaminación de varios distritos de Madrid y Barcelona. Estos mapas se basarán en el cruce de datos sobre la diversidad de líquenes detectada y los niveles de contaminación registrados por los medidores que gestionan los respectivos ayuntamientos. Uno de los objetivos de LiquenCity es dar recomendaciones para que se adopten medidas que mitiguen la contaminación en las zonas más afectadas.

Si te interesa lo que has leído hasta ahora, echa un ojo a la web del proyecto. En los próximos meses, el equipo de LiquenCity pretende ampliar su radio de acción, así que previsiblemente se necesitarán más personas dispuestas a detectar líquenes urbanitas en otras ciudades como Zaragoza, Pontevedra, Pamplona y Oviedo.

Esta iniciativa cuenta con el apoyo de la FECYT, y en ella participan también el Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC), el Centro de Investigación Ecológica y Aplicaciones Forestales (CREAF) y el Instituto de Investigación de la Biodiversidad (IRBio-UB), todos en Barcelona.

Canibalismo… y otras formas de interacción galáctica

Por Mariano Moles y Mar Gulis (CSIC)*

Las galaxias son sistemas de estrellas, gas y polvo encerrados en un enorme halo de materia oscura. La mayoría de ellas forman sistemas múltiples en los que viven y evolucionan. De hecho, es complicado encontrar galaxias verdaderamente aisladas, es decir, que hayan evolucionado fuera de la influencia de otras, al menos durante los últimos dos mil millones de años. La interacción de las galaxias con otras del entorno, aun si esta no es violenta ni destructiva, juega un papel esencial en sus propiedades.

Vamos a considerar tres situaciones que nos permiten visualizar, brevemente, lo que puede significar esta interacción gravitatoria para la evolución de las galaxias.

Interacción secular

En las regiones externas de los cúmulos de galaxias o de grupos dispersos, la interacción entre galaxias no es en general violenta sino que va actuando a lo largo del tiempo, produciendo transformaciones paulatinas. Incluso las galaxias que están en situación de interacción suave presentan propiedades claramente distintas a las de las galaxias aisladas en las masas, los tamaños e incluso los colores fotométricos. Las galaxias aisladas son más pequeñas, menos masivas y más azuladas.

Galaxy Cluster Abell 1689. Los cúmulos de galaxias, en tanto que entidades gobernadas por la interacción gravitatoria, son lugares ideales para estudiar la evolución de las galaxias bajo los efectos de esa interacción. / hubblesite

Galaxy Cluster Abell 1689. Los cúmulos de galaxias, en tanto que entidades gobernadas por la interacción gravitatoria, son lugares ideales para estudiar la evolución de las galaxias bajo los efectos de esa interacción. / hubblesite

Choques de galaxias

Aunque no es muy frecuente, en los cúmulos también se producen agrupamientos y hasta colisiones destructivas de galaxias. Esto suele ocurrir en las etapas iniciales de la formación de la parte central del cúmulo. Pero hay casos, como el de la galaxia IC 1182, en los que la colisión de dos galaxias se produce en etapas posteriores.

¿Qué sucede en estas colisiones galácticas? Sabemos que las estrellas por su lado y la materia oscura por el suyo solo responden a las fuerzas gravitatorias. Además, lo que podríamos llamar gas de estrellas, es decir, el conjunto de todas las estrellas con sus velocidades respectivas, es de muy baja densidad. En efecto, la distancia media entre dos estrellas es más de un millón de veces superior al tamaño medio de estas. De modo que la probabilidad de colisión entre estrellas de una galaxia es, por lo general, muy baja.

Cuando dos galaxias colisionan, sus respectivos gases de estrellas pueden pasar uno a través del otro casi inalterados salvo por efectos de larga escala cuando una de ellas es capturada por otra y empieza a orbitar en espiral a su alrededor. Entonces pueden producirse largas colas o apéndices que se extienden a gran distancia de la galaxia y que evidencian la interacción. También el gas puede ser arrancado del cuerpo de la galaxia y formar apéndices y estructuras de gran escala. Magníficas muestras de esos procesos son la galaxia que se denomina, por su forma, del renacuajo (Tadpole Galaxy), catalogada como NGC 4676; y la galaxia llamada de los ratones (Mice Galaxy).

La galaxia IC 1182 está ya en una fase avanzada del proceso de fusión. La larga cola de marea atestigua la violencia del choque. / eso

La galaxia IC 1182 está en una fase avanzada del proceso de fusión. La larga cola de marea atestigua la violencia del choque. / eso.org

Por otra parte, la interacción violenta altera fuertemente el ritmo de formación estelar de una galaxia y provoca una aceleración notable de su evolución. Quizá uno de los ejemplos más espectaculares de este proceso es el que puede apreciarse en la galaxia de las Antenas. La extensión total abarcada por las dos antenas es de casi cuatro veces la dimensión de nuestra Galaxia (Vía Láctea). En la zona central capturada por el telescopio espacial Hubble se observa una intensísima formación estelar, con más de 1.000 cúmulos jóvenes de estrellas.

El resultado final de esas grandes colisiones es una única galaxia de forma esferoidal, relajada y exhausta, evolucionando tranquilamente a medida que sus estrellas jóvenes desaparecen y las demás van envejeciendo. A veces ocurre que las colisiones no sólo dan lugar a nuevas estrellas, sino también a nuevas galaxias que se van construyendo en las colas de marea o en los aledaños de la zona más directamente afectada por la interacción. Estas galaxias, llamadas enanas de marea, por producirse en esas situaciones, se han detectado en el apéndice de IC1182 o en las colas producidas en el Quinteto de Stephan.

Canibalismo galáctico

Cuando una de las galaxias que interaccionan es mucho mayor que la otra puede ocurrir que la segunda acabe siendo engullida por la primera, sin que se produzcan los fenómenos que acabamos de ilustrar, propios de colisiones entre dos galaxias más o menos similares. Los signos de este canibalismo galáctico son mucho menos espectaculares y difíciles de detectar. Por eso el estudio de este fenómeno y su importancia para la evolución de las galaxias es reciente.

Simulación por ordenador del proceso de canibalismo: una galaxia enana está siendo desorganizada para ser luego engullida por una galaxia como la Vía Láctea. / astro.virginia.edu

Simulación por ordenador del proceso de canibalismo: una galaxia enana está siendo desorganizada para ser luego engullida por una galaxia como la Vía Láctea. / astro.virginia.edu

En nuestro Grupo Local de galaxias hay tan solo tres masivas: Andrómeda, la Vía Láctea y M33 (mucho menos masiva que las otras dos), mientras que existen cerca de 50 galaxias enanas, poco masivas, pequeñas, meros satélites de las dominantes. A lo largo de la evolución del sistema puede ocurrir que una de esas galaxias sea atrapada definitivamente por una de las masivas y acabe siendo tragada por ella. Las estrellas de la galaxia canibalizada van a constituir una corriente estelar en la galaxia grande, que solo con muy sofisticados medios se puede detectar, medir y caracterizar. Aunque de momento solo podemos conjeturarlo, ese parece ser el caso de la galaxia enana Sagitario, que podría estar siendo engullida por nuestra galaxia.

 

* Este texto está basado en contenidos del libro de la colección ¿Qué sabemos de? (Editorial CSIC – Los Libros de la Catarata) ‘El jardín de las galaxias’, escrito por Mariano Moles.

Tu ciudad no necesita más árboles

Por Mariano Sánchez García (CSIC)*

En 1785, el historiador Antonio Ponz describió en su libro Viajes por España los desfigurados olmos del Paseo del Prado de Madrid. Debido a podas inadecuadas, los árboles se asemejaban a patas de araña. Hoy, casi tres siglos después, vemos exactamente lo mismo en esta calle.

Las imágenes aéreas de muchas localidades españolas reflejan terrenos muy verdes, pero esta percepción no siempre es correcta. Si miramos de abajo a arriba los árboles que componen estas arboledas, comprobaremos que, en la mayoría de los casos, éstos presentan un estado bastante mejorable.

Paseo del Prado de Madrid, con los olmos a los que se refería Antonio Ponz.

Las palabras ‘árbol’ y ‘ciudad’ parecen estar rodeadas de polémica, bien porque los árboles se caen, se podan o se talan, o bien porque se plantan o dejan de plantarse, poniendo o quitando sombras, molestando el tránsito peatonal u obstaculizando la circulación de vehículos, etc. Terminar con estas discusiones pasa por desarrollar una correcta gestión, disponer en cada localidad de un plan director de sus arbolados y facilitar información al ciudadano. Veamos algunas claves a tener en cuenta.

Una de ellas es que la calidad y la cantidad casan mal cuando hablamos de árboles en las ciudades; en contra de lo que suele pensarse, hay que optar por la calidad. Un árbol debe tener el mayor número de hojas posible, ya que son las encargadas de filtrar el aire y aportar oxígeno. Pero si el número de árboles es excesivo, las ramas se rozarán y entrarán en las viviendas, lo que obligará a podar cada cierto tiempo. El año que se pode, el número de hojas será menor, y por tanto menor la calidad medioambiental. Además, los cortes terminan generando pudriciones en ramas y tronco, y con el tiempo esto se traduce en riesgo de caída de ramas. La solución no es plantar más, algo que agrava el problema futuro, sino gestionar y seleccionar bien la especie para retrasar o hacer innecesaria la poda. Es mejor plantar 30 árboles que crezcan bien, con muchas hojas y que no requieran mantenimiento, que plantar 60 que haya que podar.

Las alineaciones son otra de las claves. Es curioso ver que en todas las ciudades españolas la distancia entre árboles es siempre la misma, 4 o 5 metros, independientemente de la especie de la que se trate. Sin embargo, una especie puede tener 30 metros de diámetro de copa y otra solo 8. Por ejemplo, si entre una sófora y otra se precisan 8 metros para que éstas puedan desarrollarse correctamente, es fácil deducir que en una calle con sóforas plantadas a 4-5 metros de distancia entre sí, sobra el 50% de los árboles. Igual ocurre en el caso de una calle con plátanos. Si entre un ejemplar y otro debería haber al menos 12 metros de distancia, con este criterio de plantación nos sobra un 70%. Este dato es extrapolable a todo el arbolado urbano de alineación. Si parece que no sobran árboles en las ciudades, es porque se podan ramas periódicamente, y acabamos de comentar que estos cortes conllevan riesgo de caída de ramas. Tampoco se tiene en cuenta, al decidir qué especies se plantan, si una ciudad es fría o cálida, si se encuentra cerca del mar o es continental.

Una clave más: nunca se debe talar masivamente una arboleda. La retirada de los árboles ha de ser progresiva, debe realizarse durante varios años antes de que se produzcan daños, y estar sujeta a un plan de gestión. Un plátano de paseo puede llegar a vivir 400 años, pero en la ciudad vive en buen estado unos 140 años como máximo. Una alineación urbana de Ulmus pumila llega a la senectud a los 40-60 años de ser plantada (según la ciudad y las podas realizadas). Pasado este tiempo, hay que retirarla progresivamente.

Plátanos del Paseo del Prado plantados con la separación correcta / Mariano Sánchez  García

La solución a la disyuntiva calidad versus cantidad es sencilla. Cada ciudad, según su clima y otras características, debe establecer una normativa con las especies que pueden ser plantadas, donde se indique la distancia idónea entre un árbol y otro, según el ancho de la calle y de la acera, y se fijen unos criterios de plantación. Por ejemplo, la prohibición de plantar pinos o árboles de grandes copas en praderas sin sistemas específicos de plantación. Los árboles plantados en pradera reciben el abonado anual y el riego frecuente y superficial que el césped necesita, y esto genera raíces superficiales que compiten por el agua y los nutrientes del césped con el que cohabita. En el caso de perennifolios como pinos y cedros plantados en pradera, sus raíces se despegan ligeramente de la tierra cuando llueve. Si coincide que hace viento, sus copas oponen resistencia y, al estar las raíces ligeramente sueltas, se pueden despegar de la tierra con el peligro de que el árbol llegue a volcar.

En las ciudades podemos mantener el mismo número de árboles siempre que cambiemos algunas especies de gran tamaño por otras de tamaño medio o pequeño, como ocurre en Tokio. En cualquier caso, la retirada de ejemplares y la plantación de un menor número de árboles, o de árboles de otros tamaños, no suponen una merma en la calidad del aire de la ciudad. Al contrario: si se realizan con criterio, mejorarán la calidad medioambiental y la seguridad de los ciudadanos y reducirán el presupuesto de mantenimiento; pero, además, habrá menos podas, residuos, floraciones (reduciendo así brotes de alergias) y disfrutaremos de más sombra todos los años sin depender del ciclo de poda.

 

Mariano Sánchez García es conservador del Real Jardín Botánico (RJB-CSIC).

La importancia de salirse de la norma: las proteínas dúctiles

Por Inmaculada Yruela (CSIC)*

A mediados del siglo XX se pensaba que las proteínas que no podían adoptar una determinada organización espacial y una estructura definida no podían realizar una función. Pero, a veces, los fenómenos que no encajan con el paradigma dominante del momento acaban convirtiéndose en la pieza central de un nuevo paradigma. Este es el caso de algunas observaciones que se hacían en el campo de la biología molecular a finales del siglo XX: las proteínas dúctiles o conocidas en inglés como Intrinsically Disordered Proteins (IDPs). Este tipo de proteínas, lejos de haber sido olvidadas por la comunidad científica debido a lo irregular y desordenado de su estructura, son cada día más populares gracias a su carácter moldeable y flexible (dúctil) y al papel que juegan tanto en los procesos de desarrollo y adaptación de los organismos a los cambios medioambientales como en la aparición de enfermedades como el cáncer, el Alzheimer, el Parkinson o la diabetes, entre otras.

Ejemplo de una proteína compacta y estructurada con varios módulos. Cada módulo se representa en un color diferente. Fuente: RCSB Protein Data Bank (https://www.rcsb.org) PDB 2VGB (Valentini et al. 2002)

Ejemplo de proteína compacta y estructurada con varios módulos. Cada uno en un color diferente. / Fuente: RCSB Protein Data Bank – PDB 2VGB (Valentini et al. 2002)

Desde los años sesenta del pasado siglo podemos explicar muchas de las propiedades de las proteínas, incluyendo su funcionamiento. Esto se consigue mediante el conocimiento de sus estructuras tridimensionales obtenidas a partir de la cristalografía y la difracción de rayos X. El año 1962 marcó un hito a este respecto cuando se concedió el premio Nobel en Química a John Kendrew y Max Perutz, investigadores que resolvieron las primeras estructuras de proteínas. Se trataba de dos proteínas humanas esenciales: la hemoglobina de los glóbulos rojos de la sangre y la mioglobina de los músculos. Actualmente, el número de estructuras resueltas se acerca a las 150.000, la mayoría en humanos y animal bovino.

A finales del siglo XX se observó que algunas proteínas escapaban de estos procedimientos experimentales, no pudiéndose resolver sus estructuras con las técnicas disponibles. Sin embargo, en los últimos veinte años las investigaciones han sido decisivas en este terreno para establecer que, en contra de lo aceptado en el pasado siglo, las proteínas no requieren adoptar formas rígidas y bien estructuradas en el espacio tridimensional para realizar sus funciones en la célula, sino que, por el contrario, la flexibilidad y la ductilidad en las proteínas es una propiedad que a menudo resulta crucial para su funcionamiento. Las proteínas dúctiles son esenciales para el ciclo celular, para la señalización celular y la regulación de los genes y las proteínas. Se considera que pueden haber desempeñado un papel clave durante la formación de los organismos multicelulares y la evolución.

Ejemplo de una proteína dúctil con un módulo estructurado (verde) y un módulo flexible (rojo). Fuente: RCSB Protein Data Bank (https://www.rcsb.org) PDB 2ME9 (Follis et al. 2014).

Ejemplo de proteína dúctil con un módulo estructurado (verde) y un módulo flexible (rojo). / Fuente: RCSB Protein Data Bank – PDB 2ME9 (Follis et al. 2014)

Se estima que, por ejemplo, en los animales, humanos y plantas, más de una tercera parte de las proteínas se hallan total o parcialmente desestructuradas, es decir, son proteínas que carecen, en su conjunto o en alguna de sus partes, de una estructura tridimensional estable en condiciones fisiológicas, aunque realizan importantes funciones biológicas. Por tanto, las proteínas no son entidades estructuralmente tan homogéneas como se pensaba, dado que presentan un nivel relevante de heterogeneidad. De esta manera, la estructura de una proteína no ha de considerarse como algo rígido, sino como algo dinámico. La transición entre diferentes formas, llamados estados conformacionales, que transcurre por estados sucesivos de completa estructuración y diferente grado de desestructuración, es necesaria para el reconocimiento y la interacción entre biomoléculas y para una función óptima.

Las proteínas con regiones dúctiles facilitan muchos procesos biológicos en la célula. Sin embargo, a menudo, la falta de organización estructural o plegamiento da lugar a la formación de agregados, que pueden acumularse en los órganos y tejidos del organismo dando lugar a ciertas enfermedades. Las características singulares de las proteínas dúctiles también hacen que su protagonismo trascienda a otras disciplinas científicas, tales como la medicina regenerativa, la nanotecnología, la agricultura o la tecnología de alimentos. El futuro que se abre en estos campos es estimulante y prometedor.

 

* Inmaculada Yruela Guerrero es investigadora en la Estación Experimental de Aula Dei (CSIC). Es autora del libro Las proteínas dúctiles (2016) en la colección ¿Qué sabemos de? (Editorial CSIC – Los Libros de la Catarata) y del espectáculo artístico-científico de danza, música y ciencia Molecular Plasticity: la relevancia de las proteínas dúctiles, producido en colaboración con la Ciència Al Teu Món y con la ayuda de la FECYT. Molecular Plasticity recorrerá distintos espacios abiertos a la divulgación científica en el territorio español.

¿Cómo funciona un espejismo? El misterio de la ‘fata morgana’

Por Mar Gulis (CSIC)*

Hace ya tiempo que las gentes de Reggio Calabria, ciudad costera del sur de Italia, están acostumbradas a ver imágenes surreales, que parecen espectros, cuando miran al horizonte. Sobre el mar, en la línea donde este parece juntarse con el cielo, pueden observarse embarcaciones navegando por encima del agua, como si estuvieran en suspensión.

Lo que ven los lugareños no es una alucinación ni una ilusión óptica, sino un espejismo, una visión real que se produce por la confluencia de varios factores. Hoy tenemos una explicación científica sobre esta anomalía, pero antiguamente marineros y navegantes sentían pánico cuando veían estas imágenes en alta mar, pues las atribuían a maldiciones o hechizos. Estos espejismos distorsionan la apariencia de los objetos situados en el horizonte, que son proyectados como si flotaran.

esquema espejismo

Esquema del proceso de formación de los espejismos. / Camilo Florian Baron

El fenómeno del que hablamos se conoce como ‘fata morgana’, una denominación que procede del latín y significa hada Morgana, en alusión a la hermana del legendario rey Arturo, que según la leyenda era un hada cambiante. El espejismo, frecuente en el estrecho de Mesina, hace que las personas vean cosas donde no las hay debido a la existencia de distintas capas de aire con densidades diferentes. Como resultado, los rayos de luz se refractan, pero quien ve el espejismo no percibe esas diferentes capas, y de ahí el desconcierto.

Para entenderlo, hay que acudir a la óptica. El libro Descubriendo la luz (Editorial CSIC – Los Libros de la Catarata) explica cómo se produce la ‘fata morgana’. “Los espejismos son fenómenos asociados a la propagación de la luz en medios no homogéneos, donde el índice de refracción varía continuamente con la altura y, por tanto, la luz describe trayectorias curvas. Dichas curvas presentan una concavidad en la dirección de aumento del índice de refracción. Es decir, la luz se curva hacia el medio (agua, aire, etc.) con mayor índice de refracción”. En otras palabras, en un espejismo la luz ‘se dobla’ al atravesar las capas de aire a distinta temperatura. Como resultado, “la posición real del objeto está sujeta a la interpretación humana, ya que la formación de la imagen está condicionada por la refracción de la luz”.

Fenómeno de la fata morgana. / Wikimedia commons

Fenómeno de la fata morgana. / Wikimedia commons

Los espejismos pueden clasificarse en inferiores y superiores. La ‘fata morgana’ que alucina a los habitantes y turistas de la costa meridional de Sicilia es un ejemplo de espejismo superior. Como explica el libro Descubriendo la luz, “este se produce cuando el índice de refracción disminuye con la altura, algo que suele darse en zonas frías, donde la capa de aire próxima al suelo es muy fría y es más densa que las capas superiores”. Precisamente lo que sucede en el mar, donde generalmente el agua está a menor temperatura que el aire, produciendo un enfriamiento de las capas de aire más próximas a la superficie del agua. De este modo cambia su densidad y, por tanto, la forma en la que los rayos de luz se refractan. El resultado es el espejismo, bajo la apariencia de barcos que flotan sobre el mar o elementos en el horizonte como islas, acantilados o témpanos de hielo, con siluetas alargadas que les dan una apariencia fantasmal. Estos efectos suelen ser visibles por la mañana, después de una noche fría.

* Este texto está inspirado en los contenidos del libro Descubriendo la luz. Experimentos divertidos de óptica (Editorial CSIC – Los Libros de la Catarata), coordinado por María Viñas, investigadora del Instituto de Óptica del CSIC.

Pinos, ¿nativos o exóticos?

Por Mar Gulis (CSIC)*

Los pinos están tan extendidos por nuestro territorio que resulta prácticamente imposible imaginar un paisaje natural sin su presencia. Pero, ¿alguna vez te has parado a pensar si esos árboles son nativos o exóticos? Es decir, si están ahí de forma natural o han sido introducidos por el ser humano.

A escala regional, la respuesta es clara: los estudios de biogeografía, el registro fósil y el registro de polen en estratos antiguos de las turberas nos dicen que han existido pinos desde hace millones de años. En la península ibérica y las islas baleares hay, según Flora iberica, seis especies nativas: el pino carrasco (Pinus halepensis), el pino negral (P. nigra), el pino resinero (P. pinaster), el pino piñonero (P. pinea), el pino silvestre (P. sylvestris) y el pino negro (P. uncinata). Otras especies, como el pino de Monterrey (P. radiata), han llegado de la mano de los seres humanos. Mientras, en el archipiélago canario el único pino nativo que hay es el pino canario (P. canariensis), que se diferencia de todos los anteriores porque sus hojas en forma de aguja se presentan en grupos de tres y no de dos.

Bosque natural de pino negro (‘Pinus uncinata’) en el pirineo de Andorra. / Jordi Garcia-Pausas.

Sin embargo, no todas las especies nativas pueden vivir en cualquier parte, sino que se distribuyen por el territorio según el clima, el suelo o la frecuencia de incendios. Así, por ejemplo, mientras el pino carrasco y el piñonero suelen vivir a baja altitud y soportan bien el calor y la sequía, el pino negro suele vivir en las montañas y está adaptado al frío. Además, en algunas zonas los pinos forman bosques puros y en otras se mezclan con otros árboles o arbustos. Y hay zonas en las que prácticamente no crecen pinos de forma natural, ya sea por las condiciones ambientales o por la competencia con otras especies más adaptadas a esas situaciones.

Lo que pasa es que los humanos, a lo largo de la historia, hemos ido modificando la distribución natural de cada especie mediante cortas, talas, plantaciones y restauraciones forestales, con el objetivo de aprovechar los numerosos recursos que proporcionan los pinos: madera, resina, piñones, protección del suelo, etc.

Reforestar con pinos no es la única solución

Sin duda, las restauraciones forestales han tenido un gran impacto sobre el territorio. Antiguamente se plantaban árboles (reforestación) para restaurar áreas degradadas sin pensar mucho en su origen, ni teniendo en cuenta si la especie era o no autóctona o si la variedad era local o no. Cuando más adelante se plantaron pinos autóctonos, algunas veces se hizo en zonas típicas de la especie, y otras en zonas donde la especie estaba ausente o en baja densidad.

Estas restauraciones, que sirvieron para frenar la erosión y controlar los recursos hídricos, son aún visibles en nuestros paisajes. Muchas de ellas se asemejan bastante a ecosistemas naturales, pero otras se parecen más a cultivos para la producción de madera, muy propensos a propagar fuegos intensos si están mal gestionados.

Actualmente, existe un gran acuerdo entre ecólogos y gestores del medio ambiente en que ni los pinos, ni los bosques en general, constituyen la única alternativa en paisajes mediterráneos: los matorrales son también autoctónos, naturales, diversos y antiguos, y contribuyen en gran medida a la elevada biodiversidad de los ecosistemas mediterráneos, además de favorecer la protección de sus suelos.

Un claro ejemplo de esto son los pinares sobre dunas de Doñana, donde hay plantaciones documentadas desde el siglo XVI, aunque masivas sólo en el XX. La finalidad de estas plantaciones era bienintencionada: fijar las dunas, crear puestos de trabajo y generar un ambiente forestal agradable. En aquella época, se valoraba más cualquier estructura arbolada densa, aunque fuese pobre en especies, que un matorral, por muy diverso en especies que fuera. Además, plantar pinos era mucho más fácil y agradecido (mayor supervivencia) que plantar otras especies arbóreas.

Pinar en dunas

Pino piñonero (‘Pinus pinea’) en las dunas de Doñana. / Pedro Jordano

Con los años, esos pinares han pasado a formar parte de nuestro paisaje cultural. La vegetación original de estas dunas litorales era probablemente un mosaico donde alternaban arbustos y árboles pequeños típicos de los ecosistemas mediterráneos, plantas de los brezales y sabinares ibéricos, y herbáceas propias de dunas. En ellas la densidad de pinos era baja, pero el sobrepastoreo y la explotación de leña fueron degradando esos ecosistemas y generando erosión y movimientos no deseables del terreno, lo que motivó las plantaciones de pino.

Tras el incendio que afectó a los pinares de la zona de Doñana en julio de 2017, se ha constatado una regeneración muy satisfactoria de muchas de las especies del mosaico de matorral y brezal que dominaron antes de las plantaciones, mientras que el pino prácticamente no se ha regenerado. Si se facilita y potencia la regeneración de estos matorrales, que son muy diversos en especies, los incendios (inevitables) que ocurran en el futuro serán menos intensos (por la menor biomasa) y el ecosistema se regenerará más rápidamente.

En un contexto de calentamiento global, la reducción de la densidad de pinos en dunas litorales y otros ecosistemas está justificada siempre que se favorezca una vegetación alternativa con importantes valores de conservación. En cualquier caso, ante cualquier intención de reducción drástica de un pinar antiguo, se debería evaluar que no haya especies que dependan de él.

 

* Este texto es una adaptación de la entrada del mismo título realizada por miembros de la Asociación Española de Ecología Terrestre (AEET), y publicada en el blog de Juli G. Pausas y en el del Centro de Investigación Ecológica y Aplicaciones Forestales (CREAF).

¿Cómo detectamos el ‘umami’ y otros sabores?

Por Laura López Mascaraque* y Mar Gulis

Cierra los ojos. Piensa en algo ácido. ¿Qué te viene a la mente? ¿Un limón, una naranja? Seguro que también visualizas rápidamente alimentos asociados a sabores dulces, salados y amargos. Pero, ¿puedes pensar en el sabor umami? Probablemente muchas personas se quedarán desconcertadas ante la pregunta, por desconocer la existencia de este quinto sabor o no identificar los alimentos vinculados al mismo. Aquí van algunos ejemplos: el queso parmesano, las algas, la sopa de pescado y la salsa de soja comparten este sabor, que se suma a los otros cuatro clásicos: dulce, salado, ácido y amargo.

El sabor umami es típico de la cocina asiática, en la que son habituales sopas que cuentan con soja y algas entre sus ingredientes / Zanpei

En 1908 el japonés Kikunae Ikeda descubrió el umami. Químico de la Universidad Imperial de Tokio, eligió esta palabra, que proviene del japonés y significa “buen sabor”, “sabroso” o “delicioso”, para designar su hallazgo. Ikeda dedujo que el glutamato monosódico era el responsable de la palatabilidad del caldo del alga kombu y otros platos. De hecho, el umami es característico de cocinas como la japonesa, la china, la tailandesa y también la peruana, donde se conoce como ajinomoto. El glutamato monosódico es un compuesto que se deriva del ácido glutámico, uno de los aminoácidos no esenciales más abundantes en la naturaleza (se denominan no esenciales porque el propio cuerpo los puede sintetizar, es decir, fabricar).

Pero, ¿cómo detectamos el umami? ¿O por qué decimos que algo está demasiado salado o dulce? ¿Qué proceso fisiológico desencadena estas percepciones? La mayor parte de lo que llamamos sabor tiene que ver, en realidad, no con el gusto, sino con el olfato. Por eso los sabores parecen desvanecerse cuando estamos resfriados. Juntos, el olfato y el gusto constituyen los denominados sentidos químicos, pues funcionan mediante la interacción directa de ciertos compuestos químicos con receptores situados en el epitelio olfatorio, localizado en la parte superior de la nariz, y las papilas gustativas, situadas en la lengua.

El olor llega al cerebro por dos vías; una directa y ortonasal y la otra indirecta o retronasal. La primera se da cuando inhalamos directamente a través de la nariz. La otra, cuando, al masticar o tragar el alimento, se liberan moléculas que alcanzan la cavidad nasal desde la boca (vía retronasal), es decir, cuando exhalamos. Con la masticación y la deglución, los vapores de las sustancias ingeridas son bombeados en la boca por movimientos de la lengua, la mandíbula y la garganta hacia la cavidad nasal, donde se produce la llamada percepción olfativa retronasal. Así, gran parte de las sensaciones percibidas en alimentos y bebidas se deben al olfato.

Las sensaciones gustativas las percibimos a través de las miles de papilas gustativas que tenemos en la lengua / Pixabay

Por otra parte, ciertos alimentos considerados irritantes (condimentos picantes, quesos muy fuertes, etc.) pueden ser percibidos como olores/sabores a través del sistema quimiosensitivo trigeminal, con receptores localizados en la cavidad nasal y la boca.

En resumen, los receptores del olfato, el gusto y el nervio trigémino contribuyen al sabor, que se define por la suma de tres sensaciones: olfativas, gustativas y trigeminales. Las olfativas se perciben por la nariz desde concentraciones muy bajas y son las más variadas y complejas. Las gustativas lo hacen gracias a los receptores de la lengua y el paladar, localizados en las aproximadamente 5.000-10.000 papilas gustativas, que conducen información de la composición química de los alimentos hacia una parte del cerebro especializada en interpretar estos mensajes de acuerdo a las cinco cualidades gustativas básicas que mencionábamos al principio: salado, dulce, amargo, ácido y umami.

Cada uno de estos sabores puede asociarse a una o varias sustancias químicas caracterizadas por tener fórmulas y propiedades específicas que permiten su reconocimiento. Por ejemplo, los ácidos, como el zumo de limón o el vinagre, liberan iones de hidrógeno y, por lo tanto, presentan sabor ácido, mientras que la sal de cocina libera iones sodio y cloruro y, así, manifiesta sabor salado. Lo mismo les sucede a las moléculas de glucosa o azúcar con el dulce, a las del café o el bíter que libera alcaloides con el amargo, y al glutamato monosódico y otros aminoácidos con el umami. Actualmente se investiga la posibilidad de que existan receptores específicos en la lengua para reconocer el sabor de la grasa y el de las harinas o el almidón (sabor starchy).

En cuanto a las sensaciones trigeminales, estas se perciben en las terminaciones del nervio trigémino de la nariz y la boca a través de bebidas y alimentos que producen una sensación de irritación (picor, frío…). Por tanto, cuando hablamos de percepción del sabor, nos referimos a una respuesta conjunta de señales que provienen del olfato, del gusto y del trigémino, combinadas con otras características físicas como la textura, la temperatura y la presión.

 

* Laura López Mascaraque es investigadora del Instituto Cajal  del CSIC y autora, junto con José Ramón Alonso de la Universidad de Salamanca, del libro El olfato de la colección ¿Qué sabemos de?, disponible en la Editorial CSIC y Los Libros de la Catarata.