Archivo para la categoría ‘Curso Avanzado de Bioquímica del Suelo’

Acidez del suelo, Erosión y la Gran Extinción del Pérmico (Una investigación con sabor a jugo de limón y vainilla)

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Una posible causa de la extinción de la Extinción Pérmico-Triásica (PT) ¿Jugo de Limón?. Fuente: MIT Press

Como veremos más adelante, hace unos 250 millones de años, que sepamos,  la Tierra sufrió la extinción masiva más grave de su historia por la cual desaparecieron de la faz de nuestro planeta el 95% de las especies que habitaban en los océanos y el 75% de los vertebrados que lo hacían en tierra firme.  Las causas de aquella Gran Mortandad, aun no se conocen con exactitud, compitiendo entre sí varias hipótesis rivales, como el vulcanismo, impactos  meteoríticos e incluso la explosión de una supernova. Sin embargo, son muchos los autores que se inclinan por tesis de las erupciones volcánicas. La investigación de que os mostraremos hoy dice haber encontrado evidencias de sus dramáticas y globales consecuencias. Tales estudios, curiosamente, nos hablan de agradables sabores, como el jugo de limón y la vainilla ¿?. Como podréis leer más adelante, la emisión de ingentes cantidades de gases dio lugar a lluvias extremadamente ácidas (eventos que se repitieron durante varios episodios), que de hecho debieron acidificar el suelo, al margen de dañar casi irreversiblemente la cobertura vegetal. Sin apenas protección, los suelos fueron rápidamente erosionados y depositados en las profundidades marinas, aunque no a gran profundidad, junto con la materia orgánica que atesoraban.  Aquellos materiales edáficos transformados en sedimentos afloran actualmente en algunas cadenas montañosas como los Alpes Dolomitas. Suelos, convertidos primero en sedimentos y después en rocas han sido analizados en los escarpes y paredes que afloran a la superficie de ciertas cimas,  “constatando”, al parecer” el grado de acidez de aquellas lluvias. Gracias a que las razones ácido vanílico/vainillina de la materia orgánica edáfica petrificada de finales del Pérmico parece constarse que la acidez del suelo se acercó  a la típica del vinagre o jugo de limón,es decir a un pH que rondaría 2.3. Recodemos que tales valores favorecen la alteración o intemperización de las rocas y por tanto la liberación de nutrientes en paisajes casi desnudos. El resultado final fue pues un daño irreversible de los ecosistemas pérmicos, la destrucción de las cadenas tróficas y, de acuerdo, a estos autores, los eventos resultaron ser reiterados, originando  formidables episodios de erosión y suelos extremadamente ácidos.

De ser así, la edafosfera global debió transformarse drásticamente, siendo muy diferente de la actual y de la de otros periodos geológicos.  Os recuerdo que todas estas investigaciones y sus resultados deben considerarse con cautela, que no como verdades absolutas. Os dejo con la noticia traducida a una lengua culta como el castellano-español a partir del salvaje suajili original. Y a los ciudadanos amantes de los sabores contrastantes, como los agridulces, les recomendamos pues un viaje al pasado repleto de sabores culinarios.

Veamos pues de que nos informa esta nueva investigación.

Juan José Ibáñez

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Química de los Procesos Pedogenéticos del Suelo por Raúl Zapata (Libro de Libre Acceso en Internet)

Raúl Zapata es un gran amigo. Tuve la oportunidad de conocerle por primera vez en el ciberespacio. No recuerdo como. Se encontraba interesado, como yo, en analizar los suelos y su formación desde un punto de vista termodinámico. Sin embargo, el lo hacía partiendo de la química y yo, por aquél entonces a través de lo que se denominaba “física del caos” (sistemas complejos). La diferencia de aproximaciones es mayor de lo que pudiera parecer en primera instancia. Unos años después, realizó una estancia sabática de un año en mi actual centro de investigación (CIDE, UVA-CSIC, Valencia). Hace pocas semanas nos volvimos a ver, pero esta vez en Colombia. Hoy, os mostramos su libro  Química de los Procesos Edafogenéticos del Suelo, manual no muy extenso (unas 90 páginas) en la que expone la edafogénesis desde una perspectiva químico-termodinámica. Gracias Raúl por citar mis primeros trabajos con tanta profusión. 

 

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Raúl Zapata (a la izqierda). Fuente: Universidad Nacional de Colombia (Medellín)

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Horizontes Endurecidos del Suelo (Sobre “Cretas” “Petros” “Panes” y “Corazas”)


Como ya hemos comentado en post anteriores, los horizontes del suelo suelen ser blandos, es decir, susceptibles de ser arados (aunque algunos no sean muy propicios para ello), cavados, etc. Sin embargo, en ocasiones, se endurecen incluso más que numerosas rocas compactas, debido a la cementación por ciertos compuestos que se acumulan  en ellos. Cuando esto ocurre, la hidrología y morfología del perfil cambian por completo. Así, por ejemplo, la circulación del agua se ralentiza cuando topa con ellos, pudiéndose generar problemas de hidromorfía y encharcamientos superficiales tras fuertes lluvias. Del mismo modo, puede elevarse la escorrentía superficial que, en casos extremos, llega a erosionar por completo los horizontes superiores más deleznables, aflorando los endurecidos a la superficie. Más aun, cuando se cultivas suelos en donde este tipo de horizontes no se encuentran a bastante profundidad, la germinación de plantas es afectada o impedida. Abundan en ambientes áridos y semiáridos aunque también aparecen en otros biomas. Hablaremos hoy pues de los horizontes endurecidos y su clasificación.< ?xml:namespace prefix = o />

 

 

 

Paisaje de badland en los que algunas colinas resisten

mejor la erosión que otras por tener en su superficie

un horizonte endurecido. Fuente: Natural

History Museum (UK). Concurso a las mejores fotografías.

Autor en la propia foto

 

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Obesidad y sintrofía microbiana. O cómo las arqueas potencian la obesidad. (Salvador González Carcedo).

Supongo que entre esos dos millones de lectores, es frecuente escuchar frases de sentido contrapuesto como “por mucho que comas no engordas” o la contraria “se alimenta del aire”. Engordar o perder kilos es un problema frecuente.  Hoy sabemos que estar delgado/a es un síntoma de vida saludable (pero sin pasarse). Y no es para menos. Leía hoy que los gastos sanitarios y la pérdida de trabajo vinculados a la obesidad le suponen un gasto de 45.000 millones de dólares anuales a la economía de Estados Unidos. Tener sobrepeso severo (obesidad mórbida) se asocia con un incremento del 36% del gasto en atención médica. Si tenemos en cuenta que más del 30% de los estadounidenses adultos son obesos, su tratamiento consume entre el 5% y el 7% del presupuesto sanitario de los EEUU.

 

En personas adultas se oye la pregunta ¿cómo adelgazar y estabilizar lo conseguido?. Aquí va mi consejo. Si son habituales de la “buena cena”, sustituyala (una o dos veces por semana y no mas) por un frugal, sano y abundante plato de fruta recién troceada, regada con un yogur (no importa el sabor) y si no son diabéticas, con azúcar (no aconsejo regarlas con alguna bebida alcohólica, por cuestiones de edad…pero es frecuente ver que mucho de los consumidores de alcohol en exceso son mas que delgados, y casi famélicos… quizás porque se les olvida comer o porque los componentes de muchas bebidas alcohólicas disminuyen el apetito). De esta forma no se genera “hambre metabólica” por la noche, se duerme de un tirón y las pérdidas de masa corporal son lentas (que es como se debe de desarrollar el proceso de adelgazamiento sin temor a recuperarlo a la vuelta de una “celebración”).

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La obesidad. Introducción. Una nueva perspectiva bacteriana. (Salvador González Carcedo).

Hasta hoy, no me habia planteado del tema de la obesidad, exceptuando que mi digestión intestinal era un asunto bacteriano, la captura de los alimentos un problema de las microvellosidades intestinales, el control de la asimilación del C un problema hormonal, la redistribución del nitrógeno, un problema hepático y el hambre un problema cerebral. Por formación (farmacéutica) siempre había concebido la acumulación de grasas y la obesidad mórbida como una cuestión endocrina y/o genética. Nunca hubiera pensado en que una descompensación de los conjuntos bacterianos residentes en el intestino pudieran ser responsables de la obesidad.  Para adquirir una información global y actual les recomiendo lean una magnifica revisión de Jeffrey S. Flier y Eleftheria Maratos-Flier O que provoca a obesidade” cuya lectura recomiendo, publicado en Scientific Américan Brasil y cuya dirección, por razones de longitud pongo al final de este post.

Sin embargo, en la década de los 80 mis investigaciones sobre los enzimas presentes en los residuos de fosas sépticas, atrajeron mi atención sobre la elevada presencia de un enzima: la b-D-glucosidasa, cuya riqueza era de tal calibre que me atreví a plantear un problema de ingesta de fibra, con riesgo asociado, en diabéticos con elevado tiempo de retención intestinal, en una conferencia que impartí en el año 1988 en la Facultad de Farmacia de la Complutense de Madrid y dejé ciertamente pensativo a mi querido amigo el Prof. Ruiz Amil.

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Floraciones algales tóxicas, Bloom tóxicos ó HABs (Salvador González Carcedo)

Las floraciones de algas tóxicas (Harmful algal blooms o HABs) son proliferaciones de algas microscópicas capaces de generar, acumular y transferir compuestos orgánicos con capacidad toxica para la estructura trófica marina y terrestre (incluido el Hombre).  En los últimos años las aguas someras costeras de muchos países del mundo, experimentan un incremento en el número, frecuencia y tipo de HABs.  Y aparecen también en ecosistemas de  aguas dulces.  En la realidad ecológica, son la expresión de un peculiar modo de comportamiento ocupacional del territorio, en el que las toxinas endógenas forman parte de su estrategia y su liberación causa desviaciones en la estructura biológica del ecosistema, al ser estas algas la base trófica del resto de las comunidad acuática. Por ello interesa conocer quienes son los actores de estas explosiones algales, definir la magnitud y diversidad mundial y conocer cuales son las causas que impulsan su aparición, para que, de esta forma exista una visión global y dimensión del problema, y actuar en consonancia.

 

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Algas del suelo (Biomasa del Suelo 3. Algas) (Salvador González Carcedo)

Esta claro que sin querer, nos hemos metido en este Universo Invisible en el tema tres personas con formación y criterios distintos.  Esto es enriquecedor para todos. Vamos aquí  dar mi visión básica sobre las algas

 

Filogenéticamente se clasifican en 16 líneas. Cada una atiende a criterios como su composición de la pared celular (si la tienen), los pigmentos fotosintéticos con los que opera y sus acompañantes, o las formas orgánicos en que acumula su energía de reserva. Otros son la carencia o existencia (y distribución en su caso) de los flagelos, la estructuración del núcleo (cuando hay membrana nuclear), del cloroplasto (o donde acumulen o no los pigmentos fotosintéticos), del pirenoide, y de la mancha ocular (orgánulo constituido por una gran concentración de lípidos, cuando lo tengan). 

Para puntualizar los “jaleos” de la clasificación, las algas procarióticas, (sin membrana nuclear), pertenecen al reino Móneras. Las formas unicelulares de las algas eucarióticas, que tienen núcleo limitado por una membrana, se incluyen en el reino Protistas, al igual que las líneas filogenéticas con formas pluricelulares, aunque según ciertas clasificaciones estas últimas se incluyen en el reino Vegetal.

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¿La producción de Biopetróleo es una estrategia de bloom o floración algal? (Salvador González Carcedo)

Andaba hace unos meses preocupado por decir cosas sensatas, diferentes a las ya escritas, cuando me encontré con la observación de dos sismólogos que vieron aparecer una marea roja (“red tide”) en las costas de California y al cabo de 3 días sufrieron un terremoto en la zona.  Su forma trasversal de pensamiento, les permitió asociar observación y profesión, y vieron que tenían en sus manos una estrategia para predecir terremotos y tsunamis.  Y parece que algo de razón tenían, pues estas explosiones de desarrollo algal de distintos colores aparecen en las fotografías satelitarias (no siempre), en días previos a un evento sísmico, supongo que como respuesta a las vibraciones del fondo marino y asociable a una puesta en solución de elementos y de coloides sedimentados y de movilidad modificada de los flujos de agua y gases.

 

Marea Roja (Fuente: Microbial life)

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Fotocromo, fotomodulación, fotorreceptores y regulación armónica del crecimiento vegetal. (Salvador González Carcedo).

Muchas personas creen que en la fotosíntesis reside únicamente el crecimiento vegetal, mas o menos apoyado por las hormonas y alguna cosilla mas.  Decimos que “existe un complejo sistema de captación de radiaciones (fotosistemas) y además, una fase oscura cuya responsabilidad es la de orientar al metabolismo de los vegetales a sintetizar compuestos orgánicos”.  Pero una cosa es disponer de compuestos fotosintetizados en la fase oscura de la fotosíntesis, y otra muy distinta es hacer crecer armónicamente a un vegetal y decidir cuando y cómo lo hace.

 

Como creo que la cosa es complicada para los profanos, vamos a adentrarnos en el mundo de los fotorreceptores lentamente.

 

Para empezar, decir que existen otros conjuntos moleculares diferentes a las clorofilas que usan radiaciones distintas. Son los fotomodulades o fototransmisores que conforman el Fotocromo. Y podemos definirle como un amplio conjunto de pigmentos sensores (que está aumentando rápidamente), que controlan muy diferentes procesos de desarrollo de la planta, e informan a las plantas de los cambios operados en su entorno ambiental, natural o forzado), optimizando su crecimiento.

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Fijación biológica de N2, relación CO2/O2 del medio y producción vegetal. (Salvador González Carcedo)

La fijación biológica de N2  la realizan algunas bacterias libres o asociadas en simbiosis a vegetales y ciertas arqueobacterias. Es un proceso que globalmente tiene una variación relativamente baja de energía libre (-8 kcal/mol) pero la particular rotura del triple enlace que une a los dos atamos de N exige a la dinitrogenasa reductasa recibir un potencial reductor de apoyo sorprendentemente alto (-1.200 mv) equivalente a una variación de energía libre de +50 kcal/mol. Este potencial es el mas alto de los conocidos entre los procesos de óxido reducción biológica. 

 

A pesar de los problemas que plantea, el sistema es tan eficaz que se ha constituido en la principal fuente natural de entrada de N en la biosfera. Y es bueno recordar que todos los seres vivos tienen compuestos en los que éste elemento está presente, siempre en forma reducida. Baste mencionar a las proteínas de todo tipo y función, los aminoglúcidos, los ácidos nucléicos, las poliaminas, las vitaminas, los responsables de la disponibilidad de la energía (ATP y GTP) y del potencial reductor (NAD(P) y FAD) y un largo etc., sin los cuales el desarrollo de la vida en la Tierra no se concibe como hoy lo entendemos.

 

 

Fijación Biológica del Nitrógeno. Fuente Miliarium.com

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