La contaminación por mercurio envenena la cadena trófica, afectando finalmente la salud humana, especialmente en el caso de las mujeres embarazadas y sus fetos. Su trasporte por el viento, hasta las capas de hielo polares, ya había sido constata con anterioridad. También se conocía que las concentraciones de esta sustancia tóxica llegaba al mar, acumulándose en los tejidos del pescado conforme se bioacumula (biomagnificación)a lo largo de la cadena trófica. De este modo, las autoridades sanitarias han terminado por desaconsejar el consumo de depredadores, como el atún, en los grupos de riesgo anteriormente aludidos. Sin embargo, hasta la fecha, se había investigado muy poco acerca de su presencia en el suelo. El estudio que mostramos hoy nos informa que el mercurio emitido al aire desde las plantas eléctricas alimentadas por carbón, termina depositándose rápidamente en los suelos a lo largo de varios kilómetros, en función de los vientos imperantes en cada zona. De ahí, se desprende rápidamente a las aguas de escorrentía, pasando seguidamente a las cuencas de drenaje, para posteriormente contaminar las aguas marinas. Los estudios fueron realizados en áreas densamente pobladas, es decir en suelos urbanos y periurbanos. Por tanto, se constata de nuevo el daño ambiental y sanitario de las plantas eléctricas que hacen uso del carbón como combustible.

Plantas generadoras de electricidad con combustible de carbón. Fuente: Ecopolitology

El mercurio es una potente neurotoxina, cuyas dañinas repercusiones en la salud de los seres vivos son bien conocidas. Sin embargo, sobre este asunto, ya hablaremos en otro post, por cuanto el problema resulta ser más serio de lo que parece. La razón estriba en que nuestras autoridades no se ponen de acuerdo en como resolver ciertas contradicciones inherentes a sus políticas sanitarias y ambientales. Obviamente, las centrales de carbón son una de las industrias que emiten tal sustancia, aunque no las únicas. Eso sí, estudiar fuentes de emisiones, así como las rutas por la que envenena la cadena trófica y los suelos resulta esencial con vistas a comprender mejor los puntos calientes de contaminación (construcciones, vertederos, etc.) y como son afectados diversos recursos naturales. De acuerdo al análisis que abajo presentamos, a partir de las mencionadas centrales, se contamina el aire que a la postre va a parar al suelo (vía aerosoles)  y de ahí, rápidamente, parte de la neurotoxina  emigra por los cauces fluviales hacia el mar, en donde es consumida por los peces. Sin embargo la nota de prensa no nos informa de su impacto sobre suelo y los cultivos o pastos que crecen sobre el mismo. Eso sí, que a nadie se le ocurra “moder el polvo” alrededor de estas plantas generadores de energía.

Contaminación de suelos y aguas Fuente: Dr.M.Azizul’s Blog

Finalmente tan solo recordaros que la edafomedicina es un ámbito de la ciencia del suelo que, lamentablemente a penas se imparte en los departamentos de edafología o pedología. Se trata de un problema estratégico que debemos solucionar a la menor brevedad.

Juan José Ibáñez

Soil Samples Reveal Urban Mercury Footprints

ScienceDaily (July 19, 2011) — Indianapolis, St. Louis, Detroit, Buffalo, Richmond and Providence — cities scattered across the eastern half of the United States — have something in common, all have coal-fired power plants. A new study from the School of Science at Indiana University-Purdue University Indianapolis is among the first to investigate mercury deposits in industrialized city soil near this type of facility.

The study, which appears in the July 2011 issue of the journal Water, Air & Soil Pollution, reports that measurable amounts of the mercury emitted by coal-fired power plants is deposited in local soil and subsequently enters regional watersheds, contaminating fish and making them unsafe for human consumption.

Previous research on the spread of environmental mercury has focused on waterways. The IUPUI researchers looked at land, testing soil samples, detecting hot spots of mercury contamination in central Indiana specifically tied to local coal-fired power plants by chemical signatures. Winds blew the mercury contaminated soil to the northeast and the natural flow of waterways brought the mercury back to the southwest, far into bucolic appearing areas frequented by anglers.

While wind patterns vary by cities, the process in various urban areas is similar with mercury emitted from coal-fired power plants contaminating soil that is then transported downstream. Since cities have a high percentage of impervious surfaces like roads and parking lots, the mercury enters waterways rapidly.

“Mercury from coal-fired power plants has been found in the ice at the North and the South Poles, so the fact that these noxious emissions are swept far away to other areas or even continents, with global environmental impact, is well known. What had not been previously shown is the impact of the mercury on the environments in cities, suburbs and rural areas near specific coal-burning power plants,” said senior author Gabriel M. Filippelli, Ph.D., professor of earth sciences at the School of Science at IUPUI.

Coal-fired power plants produce electricity at a relatively low cost. This is false economy, according to Filippelli, who directs the Center for Urban Health at IUPUI, because these cost figures do not factor in the impact of these plants on human health. He is a pioneer in the emerging field of medical geology and served as the first elected chair of the Geological Society of America’s Geology and Health Division.

Mercury poisoning can cause permanent neurological damage in humans. Pregnant women and their fetuses are especially susceptible to mercury, much of which enters the body through consumption of contaminated fish.

“We are fouling our local as well as global environment and little has been done to stop it. It all comes down to the choices we make to produce energy. As we gain a better understanding of the deposition and risk patterns of mercury from using dirty coal as our primary energy source in the Midwest, we hopefully will be better able to stop or decrease the emission of this neurotoxin and halt the damage it is causing humans,” said Filippelli.

Carrie Lynn Hatcher, a former graduate student in the School of Science at IUPUI, now at the University of Toronto, is the co-author of “Mercury Cycling in an Urbanized Watershed: The Influence of Wind Distribution and Regional Subwatershed Geometry in Central Indiana, USA.”

The study was supported by the School of Science at IUPUI and the IUPUI Center for Urban Health.

In a November 2010 publication, the U.S. Geological Survey (USGS) reported that mercury concentrations in Indiana watersheds “routinely exceeded criteria protective of humans and commonly exceeded criteria protective of wildlife.” One in seven fish in Indiana contain mercury in levels not fit for human consumption.

Story Source:

The above story is reprinted (with editorial adaptations by ScienceDaily staff) from materials provided by Indiana University-Purdue University Indianapolis School of Science.

Journal Reference:

Carrie Lynne Hatcher, Gabriel Michael Filippelli. Mercury Cycling in an Urbanized Watershed: The Influence of Wind Distribution and Regional Subwatershed Geometry in Central Indiana, USA. Water, Air, & Soil Pollution, 2010; 219 (1-4): 251 DOI: 10.1007/s11270-010-0703-7

Abtract del Trabajo Original

The global cycle of mercury (Hg) is reasonably well-understood, as are some of the natural and anthropogenic sources of Hg to the atmosphere. Less well understood are the regional and local characteristics of Hg deposition and subsequent watershed-scale transport, important parameters for assessing human risk to various avenues of Hg exposure. This study employed a two-part strategy for understanding coupled deposition and transport processes in central Indiana (USA), including Indianapolis, a typical large city with multiple coal-fired electric utilities and other Hg emission sources. A spatial analysis of Hg concentrations in surface soils revealed elevated Hg proximal to many of the large emission sources, with a distribution aligned along a southwest-northeast axis corresponding to the mean wind direction in this region. This soil distribution suggests some local depositional impact from local utilities, with wind modification affecting the regional pattern. Post-depositional transport of Hg was assessed using a series of streambank sampling arrays as the White River and various tributaries travelled through the urban core of Indianapolis. Streambank sediments had peak Hg concentrations in the urban core, where several local sources are present and where a number of subwatersheds join the main trunk of the White River, suggesting local emission and/or rapid Hg transport from urban subwatersheds due to their relatively high proportion of impervious surfaces. High Hg values persist in White River sediments into rural areas tens of kilometers south of Indianapolis, raising concerns for anglers collecting fish in this apparently pristine environment.

Las partículas de polvo erosionadas desde el suelo son un problema con vistas a mantener una agricultura sustentable y la calidad del suelo, pero también afectan seriamente a la salud pública de los ciudadanos, como ocurre con las emisiones industriales, de vehículos, etc. El laboreo sin labranza, así como proteger el suelo con los residuos de las cosechas son técnicas sumamente útiles a la hora de paliar la cantidad emitida a la atmósfera de este tipo de partículas diminutas arrancadas del suelo por la erosión eólica. Sin embargo, tal práctica, según algunos colegas, no resulta siempre rentable, siendo preciso el uso del arado. Investigaciones recientes procedentes de EE.UU., dicen haber construido un aparataje de laboreo que reduce tales emisiones de polvo entre un 30-65%, principalmente cuando las parcelas agrícolas se encuentran en barbecho (desnudas de cubierta vegetal). Más aun, el suelo no resulta volteado, volviendo a dejar los horizontes o capas del suelo, más o menos en su disposición original. Al parecer, la biología del suelo tampoco se ve afectada, pero si ayuda a erradicar las enfermedades fúngicas, paliando también la emisión (pérdida) de materia orgánica particulada hacia la atmósfera, que de acuerdo a los autores se aproxima al 10% del total exportado (aunque esta vez no en forma de CO2) en los predios estudiados. Obviamente, tal modo de proceder evita o recupera la perniciosa compactación de los cm. superficiales del suelo (con independencia de que fuera generada por la maquinaria agrícola, el impacto de las gotas de lluvia, etc. –es decir se eliminan los sellos y costras, aunque personalmente albergo más dudas acerca de las que se ubican a mayor profundidad –suela de laboreo- inducida por el peso del utillaje muy pesado). En todo este proceso interviene la rugosidad del suelo, de tal forma que cuanto mayor sea esta, tanto menor resultara la pérdida de las partículas finas arrancadas del medio edáfico.  Sin embargo, otros factores determinantes que colaboran a paliar el problema resultan ser una buena agregación de las partículas del suelo, así como la propia humedad que atesore el medio edáfico cuando arrecian vientos de gran intensidad.

Emisión de partículas finas de polvo en suelos bajo barbecho. Fuente. Portland State University

Los habitantes de Madrid sufrimos durante algunos años una enorme cantidad de emisiones de partículas generadas por las obras públicas encaminadas a la creación de las infraestructuras requeridas para acceder a la  fallida candidatura de esta ciudad, como sede de los Juegos olímpicos. Ahora volvemos a presentarnos, pero ese es otro asunto del que prefiero no hablar. En cualquier caso, estas partículas, procedan de donde procedan (si bien unas resultan ser más perjudiciales que otras) dañan la salud de las personas con problemas respiratorios y alérgicos. Sin embargo, en cuanto a la agricultura concierne, también perjudican a la calidad del suelo. No debe extrañar pues que ciertas investigaciones se encaminen a paliar tales problemas agronómicos, ambientales y sanitarios.  

En una de las notas de prensa, también se nos informa de que los microorganismos exportados junto a estas partículas permiten trazar el origen del polvo que alberga la atmósfera en un determinado momento y lugar.

Comentario del Blogger: ¡Curioso!. Busco en Internet la nota de prensa en inglés del Noticiero ARS y me encuentro con una narración completamente distinta a la que editan en español-castellano. Sin embargo, detecto, al  mismo tiempo, que la que traduce a nuestra lengua el ARS es casi idéntica de la que en su día publico Sciencedaily ¿?.     

Maquinaria de la que se habla en el texto. Fuente: Ontario Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs

Noticiero ARS: Investigadores examinan manera de reducir las emisiones de polvo desde el suelo

Por Don Comis14 de julio de 2011; Hay una manera muy eficaz de reducir las emisiones de polvo en las partes más áridas de la región de la meseta de Columbia en el Pacífico-Noroeste de EE.UU., según un científico del Servicio de Investigación Agrícola (ARS).

Brenton Sharratt, quien es líder de la Unidad de Investigación del Manejo de Tierra y la Conservación de Agua mantenida por el ARS en Pullman, Washington, descubrió que cortar debajo de la superficie del suelo es una técnica prometedora de la labranza de conservación en los campos en barbecho. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés).

El aparato usado para cortar debajo de la superficie del suelo tiene cuchillas anchas en forma de V que se solapan. Cuando tiradas por tractor, estas cuchillas cortan debajo de la superficie del suelo y suavemente levantan y devuelven la capa más alta del suelo. Este proceso corta las raíces de las malezas sin invertir el suelo.

Las partículas de suelo en el viento y las partículas de materia con un diámetro de menos de 10 micrones, conocidas como PM10, son preocupaciones principales sobre la calidad del aire en la región del Pacífico-Noroeste y otras partes de EE.UU. Los experimentos de Sharratt muestran que cortar debajo de la superficie del suelo a una profundidad de cuatro pulgadas puede reducir las emisiones de PM10 del 30 por ciento al 70 por ciento comparado con la labranza convencional. Las tormentas de polvo también reducen la productividad de las granjas.

Cortar debajo de la superficie del suelo es una de muchas prácticas posibles que están siendo identificadas por Sharratt como métodos económicos de reducir la erosión eólica en la región de la meseta de Columbia. Las elecciones de cultivos y de métodos de labranza influyen en la aspereza del suelo, el tamaño de los tepes, y la cantidad de residuos de cultivos después de la cosecha. Con una superficie del suelo más aspereza, los tepes más grandes y una cantidad más grande de residuos de cultivos, hay menos susceptibilidad del suelo a la erosión causada por el viento o el agua. Sharratt descubrió que la práctica de cortar debajo de la superficie del suelo crea una superficie del suelo más aspereza aerodinámicamente y promueve la retención de los residuos de cultivos.

Lea más sobre esta investigación, la cual apoya la prioridad del USDA de promover la agricultura sostenible, en la revista ‘Agricultural Research’ de julio del 2011.

Sharratt y su colega Guanglong Feng, quien trabaja en el Departamento de Ingeniería de Sistemas Biológicos de la Universidad Estatal de Washington en Pullman, han publicado artículos sobre esta investigación en las revistas ‘Soil and Tillage Research‘ (Investigaciones sobre el Suelo y la Labranza) y ‘Earth Surface Processes and Landforms‘ (Procesos de la Superficie del Suelo y Formas de Terreno).

Nota de Prensa Original en Inglés

Pacific Northwest Farmers Can See Soil Blow Away

EPA’s regulations on PM2.5 and PM10 affect every aspect of agriculture, not only cotton gins but also cattle feedlots and farming operations.

For the Columbia Plateau region of the Pacific Northwest, the focus is on topsoil blowing in the wind: The smaller particles occasionally contribute to poor air quality in the region.

Farmers in this wind-erosion-prone region are as anxious as any others about the prospect of farms being regulated like cotton gins and other industries, with fears of urban air-pollution samplers surrounding their farmland. But they also want their rich topsoil to stay in place, so they are eager to reduce wind erosion.

Brenton Sharratt and Ann Kennedy, at the ARS Land Management and Water Conservation Research Unit in Pullman, Washington, are identifying practices that will keep the soil from blowing away.

Sharratt, research leader of the unit, examines the physical properties, and Kennedy, a soil scientist, studies the biological properties of soils that affect wind erosion.

Sharratt measures the quantity and size of soil particles blown off fields while Kennedy analyses the soil for its lipid content from the microbes living in the soil. Each microbe community has a unique fingerprint that can be used to identify the soil. Sediment deposited far downwind of a field can potentially be traced back to where it blew from.

Although she and Sharratt focus on soils of the Columbia Plateau region in parts of Idaho, Oregon, and Washington State, Kennedy also works with ARS scientists in Colorado, Idaho, Missouri, and Texas on fingerprinting soils. The scientists exchange soil samples to study a variety of soils from different regions. Interestingly, microbial communities from dirt and gravel roads differed from adjacent agricultural soils whether in Washington or Texas.

“Apparently, the microbial communities found on roads change with time because of the lack of plants and restricted water infiltration,” Kennedy says.

They collect samples from devices that trap blowing soil particles; these devices were invented by ARS scientists in Lubbock.

Sharratt is investigating how soil and crop management affects the amount of soil and PM10 eroded from fields during high winds. Tillage and crops can influence soil roughness, soil aggregation (or size of soil clods), and the quantity of crop residue on the soil surface. All these factors affect the soil’s susceptibility to erosion by wind or water. He is also looking at how soil moisture and crusting can protect the soil from wind erosion.

“Maintaining roughness and nonerodible material such as crop residue on the soil surface is key to controlling wind erosion” Sharratt says. “We’re looking for ways to manage soils that minimize blowing and are cost effective for the farmer.”

Ultimately, Sharratt, Kennedy, and their colleagues are looking for management practices that reduce the soil’s vulnerability to wind erosion. They know that no-till—eliminating plowing or frequent tillage before planting, leaving adequate amounts of protective residue from previous crops on the surface—is very effective at reducing wind erosion and PM10 emissions from agricultural lands. But no-till is often not economically viable in the very driest parts of the Columbia Plateau. There are challenges yet to be worked out before no-till systems can be used with success throughout the region.

One tillage technique that seems promising is undercutting, which slices beneath the soil surface and gently lifts and sets down the uppermost layer of soil in place. Undercutting severs the roots of weeds without inverting the soil as a plow does.

“Undercutting has reduced soil and PM10 loss from fields during high wind events by as much as 65 percent as compared to conventional tillage practices in the drier parts of the region,” Sharratt says. “This breaks open compacted layers and breaks up harmful fungi, while leaving the soil and organic matter intact, with positive effects on beneficial microbes,” Kennedy says.

“We always thought that most of the carbon that makes up organic matter was lost to the atmosphere as carbon dioxide,” Kennedy says. “But we have found that a lot of organic matter is actually being lost to the wind as soil blows off a farm field, as much as 10 percent of total organic matter losses. This is one more incentive, as though any were needed, for farmers to keep the soil in place.

”—By Don Comis, Agricultural Research Service Information Staff.

This research supports the USDA priority of responding to climate change and is part of Climate Change, Soils, and Emissions (#212), an ARS national program described at www.nps.ars.usda.gov.

To reach scientists mentioned in this story, contact Don Comis, USDA-ARS Information Staff, 5601 Sunnyside Ave., Beltsville, MD 20705-5129; (301) 504-1625.

Nota de Prensa en ScienceDaily

Dust Storms: New Way to Undercut Dust Emissions

ScienceDaily (July 14, 2011) — There is literally a way to undercut dust emissions in the very driest parts of the Pacific Northwest’s Columbia Plateau region, according to a U.S. Department of Agriculture (USDA) scientist.

Brenton Sharratt, research leader at the USDA Agricultural Research Service (ARS) Land Management and Water Conservation Research Unit in Pullman, Wash., found that undercutting is a promising conservation tillage technique on fallow fields. ARS is USDA’s principal intramural scientific research agency.

An undercutter has wide, overlapping, V-shaped steel blades. Pulled by a tractor, the blades slice beneath the soil surface and gently lift and set down the uppermost layer in place. This severs weed roots without inverting the soil as a plow does.

Wind-blown soil particles or particulate matter less than 10 microns in diameter, known as PM10, are an air quality concern in the Pacific Northwest and other parts of the United States. Sharratt’s experiments show that undercutting to a depth of 4 inches can reduce PM10 emissions by 30 to 70 percent compared to conventional tillage. Dust storms also harm farm productivity.

Undercutting is one of many possible practices being identified by Sharratt as cost-effective ways to reduce wind erosion in the Columbia Plateau region. Both tillage and crop choices influence soil roughness, the size of soil clods, and the amount of post-harvest crop residue. The rougher the soil surface, the bigger the clods, and the more residue, the less susceptible the soil is to erosion by wind or water. Sharratt found that undercutter tillage creates an aerodynamically rougher soil surface and promotes retention of crop residue.

Read more about this research, which supports the USDA commitment to sustainable agriculture, in the July 2011 issue of Agricultural Research magazine.

Sharratt and Guanglong Feng, with Washington State University’s Department of Biological Systems Engineering at Pullman, have published pioneering papers on this subject in the journals Soil & Tillage Research and Earth Surface Processes and Landforms.

Blowing in the Wind

Unless, perhaps, someone in our family has a dust allergy, most of us probably don’t think much about dust. And if we do, we probably think about the dust on our coffee tables.

Dust, however, isn’t just in our houses. It’s everywhere and can affect our health. And all dust is not created equal: The smaller particles, which are more difficult to see, are potentially the most dangerous.

In 2006, the U.S. Environmental Protection Agency (EPA) lowered the limit on average PM2.5 emissions over a 24-hour period from 65 to 35 micrograms per cubic meter. Some states have set the standard much lower. This comes from a growing concern that the smallest dust particles pose the biggest health threat, because they are small enough to penetrate deeply into peoples’ lungs.

“PM2.5” refers to particulate matter less than 2.5 microns in diameter—2.5 microns is about 1/30th the thickness of a human hair.

As states implement required plans to achieve federal standards—or even stricter ones—and begin to regulate various types of industries, they face the problem of a scarcity or, in some cases, a lack of data on how much PM2.5 those industries currently emit.

In the case of agricultural operations, EPA and the Agricultural Research Service are working together with the industries and the states to develop better science-based information and methods to set standards.

Resulta difícil valorar noticias que dan cuenta de nuevos descubrimientos en cuyas materias disciplinarias personalmente disto mucho de ser un experto. Con harta frecuencia me pueden vender “gato por liebre”. En principio cabe suponer que parte de los pesticidas que echamos al suelo en cantidades insensatas se volatilizan, mientras que otra parte se degrada y finalmente una tercera fracción contamina tanto aguas corrientes como subterránea. Ahora bien, todo dependerá de la composición química de estas peligrosas sustancias, los productos de su degradación y la cantidad del compuesto utilizado que se aplica al suelo. Pues bien, la noticia que ofrecemos hoy, recogida del noticiero ARS (que para variar esta vez se encuentra escrita en un español-castellano aceptable) ofrece unos resultados que se me antojan sorprendentes. No se trata ya de que el ambiente edáfico condicione la proporciones de volatilización/fijación/percolación/arrastre superficial de estos agroquímicos, sino de que buena parte de loss mismos pasen a la atmósfera y no a las aguas en función de la temperatura ambiental y la humedad del suelo. Obviamente, a mayor temperatura, debiera esperarse una mayor volatilidad. Del mismo modo, si el suelo se encuentra muy húmedo, resultará más lenta su percolación a través del perfil del suelo, o lo que es lo mismo, debería encontrase más tiempo sobre o cerca de su superficie (expuesto a la acción de la radiación y las veleidades de la atmósfera). Sin embargo, si este último se encuentra encharcado, cabría esperar que buena parte del agroquímico fuera arrastrado por la escorrentía superficial a las aguas corrientes, contaminando los cauces fluviales. Ahora bien, que con el suelo húmedo y temperaturas elevadas se volatilice 25 veces más que el que es acarreado por la escorrentía se me antoja sorprendente. Sin embargo, tal como se encuentra explicada la metodología utilizada por los autores del estudio de que da cuenta en la nota de prensa, el diseño parece ser correcto. Tal hecho implica (i) las condiciones ambientales en el momento de la aplicación son determinantes en el balance volatilización/ percolación + lavado por la escorrentía, lo cual determinará tanto la efectividad del pesticida contra la plaga como la contaminación de suelos y aguas que puede generar (ii) que hasta la fecha no modelizamos correctamente la dinámica de los plaguicidas; (iii) que el porcentaje del compuesto volatilizado puede contaminar la atmósfera e incluso quizás alterar su química, con sus consabidas repercusiones sobre el cambio climático; y (iv) que bajo altas condiciones de humedad del suelo y elevadas temperaturas, los granjeros o agricultores pueden inhalar una cantidad excesiva de estos compuestos insalubres, afectando negativamente a su salud.

Plaguicidas y contaminación Suelos Aguas y Atmósfera. Fuente: Dra. Maura McGill

Obviamente como profano en la materia debo suponer que todo depende del tipo de plaguicida, por lo que generalizar se me antoja imprudente, al menos para mí.   Del mismo modo, desconozco en que medida pueden afectar tanto la química atmosférica como la salud humana. Ni esta noticia ni la más extensa en inglés hacen referencia a estos últimos factores. Una vez más debo inferir que todo dependerá del tipo de plaguicida. Sin embargo, como el diablo se esconde en los detalles, fijaros que el estudio se encuentra enmarcado en un programa nacional de cambio climático y emisiones de gases a la atmósfera (This research supports the USDA priority of responding to climate change and is part of Climate Change, Soils, and Emissions, an ARS national program (#212) described at www.nps.ars.usda.gov), así que (…) Al parecer las emisiones (contaminación del aire) de diversos plaguicidas dependen del tipo y grado de contaminación del suelo, siendo mayor en los arenosos y más escasas en los que atesoran cantidades considerables de materia orgánica. Así mismo, la calidad de las aguas también se encuentra afectada por la concentración de pesticidas en la atmósfera. Tal volatilización ocurre en muy pocos días. Más aun, el contenido y movimiento del agua en el subsuelo  (que no en superficie) también condiciona la tasa de volatilización de los herbicidas, como puede leerse en la noticia original en suahili que atesora mucha más información.  Por ejemplo sobre estos últimos procesos se menciona que:

The scientists also noted a correlation between subsoil water movement and herbicide volatilization, a dynamic they could track and document because of the extensive instrumentation at the OPE3 site. As the water rose up through the soil layers and came closer to the surface, volatilization of atrazine and metolachlor increased.

“Sometimes we’ve also seen volatilization occur when we haven’t expected it,” Prueger adds. “For instance, we’ve found that when the soil is dry, volatilization can increase at night because dew formation increases surface soil moisture.”

En cualquier caso os dejo con la noticia que se me antoja un tanto sorprendente (y como corolario interesante), quizás tan solo como fruto de mi ignorancia en estos temas, pero (….)  Para profundizar en la noticia pinchar en este enlace si conocéis la lengua del imperio.

Juan José Ibáñez     

Investigadores estudian los caminos de los pesticidas en la atmósfera

Por Ann Perry; 12 de julio de 2011

Cuando los niveles de humedad en el suelo aumentan, las pérdidas de pesticidas a la atmósfera como resultado de volatilización también aumentan. En un estudio a largo plazo, científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) descubrieron que la volatilización de herbicidas coherentemente llevó a pérdidas de pesticidas que excedieron las pérdidas que resultaron del escurrimiento de los campos.

El científico del suelo Timothy Gish y micrometeorólogo John Prueger con el ARS fueron líderes de la investigación, la cual examinó la dinámica de los pesticidas atrazina y metolacloro en el campo. Estos pesticidas se usan comúnmente en la producción del maíz. Ambos pesticidas contaminan el agua superficial y el agua subterránea, y se pensaba que esta contaminación ocurría principalmente como resultado del escurrimiento de la superficie de los campos.

Gish trabaja en el Laboratorio de Hidrología y Sensoramiento Remoto mantenido por el ARS en Beltsville, Maryland, y Prueger trabaja en el Laboratorio Nacional de Agricultura y el Medio Ambiente mantenido por el ARS en Ames, Iowa. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés), y esta investigación apoya la prioridad del USDA de promover la agricultura sostenible.

Muchos expertos creían que la volatilización no era un factor contribuyente a la contaminación de agua porque atrazina y metolacloro tienen una baja presión de vapor. Sin embargo, no había ningún monitoreo de la volatilización de herbicidas y el escurrimiento de la superficie del suelo a escala de campo durante un período de años múltiples.

Por consiguiente, el grupo comenzó un estudio de 10 años en un campo experimental en Beltsville con equipo de sensoramiento remoto y otros instrumentos para monitorear la meteorología local, la contaminación del aire, las propiedades del suelo, las características de las plantas, y la calidad del agua subterránea. Esto les permitió a los investigadores a realizar sus estudios en un sitio buen caracterizado donde solamente la meteorología–y el contenido de humedad del suelo–podrían variar.

Prueger y Gish observaron que cuando las temperaturas del aire aumentaron, los niveles de la humedad del suelo tuvieron un impacto significativo en la rapidez de la volatilización de atrazina y metolacloro en el aire, la cual es un factor clave no incluido en modelos previos de la volatilización de pesticidas. Cuando los suelos no contuvieron mucha humedad y las temperaturas del aire aumentaron, no hubo ningún aumento en la volatilización de herbicidas, pero la volatilización aumentó significativamente cuando las temperaturas del aire aumentaron y hubo mucha humedad en el suelo.

Lo más sorprendente fue que, por todo el estudio, las pérdidas de herbicidas debido a la volatilización fueron significativamente más grandes que las causadas por el escurrimiento de los campos. Las pérdidas totales de los dos pesticidas a la volatilización fueron aproximadamente el 25 veces más grandes que las causadas por el escurrimiento de la superficie de los campos.

Los resultados de esta investigación fueron publicados en ‘Journal of Environmental Quality‘ (Revista de Calidad Ambiental).

Lea más sobre esta investigación en la revista ‘Agricultural Research’ de julio del 2011.

Seguimos sin conocer la fuente de la reciente epidemia causada por la cepa O104:H4 de Escherichia coli (crisis de los pepinos). Ya os habló mi hermana en su blog del affaire  e ineficacia de las autoridades epidemiológicas germanas en el siguiente post: “Escherichia coli O104:H4. Ensalada de pepinos y germinados de soja y aderezados con una gestión imprudente de las autoridades sanitarias alemanas“. Del mismo modo, personalmente, os comentaba en esta bitácora tanto el posible papel del suelo, estiércol, así como de las contaminaciones detectadas en las cadenas de producción de las granjas industriales (E. Coli O157:H7, Estiércol, Suelo y Contaminación del Cuero y la Carne Vacuna). Hace algunas semanas, leí como en una gran urbe de Latinoamericanas se había detectado tal germen en más del 70% de las carnicerías (eso si, desconozco en cuantas de ellas las cepas eran inocuas y en cuales se detectaron otras patogénicas, “en algun grado”). El Boletín de noticias ARS, publicaba el 1 de Julio de 2011, un estudio de mi entrañable amigo Yakov Pachepski en el que se demuestra como los suelos de los lechos fluviales sirven servir como reservorio y fuente de dispersión por el agua de este patógeno, el cual puede sobrevivir en ellos durante meses. Así pues, retornamos sobre el tema, con vistas a intentar aportaros una información más detallada de la importancia de los recursos edáficos en la dispersión de patógenos.

Suelo o Lecho de un Cauce Contaminado. Fuente EPA (USA)

Cuando os hablo de mi “entrañable amigo Yakov Pachepski”, no pretendo hacer gala de una relación inventada o exagerada. Se trata de un colega norteamericano con el que he hablado y compartido mesa y eventos en varias ocasiones. Más aun, en momentos en los que mis “esotéricos trabajos” eran cuestionados, Yakov los apreció como interesantes, ayudándome a su publicación con sus sabios consejos. Por esta razón siempre me alegra (y ya lo he hecho en otros post) hablar de sus contribuciones científicas. Se trata de uno de los investigadores más afables, rigurosos y honestos que he conocido. Posiblemente el año que viene volvamos a encontrarnos en el siguiente Workshop de Pedofract. Eso sí, el es principalmente un gran matemático de la escuela rusa emigrado a USA, más que un experto en salud pública. Pero vallamos al grano.

Ya os comentaba en mi primer post sobre el tema que la contaminación por E. Coli preocupa a la USDA desde hace muchos años. También debe quedar claro que muchas cepas de este microorganismo son inocuas, albardándose  en nuestros aparatos digestivos (como también es el caso de otros mamíferos). Por tanto cuando hablamos de E. Coli, sin más, no debemos echarnos a temblar. También la virulencia de las patógenas, lo son en distinto grado, siendo en muy pocos casos causantes de graves riesgos para la salud. Pero en otras ocasiones, como en de la denominada “crisis del pepino almeriense, el tema resulta ser más que preocupante. Finalmente recordemos que el número de coleiformes es un indicador habitualmente usado con vistas a valorar la contaminación fecal de las aguas corrientes. Tal hecho quiere viene a decirnos que, aunque las cepas sean benignas, las aguas podrían albergar otros microorganismos patógenos que sí podrían afectar a la salud pública.

Los estudios que se encuentran llevando a cabo Yakov y colaboradores muestran que del estiércol de los pastos y/o el suelo subyacente,  E. Coli pasa a las aguas corrientes, y contaminando desde allí los tramos inferiores de la cuenca de drenaje. Se encontraban calibrando un modelo de simulación con los datos de campo, cuando, al parecer, las predicciones del primero sobreestimaban el número de coleiformes de las aguas, a no ser que algún hecho relevante se les hubiera pasado por alto. Y al parecer este era justamente el caso. E. Coli puede sobrevivir todo el invierno en los suelos o sedimentos de los lechos de los cauces, y espacialmente cuando estos atesoraban abundante materia orgánica y partículas finas (arcillas, limos).  De este modo, se descubría un nuevo reservorio, ayudando a la vez a mejorar el mentado modelo informático (al menos eso es lo que infierno de las noticias que os muestro más abajo). No reiteraré la nefasta falta de atención que generalmente se presta al recurso suelo en España y otros países, a pesar de que un día de tras de otro, la ciencia constata que la actitud de nuestros políticos respecto a los recursos edáficos no deja de ser más que un puro desatino.

Juan José Ibáñez

E. coli puede sobrevivir en el sedimento de los cauces de arroyos por muchos meses

Por Ann Perry 1 de julio de 2011

Estudios por científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) han confirmado que la presencia de los patógenos de Escherichia coli en las aguas superficiales podrían resultar de la capacidad del patógeno de sobrevivir por muchos meses en el sedimento subacuático. La mayoría de las cepas de E. coli no causan enfermedades, pero estos organismos son indicadores usados por los gerentes de calidad de agua para estimar la contaminación fecal del agua.

Estos hallazgos, los cuales pueden ayudar a identificar fuentes posibles de la contaminación de agua, apoyan la prioridad del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés) de promover la agricultura sostenible y la seguridad alimentaria. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del USDA.

Científico del suelo Yakov Pachepsky trabaja en el Laboratorio de Seguridad Microbiana Ambiental y Alimentaria mantenido por el ARS en Beltsville, Maryland. Él está realizando estudios para aprender más sobre la fuente de los patógenos E. coli en los cauces de arroyos, su destino y la duración de su supervivencia.

Estudios realizados por Pachepsky y sus colegas sugieren que las cepas no patogénicas de E. coli pueden sobrevivir por más tiempo en el sedimento subacuático que en el agua, y han provisto las primeras pruebas publicadas sobre la capacidad de E. coli de sobrevivir durante todo el invierno en el sedimento.

Los resultados también indicaron que los patógenos pueden vivir por más tiempo cuando hay niveles más altos de carbono orgánico y partículas finas del sedimento. Cuando los niveles de carbono orgánico son más altos, la temperatura del agua tiene menos probabilidades de afectar la tasa de supervivencia de los patógenos.

Los investigadores también recopilaron tres años de datos sobre el fluyo del agua, el tiempo y los niveles de E. coli en el agua y el sedimento en un arroyo en Pensilvania que recibe agua de varios afluentes más pequeños. Ellos usaron esta información para calibrar la Herramienta de Evaluación del Suelo y Agua (SWAT por sus siglas en inglés), la cual es un modelo de computadora desarrollado por científicos del ARS que predice cómo las prácticas agrícolas afectarán la calidad del agua a escala de cuenca.

Las simulaciones resultantes indicaron que los escurrimientos de los pastizales contribuyeron a los niveles de E. coli en los arroyos cercanos solamente durante intervalos temporales del fluyo más alto de agua. Ya que el modelo SWAT actualmente no incluye datos sobre niveles de E. coli en los cauces de arroyos, esta investigación indica que las simulaciones de SWAT sobreestimarán el impacto de los escurrimientos de pastizales en la contaminación por E. coli en las aguas superficiales.

Los resultados de esta investigación fueron publicados en ‘Water Research‘ (Investigaciones sobre Agua), ‘Ecological Modeling‘ (Modelación Ecológica), ‘Critical Reviews en Environmental Science and Technology‘ (Resúmenes Críticos de Ciencia y Tecnología Ambiental), y ‘Journal of Hydrology‘ (Revista de Hidrología).

Lea más sobre esta investigación en la revista ‘Agricultural Research’ de julio del 2011.

http://www.ars.usda.gov/is/espanol/AR/archive/jul11/ecoli0711.es.htm

E. coli: La bacteria está viva y cómoda, probablemente en un arroyo cercano a su domicilio

Científico del suelo Andrey Guber toma las muestras de agua del arroyo Beaverdam para probar los niveles de la bacteria E. coli liberada del sedimento del cauce de arroyo durante eventos de alto flujo de agua. Los investigadores aumentaron el flujo de agua agregando agua de un camión (en último plano) al arroyo en una tasa y un volumen que replicaron las condiciones causadas por una lluvia fuerte.

La bacteria Escherichia coli es una superviviente. Esta bacteria está presente en los intestinos de los mamíferos y otros vertebrados, pero también puede vivir en el suelo y agua y en las biopelículas que pueden formar en algunas superficies mojadas.

“Aunque la mayoría de las cepas de E. coli no causan enfermedades, es un organismo que los gerentes de calidad de agua usan para medir la contaminación fecal”, dice científico del suelo Yakov Pachepsky con el Servicio de Investigación Agrícola (ARS por sus siglas en inglés). “Cuando E. coli se encuentra en el agua superficial, el escurrimiento agrícola o urbano normalmente es la fuente. Pero la fuente de la bacteria también puede ser la fauna silvestre, los tanques sépticos agujereados, o aun el equipo de riego, así que necesitamos saber más sobre las fuentes de E. coli en el ambiente”.

Otro sitio donde viven muchas cepas de E. coli es el sedimento de los cauces de arroyos. Pachepsky, microbiólogo Daniel Shelton, y otros científicos en el Laboratorio de Investigación de la Seguridad Microbiana Ambiental y Alimentaria mantenido por el ARS en Beltsville, Maryland, están aprendiendo más sobre el origen de los patógenos en los cauces de arroyos, su destino, y la duración de su supervivencia.

En colaboración con profesor Robert Hill y estudiante Amanda Garzio-Hadzick de la Universidad de Maryland, Pachepsky recolectó muestras del sedimento del cauce y el agua superficial de tres sitios en el arroyo Beaverdam en Beltsville. Luego los investigadores agregaron estiércol lechero a las muestras, de este modo aumentando los niveles de E. coli no patogénico en el sedimento y el agua.

Resultados de estudios de laboratorio indicaron que las bacterias sobrevivieron por más tiempo en el sedimento que en el agua, y vivieron más tiempo cuando hay niveles más altas de carbono orgánico y partículas finas de sedimento. Los investigadores también descubrieron que cuando hay niveles altos de carbono orgánico, la temperatura del agua tuvo menos probabilidades de afectar la tasa de supervivencia de las bacterias. Estos científicos publicaron las primeras pruebas de que E. coli puede sobrevivir durante todo el invierno en el sedimento.

Los científicos del ARS también evaluaron si agregar datos sobre los depósitos y la liberación de E. coli en los cauces del arroyo podría mejorar las simulaciones de computadora sobre la calidad microbiana del agua. Ellos recopilaron tres años de los datos sobre el flujo del agua en el arroyo, el tiempo, y los niveles de E. coli en el agua y en el sedimento de un arroyo en Pensilvania que recibe caudal de varios afluentes más pequeños. Luego usaron la información para calibrar la Herramienta de Evaluación del Suelo y Agua (SWAT por sus siglas en inglés), un modelo de computadora desarrollado por científicos del ARS para predecir cómo las prácticas agrícolas afectarán la calidad de agua a escala de cuenca.

Las simulaciones indicaron que la liberación de bacterias del cauce del arroyo degradó la calidad de agua, y que el escurrimiento de los pastizales contribuyeron a los niveles de E. coli en los arroyos cercanas solamente durante los intervalos temporales de flujos más altos de agua. Los investigadores concluyeron que las simulaciones de SWAT sobreestimarán la cantidad de escurrimiento de los pastizales que contribuye al agua superficial contaminada con E. coli, a menos que el modelo incluyera datos sobre niveles de E. coli en el sedimento de los cauces del arroyo.

“Queremos aprender más sobre por qué E. coli no muere en el sedimento. ¿Es a causa de las contribuciones de la fauna silvestre o de los acontecimientos de flujo alto? Esto todavía es desconocido”, dice Pachepsky. “La mayoría de la gente no tiene interés en el lodo. Pero esta información podría cambiar nuestros conceptos sobre la calidad microbiana de agua”. — Por Ann Perry, ARS.

La versión en inglés

“E. coli: La bacteria está viva y bien, y probablemente en un arroyo cercano” (“E. coli: Alive and Well, Probably in a Streambed Near You “) fue publicada en la revista ‘Agricultural Research’ de julio 2011. Página modificada: 30/06/2011

E. coli: Alive and Well, Probably in a Streambed Near You

Escherichia coli is a survivor. It’s at home in the gut of mammals and other vertebrates, but it can also live in soil and water and in biofilms that can form on some moist surfaces.

“Even though most E. coli strains don’t cause illness, it’s an ‘indicator organism’—one that water-quality managers use to measure fecal contamination,” says Agricultural Research Service soil scientist Yakov Pachepsky. “When it’s found in surface water, agriculture or urban runoff is usually implicated as the source. But it can also come from wildlife, leaking septic tanks, or even irrigation equipment, so we need to know more about the sources of E. coli in the environment.”

Another spot where many strains of E. coli lurk is in streambed sediments. Pachepsky is conducting studies with microbiologist Daniel Shelton and other scientists at the ARS Environmental Microbial and Food Safety Laboratory in Beltsville, Maryland, to learn more about where the pathogens in streambeds come from, where they end up, and how long they can survive.

Working with University of Maryland Environmental Science and Technology professor Robert Hill and honors student Amanda Garzio-Hadzick, Pachepsky collected streambed sediments and surface water from three sites along Beaverdam Creek in Beltsville. Then they added some dairy manure slurry to the samples, which increased nonpathogenic E. coli levels in the sediments and water.

Lab studies indicated that the bacteria survived much longer in the sediments than in the water and that they lived longer when levels of organic carbon and fine sediment particles were higher. They also found that when organic carbon levels were higher, water temperatures were less likely to affect survival rates—and they published the first evidence that E. coli can overwinter in the sediment.

The ARS team also evaluated whether adding data about the deposition and release of E. coli in streambeds would improve computer simulations of microbial water quality. They collected 3 years of data on streamflow, weather, and E. coli levels in water and sediments from a Pennsylvania stream fed by several smaller tributaries. Then they used the information to calibrate the Soil and Water Assessment Tool (SWAT), a computer model developed by ARS scientists that predicts how farming practices affect water quality on a watershed scale.

The resulting simulations indicated that bacterial releases from the streambed persistently degraded water quality and that pasture runoff only contributed to E. coli levels in nearby streams during temporary interludes of high waterflows. The team concluded that SWAT simulations would overestimate how much pasture runoff contributes to surface water contaminated with E. coli, unless the model included data on E. coli levels in streambed sediments.

“Now we want to look more closely at why E. coli doesn’t die in the sediment. Is it because of contributions from wildlife or from high-flow events? This is still a big unknown,” says Pachepsky. He adds, “The mud is something not many people are interested in. But it could change our conception of microbial water quality.”—By Ann Perry, Agricultural Research Service Information Staff.

This research is part of Water Availability and Watershed Management (#211) and Food Safety (#108), two ARS national programs described at www.nps.ars.usda.gov.

To reach scientists mentioned in this story, contact Ann Perry, USDA-ARS Information Staff, 5601 Sunnyside Ave., Beltsville, MD 20705-5129; (301) 504-1628.

“E. coli: Alive and Well, Probably in a Streambed Near You” was published in the July 2011 issue of Agricultural Research magazine.

¿Pueden llover los patógenos del cielo? ¿Pueden ser transportados a grandes distancias? En algunas ocasiones, la ciencia muestra como un gran avance meros hechos que, tanto nuestro sentido común, como numerosas evidencias indirectas avalarían por triviales. ¿No se ha asistido a la lluvia de peces y ranas, entre otras especies más complejas y de mayor tamaño que los microorganismos? ¿Por qué no iban a caer del cielo diminutos patógenos, muchos de los cuales a demás atesoran propágalos resistentes a condiciones ambientales muy adversas?. ¿No soportan los tardígrados las extremas condiciones del espacio? De este tema hablaremos hoy, aprovechando una noticia que da cuenta de un estudio muy sugerente llevado a cabo por investigadores españoles. Dos hechos nos deberían llamar la atención: (i) en un mundo cada vez más globalizado comienzan a detectarse conexiones más globales (entendidas como procesos que acaecen en un lugar y afectan a otros muy distantes del mismo) y (ii) ¿Por qué la fitopatología ha tardado tanto en atender algo esperable? ¿Por qué los servicios de prevención de plagas no incidieron en este tema durante tantas décadas?

La lluvia transporta patógenos de unos lugares del planeta a otros. Fuente: Cortinas de Humo

Personalmente siempre lo había tenido claro. Empero no soy fitopatólogo. Ahora bien, evidencias existen desde el siglo pasado. Otra cuestión es que los receptores del agua pudieran encontrarse contaminados, como suele ocurrir con frecuencia (buscar en la Web y detectaréis abundantes noticias a este respecto, eso sí, en suahili). Ya os comenté hace años mi asombro por una granizada roja que depositó sobre el suelo y pavimentos unos dos cm. de materiales del mismo color al licuarse. Más aun, algunos investigadores dicen haber demostrado (ver sitios web enlazados más abajo) que las “lluvias de colores”, son a veces producidas por las tonalidades de los organismos que contienen.  También os comentamos algo de este tema en nuestro post sobre esos agregados flotantes denominados iberulitos.

En esta página Web se nos indica que el agua de lluvia puede trasportar  bacterias, algas (algunas de ellas de origen liquénico), hongos, protozoos, etc. que incluso podrían colorear el líquido elemento.

Ahora bien, una vez dicho esto, es decir descubierto lo que cabía esperar, queda por conocer tanto la magnitud del proceso, como las repercusiones del transporte aéreo de tales patógenos (cuales, con que frecuencia, y con cuanta intensidad) en  la producción agraria- ganadera, y porque no, también en materia de salud pública.

Otro aspecto digno de reseñar estriba en valorar hasta que punto los sistemas de cultivo que dejan el suelo desnudo, favoreciendo que la erosión eólica pueda acarrear partículas orgánicas, minerales del suelo y propágulos de microorganismos edáficos potencialmente patógenos. De este modo se favorecería tal micro-tránsito aéreo. ¿Y el secado del compostaje al aire libre?

Microorganismos en partículas transportadas por el agua de lluvia. Fuente: Coloured Rain

Os dejo pues con la nota de prensa, el resumen del trabajo original y unos fragmentos extraídos de una página Web sobre el tema. Francamente interesantes. Fijaros por favor, en un hecho que apuntan los autores españoles del estudio. Me refiero a sus comentarios acerca de cómo los patógenos analizados también son depositados en los fondos marinos……. Francamente interesante y susceptible de dar lugar a algunas conjeturas muy intrigantes. Buen trabajo. Eso sí, tal proceso de transporte ya era conocido, aunque el “plumillas”…..

Juan José Ibáñez

Microorganismos fitoparásitos: El hecho de que el polvo atmosférico y/o el agua de lluvia transporta patógenos del suelo ya había sido mostrada previamente por otros autores (ver especialmente el contenido de este enlace), al menos desde 1979. Así, por ejemplo podemos leer:

Plant pathogenic bacteria are not restricted in their occurrence to infected plant tissue, but are widely dispersed throughout the external environment. This chapter will consider the general occurrence of plant pathogenic bacteria in the aerial and soil/water environments, environmental interactions at the micro-level and the association of these bacteria with invertebrates (vectors).

The aerial environment

The aerial occurrence of plant pathogenic bacteria is clearly of particular relevance to those pathogens that infect aerial parts of plants, including leaves, flowers and fruit. The aerial environment includes both physical aspects (e.g. occurrence of bacteria in rain and aerosols) and biotic aspects (occurrence of bacteria on plant surfaces and aerial dispersal by vectors).

Occurrence of bacteria in rain and aerosols

The aerial environment presents a potentially important medium for both survival and transmission of plant pathogenic bacteria, particularly where cells are contained in rain water or fine water droplet dispersions (aerosols).

Rain-water from infected foliage may contain high levels of phytopathogenic bacteria, and may be important in the spread of bacteria both within and between plants. A good example of rain dispersal of pathogen within single plants is provided by the studies of Miller on Erwinia amylovora (reported in Van der Zwet & Keil, 1979), who showed that if a source of inoculum was present in the upper part of a tree, the region of secondary infection below was cone-shaped due to downward dispersal of bacteria by rain-splash.

Patógenos viajeros transportados por la lluvia y el polvo

Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), en colaboración con la Universidad de Almería, detectan la presencia de hongos patógenos para las plantas en el agua de lluvia y en el polvo atmosférico que hasta ahora eran desconocidos.

FUENTE | UPM – mi+d; 16/05/2011

Un equipo de investigadores del grupo de Sistemas de Producción y Protección Vegetal Sostenible de la EUIT Agrícola de la Universidad Politécnica de Madrid y de la Universidad de Almería ha recogido y analizado durante el año 2009 muestras de agua de lluvia y polvo atmosférico. Los resultados obtenidos indican la presencia de al menos 12 géneros fúngicos, diferentes del agua de lluvia y del polvo atmosférico, y demuestran su patogenicidad sobre diferentes especies cultivadas.

La investigación realizada^[1] es continuación de otra^[2] presentada por los mismos autores en 2008 en la revista ‘Plant Disease’ donde demostraban la patogenicidad de especies de Fusarium aisladas de los fondos marinos del litoral de Almería y Granada y del cauce del río Andarax. En aquel momento, los investigadores plantearon la hipótesis de que las especies halladas en los fondos marinos pudieran haber sido arrastradas por los torrentes de las costas almerienses y granadinas, pero dejaron abierta otra posibilidad sobre el hecho de que las masas de polvo y la lluvia pudieran haber depositado las especies de Fusarium en las aguas del mar Mediterráneo. El trabajo actual confirma dicha sospecha, puesto que tanto el polvo atmosférico como el agua de lluvia arrastraban ahora las mismas especies de Fusarium que fueron encontradas entonces en el fondo del mar.

Mediante el método de dilución en placa a partir de las muestras de agua de lluvia y polvo atmosférico recogidos durante el año 2009 se identificaron 12 géneros fúngicos. Algunos de los hongos aislados son considerados patógenos de plantas, como por ejemplo Acremonium, B. cinerea o varias especies de Fusarium. Otros géneros han sido citados como causantes de pérdidas en postcosecha (Aspergillus, Alternaria, Cladosporium, Fusarium, Penicillium o Rhizopus), e incluso algunos de los hongos aislados han sido utilizados como agentes de biocontrol de plagas en invernadero (Beauveria bassiana).

El estudio se completó con la evaluación de la patogenicidad de 22 de los aislados de Fusarium obtenidos de los análisis microbiológicos. Las inoculaciones se realizaron sobre tomate, melón, pepino y guisante y los resultados obtenidos demuestran como la mayoría de los aislados provocaban la muerte de plántulas en semillero. En el caso de las inoculaciones sobre melón, la mayoría de los aislados de F. oxysporum (6 de 7) provocaban la muerte en preemergencia de plántulas, mientras que F. proliferatum y F. equiseti no mostraron patogenicidad alguna antes de la emergencia de plántulas de pepino y melón. Sin embargo, ambas especies de Fusarium produjeron podredumbres raiculares tras la emergencia de las plántulas. Por otro lado, las plántulas de guisante se vieron afectadas por F.equiseti, F. oxysporum y F. proliferatum tanto antes como una vez emergidas las plántulas.

Desde un punto de vista práctico los resultados significan que la fuente de inóculo primaria en un cultivo podría ser los propágulos arrastrados por el viento o la lluvia desde otras zonas con presencia de enfermedad. Esto hace necesaria una revisión de las estrategias de manejo de los cultivos contra algunas enfermedades para evitar la ineficacia de los fungicidas aplicados. Si pensamos por ejemplo en el caso de Botrytis cinerea, podría darse el caso, llevando la especulación al extremo, de que esporas B. cinerea resistentes a ciertos fungicidas fueran vehiculadas por la lluvia e introducidas en cultivos donde el manejo y la alternancia de materias activas hubiera sido la correcta, haciendo que los fungicidas que hasta entonces habían sido efectivos no lo fueran más.

Este trabajo ha permitido conocer algunos aspectos epidemiológicos de hongos patógenos de plantas en ambientes naturales que hasta ahora eran desconocidos. La presencia de especies patógenas de diferentes géneros en el agua de lluvia podría indicar un modo de dispersión a larga distancia de los patógenos en ambientes naturales.

[1] Palmero D, Rodriguez, JM, de Cara, M, Camacho, F, Iglesias, C, Tello JC. Fungal microbiota from rain water and pathogenicity of Fusarium species isolated from atmospheric dust and rainfall dust. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology 38 (1): 13-20. 2011.

[2] Palmero D, Iglesias, C, de Cara, M, Lomas, T. Santos, M., Tello JC. Species of Fusarium Isolated from River and Sea Water of Southeastern Spain and Pathogenicity on Four Plant Species. Plant Disease 93 (4): 377-385. 2009.

Resumen del trabajo original

In order to determine the presence of Fusarium spp. in atmospheric dust and rainfall dust, samples were collected during September 2007, and July, August, and October 2008. The results reveal the prevalence of airborne Fusarium species coming from the atmosphere of the South East coast of Spain. Five different Fusarium species were isolated from the settling dust: Fusarium oxysporum, F. solani, F. equiseti, F. dimerum, and F. proliferatum. Moreover, rainwater samples were obtained during significant rainfall events in January and February 2009. Using the dilution-plate method, 12 fungal genera were identified from these rainwater samples. Specific analyses of the rainwater revealed the presence of three species of Fusarium: F. oxysporum, F. proliferatum and F. equiseti. A total of 57 isolates of Fusarium spp. obtained from both rainwater and atmospheric rainfall dust sampling were inoculated onto melon (Cucumis melo L.) cv. Piñonet and tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) cv. San Pedro. These species were chosen because they are the main herbaceous crops in Almeria province. The results presented in this work indicate strongly that spores or propagules of Fusarium are able to cross the continental barrier carried by winds from the Sahara (Africa) to crop or coastal lands in Europe. Results show differences in the pathogenicity of the isolates tested. Both hosts showed root rot when inoculated with different species of Fusarium, although fresh weight measurements did not bring any information about the pathogenicity. The findings presented above are strong indications that long-distance transmission of Fusarium propagules may occur. Diseases caused by species of Fusarium are common in these areas. They were in the past, and are still today, a problem for greenhouses crops in Almería, and many species have been listed as pathogens on agricultural crops in this region. Saharan air masses dominate the Mediterranean regions. The evidence of long distance dispersal of Fusarium spp. by atmospheric dust and rainwater together with their proved pathogenicity must be taken into account in epidemiological studies.

Imaginaros que una extraña sustancia amenazara la vida sobre un planeta en el cual organismos de diferentes especies intercambiaran entre si material genético. Y así, al conseguir cualquiera de ellos una mutación que lo hiciera resistente ante tal peligro ofreciera su precioso tesoro a los demás. Estos últimos, que al incorporarlo a sus cuerpos y herencia, les permite sorterar tal pavorosa amenaza. ¡Suena bien verdad! Hasta podríamos plantearnos llevar tal historia a un filme de ciencia ficción.  ¡Que vida tan solidaria!, ¡Qué diferencia con esa perspectiva de la evolución terrorífica que nos ofrece la ciencia actual!: la supervivencia del más apto, el pez granda se come al chico, etc. Ahora bien, si a renglón seguido os muestro que tal proceso ocurre en el Planeta Tierra, ¿que pensaríais?. Y si además advierto que se trata de un mecanismo que amenaza a la humanidad,  ¿Cuál sería vuestra opinión? La narración es cierta, pero todo depende del cristal con que se mire. Para las bacterias y otros microorganismos del suelo, los seres humanos somos una amenaza. Las acribillamos con los agroquímicos. Nuestra artillería les lanza misiles cargados de venenos denominados antibióticos. ¿Cómo responden? Pues simplemente apelando al mecanismo anteriormente mentado. Venimos defendiendo que la vida en el suelo difiere de la que acaece sobre el mismo. El medio edáfico es un gigantesco reactor que recicla casi todo lo que cae sobre el, gracias a una enorme biodiversidad, pero también gracias a la extraordinaria genética de los microorganismos del suelo, que conforman una vida reticulada, es decir una singular genética de la biosfera, si la comparamos con la que se nos ofrece actualmente en los medios de comunicación, científica y no científica. De continuar tal conflagración el ser humano se expone a dos escenarios futuros: (i) una guerra interminable y (ii) que finalmente alcancen la victoria esos pequeños bichitos resistentes y “solidarios”, desde la perspectiva aquí adoptada. Si tenemos tanto que perder, ¿por qué no hacer las paces?. ¿No existen otros medios de convivir con ellas? ¡Busquémoslos!

Plasmidos fuente Access Excelence

La cuestión deviene que el mundo bacteriano puede sobrevivir sin nosotros, pero el hombre no puede prescindir de aquél. Como os hemos narrado en otros post, los seres complejos (desde las plantas a los mamíferos), resultamos ser más ecosistemas que individuos propiamente dichos. Realmente no podríamos sobrevivir si no atesoráramos una plétora de microorganismos en nuestro interior, por cuanto nos protegen de numerosas amenazas externas. Ahora bien, de vez en cuando se desatan las guerras entre una plétora de David y unos pocos Goliat. Y los canijos, a la larga, siembre salen ganando. Tal hecho debiera hacernos reflexionar a cerca de nuestra interrelación con tal microcosmos de vida. De no hacerlo, pagaremos las consecuencias.

Plásmidos y su interrelación con el DNA Bacteriano Fuente: Punnett’s Square

La noticia que os ofrecemos hoy, vuelve a demostrar que en el mundo de los suelos, la genética de su biosfera difiere en gran medida de la que acaece sobre los recursos edáficos. Visto desde el punto de la salud pública, esas células canijas revienen en un problema de primera magnitud. Ahora bien, tomemos perspectiva y analicemos si se trata de contraataques frente a nuestras agresiones. Veamos desde su punto de vista, si los plásmidos resultan ser un mecanismo cooperativo-solidario de primera magnitud. ¿Podríamos aprender algo de tal proceso? No podemos convertir a nuestros suelos y aguas en elixires venenosos cargados de sustancias que amenazan al mundo microbiano, por cuanto las consecuencias ahí están. Ellas se defienden de nuestros ataques, que a la postre se convierten en armas de doble filo, por no decir boomerangs. Sobrepasan sus barreras “raciales” transmitiéndose de unas a otras sus propios fármacos (en este caso material genético) con vistas a poder hacer frente a las perturbaciones del medio de una forma encomiablemente solidaria, al contrario que nosotros.

Debido a que la interesante noticia que os ofrecemos hoy resulta ser confusa, a la hora de explicar su objeto de estudio, los siguientes párrafos de Wikipedia, en su capítulo sobre los plásmidos, os facilitarán la comprensión del papel que estos últimos desempeñan en el suelo, y la rápida capacidad de contrarrestar nuestras afrentas generando resistencias ante nuestros armamentos (tóxicos y fármacos). A renglón seguido leer atentamente la noticia, por cuento la entenderéis mejor.

Juan José Ibáñez

De acuerdo a Wikipedia, los plásmidos, vectores o también llamados plasmidios, son moléculas de ADN extracromosómico circular o lineal que se replican y transcriben independientes del ADN cromosómico. Están presentes normalmente en bacterias, y en algunas ocasiones en organismos eucariotas como las levaduras. Su tamaño varía desde 1 a 250 kb. El número de plásmidos puede variar, dependiendo de su tipo, desde una sola copia hasta algunos cientos por célula. El término plásmido fue presentado por primera vez por el biólogo molecular norteamericano Joshua Lederberg en 1952.[1]

Las moléculas de ADN plásmidico, adoptan una conformación tipo doble hélice al igual que el ADN de los cromosomas, aunque, por definición, se encuentran fuera de los mismos. Se han encontrado plásmidos en casi todas las bacterias. A diferencia del ADN cromosomal, los plásmidos no tienen proteínas asociadas. En la mayoría de los casos se considera genético dispensable. Sin embargo, posee información genética importante para las bacterias. Por ejemplo, los genes que codifican para las proteínas que las hacen resistentes a los antibióticos están, frecuentemente, en los plásmidos.

Hay algunos plásmidos integrativos, es decir, que tienen la capacidad de insertarse en el cromosoma bacteriano. Estos rompen momentáneamente el cromosoma y se sitúan en su interior, con lo cual, automáticamente la maquinaria celular también reproduce el plásmido. Cuando ese plásmido se ha insertado se les da el nombre de episoma. Los plásmidos se utilizan en ingeniería genética por su capacidad de reproducirse de manera independiente del ADN cromosomal como así también por que es relativamente fácil manipularlos e insertar nuevas secuencias genéticas.

Los plásmidos usados en Ingeniería Genética suelen contener uno o dos genes que les confieren resistencia a antibióticos y permiten seleccionar clones recombinantes. Hay otros métodos de selección además de la resistencia a antibióticos, como los basados en fluorescencia o en proteínas que destruyen las células sin uso de antibióticos. Estos nuevos métodos de selección de plásmidos son de uso frecuente en agrobiotecnología, debido a la fuerte crítica de grupos ecologistas contra la posibilidad de presencia de antibióticos en los organismos modificados genéticamente (…)

Resistencia a los antibióticos

Los plásmidos a menudo contienen genes o paquetes de genes que le confieren una ventaja selectiva lo cual les da la habilidad de hacer a la bacteria, resistente a los antibióticos. Cada plásmido contiene al menos una secuencia de ADN que sirve como un origen de replicación u ORI (un punto inicial para la replicación del ADN), lo cual habilita al ADN para ser duplicado independientemente del ADN cromosomal. Los plásmidos de la mayoría de las bacterias son circulares, pero también se conocen algunos lineales, los cuales reensamblan superficialmente los cromosomas de la mayoría de eucariotes.

Una forma de agrupar plásmidos es por su habilidad de transferirse a otra bacteria. Los plásmidos conjugativos contienen “tra-genes”, los cuales ejecutan complejos procesos de conjugación, como la transferencia sexual de plásmidos a otra bacteria. Los plásmidos no-conjugativos, son incapaces de iniciar una conjugación, de allí que ellos pueden transferirse únicamente con la asistencia de los plásmidos conjugativos y lo hacen “por accidente”. Una clase intermedia de plásmidos son los “movilizables” los cuales llevan solo un subtipo de genes requeridos para la transferencia. Ellos pueden “parasitar” un plásmido conjugativo, transfiriéndose a una alta frecuencia solo en su presencia. Es posible para plásmidos de diferentes tipos el coexistir en una celular simple.

Bacterias y resistencia a antibióticos: la función de los plásmidos IncP-1

Científicos de Suecia han descubierto que la parte de ácido desoxirribonucleico (ADN) bacteriano que normalmente porta la resistencia a antibióticos posee la capacidad de transmitirse entre distintos tipos de bacteria y adaptarse a especies bacterianas muy distintas. Los descubrimientos, presentados en la revista Nature Communications, arrojan luz sobre cómo los plásmidos IncP-1 pueden aumentar la posibilidad de que se produzca una propagación de genes.

FUENTE | CORDIS: Servicio de Información en I+D Comunitario 13/05/2011

Los avances médicos proporcionan más y mejores tratamientos para aquellos que los necesitan, pero cada vez más bacterias presentan resistencia a los antibióticos más comunes. Por si fuera poco, algunas de ellas también están adquiriendo resistencia a todos los antibióticos disponibles en el mercado. Los expertos en la materia denominan a este problema «multirresistencia». Consideran que esta característica es una de las mayores amenazas para la salud pública.

La resistencia a antibióticos puede aparecer en bacterias tanto del organismo humano como del entorno y puede transferirse a las bacterias que provocan enfermedades humanas. Esto puede suceder con independencia de si las bacterias guardan relación entre sí.

Investigadores de la Universidad de Gotemburgo y la Universidad Tecnológica Chalmers indican que los plásmidos conjugativos, que contienen genes tra, realizan el proceso complejo de la conjugación, es decir, la transferencia de plásmidos de una a otra bacteria. Los plásmidos conjugativos forman parte del ADN bacteriano y los plásmidos sólo pueden existir y multiplicarse dentro de una célula. Estos plásmidos aprovechan la maquinaria celular y a continuación se trasladan a otra célula. De este modo la bacteria consigue propagarse.

El equipo realizó análisis avanzados de ADN para investigar plásmidos IncP-1, un grupo de genes portadores de resistencia a antibióticos. Determinaron el origen de varios plásmidos IncP-1 y su movilidad entre distintas especies de bacterias.

«Nuestros resultados muestran que los plásmidos del grupo IncP-1 han existido y se han adaptado a bacterias muy distintas», explica Peter Norberg del Instituto de Biomedicina de la Universidad de Gotemburgo, autor principal del estudio. «También se han recombinado, lo que implica que un único plásmido puede considerarse como un intrincado rompecabezas de genes, de tal modo que cada uno se ha adaptado a distintas especies de bacterias.»

Esto no sólo es muestra de una adaptabilidad excepcional, sino que también sugiere que estos plásmidos pueden desplazarse y reproducirse con relativa facilidad entre especies de bacterias muy distintas.

En relación a la función del IncP-1, el profesor Malte Hermansson del Departamento de Biología Celular y Molecular de la Universidad de Gotemburgo indicó: «Los plásmidos IncP-1 son “vehículos” de enorme potencia para transportar genes de resistencia a antibióticos entre especies de bacterias. Por tanto no importa demasiado en qué entorno, parte del mundo o especie bacteriana surge la resistencia a antibióticos. Los genes de resistencia podrían desplazarse con facilidad de un entorno de desarrollo original a bacterias capaces de infectar a humanos mediante plásmidos IncP-1 u otros plásmidos con propiedades similares que ejercieran de “vehículos”.

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Hace tan solo ocho meses que edité un post para anunciar que podía descargarse un libro acerca de Técnicas de Muestreo de Suelos y Otros Recursos Naturales (libre de Libre Acceso en Internet). Tuve conocimiento de ello a través de los boletines que periódicamente envía el INE (Instituto Nacional de Ecología, México). Se trataba de una interesante monografía de 2004. Ya entonces observé que uno de los editores resultaba ser nuestro amigo y colaborador de esta bitácora Francisco García Zúñiga. Pues bien Francisco, nos remitió hace unos días un correo electrónico en el que anunciaba la misma iniciativa para la segunda edición, que ha aparecido este mismo año (2011), solicitando su difusión. Esta ha sido ampliada enormemente, hasta las 800 páginas, añadiendo muchos capítulos nuevos y actualizando otros. Es por tanto un placer mostraros el enlace para que podáis adquirir la versión electrónica de este nuevo  e interesante producto, que además atesora una gran cantidad de material relacionada con los recursos edáficos. Así, por ejemplo, podréis encontrar contenidos muy ricos a cerca de: muestreo de suelos con distintos propósitos (incluida la obtención de monolitos para museos), técnicas de interpolación estadística, sistemas de información geográfica (SIG), utilización de sensores remotos (teledetección), muestreo de organismos del suelo, evaluación de bases de datos, et. etc. El Libro ha sido editado por el Centro de Investigaciones en Geografía Ambiental (CIGA, UNAM, México).

 Técnicas de Muestreo para Manejadores de Recursos Naturales 2011 Fuente: CIGA (Susana Escobar)

Descripción (reproducida de la página Web):

La primera edición del libro Técnicas de muestreo para manejadores de recursos naturales vendió 1300 ejemplares de la primera edición y de la primera reimpresión, se ha descargado el archivo PDF por Internet 4102 veces, ha sido visitado 14751 veces y se han visto 302986 páginas. Esta situación nos ha motivado a elaborar esta segunda edición, incluyendo nuevos capítulos, como: cuerpos de agua subterráneos, aguas residuales, aire, ácaros, algas, arañas, así como macro-invertebrados del suelo y lombrices de tierra, evaluación de bases de datos cartográficas, métodos de interpolación espacial y geoestadística. Se han actualizados otros, como: introducción al diseño y análisis del muestreo de poblaciones, clima, suelos, aves y mamíferos, flora y vegetación, insectos terrestres, arvenses, matriz de contabilidad social para pueblos o poblados, productividad física de parcelas de maíz, sistemas de información geográfica y percepción remota

El Libro cuyo, editor en jefe resulta ser Francisco Bautista Zúñiga, puede bajarse pinchado en uno de los tres enlaces siguientes:

Técnicas de muestreo para manejadores de recursos naturales

Técnicas de muestreo para manejadores de recursos naturales (bajar directamente)

http://www.ciga.unam.mx/ciga/images/stories/publicaciones/libros/tmestreo.pdf

Francisco, ¡misión cumplida!. Y a los demás desearos que lo disfrutéis.

Juan José Ibáñez

La noticia que vamos a comentar hoy me parece francamente interesante. Más aún,  por haber sido llevada a cabo con la participación de algún colega de mi institución, será un placer comentarla. Existen cuatro aspectos dignos de mención: (i) la interacción entre bacteriófagos y bacterias determina la estructura de las comunidades microbianas del suelo conforme a una vía evolutiva muy rápida; (ii) los patrones que se detectan en los estudios de laboratorio no reflejan (al menos frecuentemente, si tenemos en cuenta también otros estudios) lo que realmente acaece en la naturaleza; (iii) el ecosistema suelo se adapta rápidamente cuando se utiliza como vertedero de fármacos y agroquímicos, siendo una eficiente fábrica de microbios multiresistentes, que a la postre amenazan la salud pública y (iv) en la dinámica y estructura de los ecosistemas (al menos en el suelo), el tiempo evolutivo interacciona con el tiempo ecológico. Este último punto se me antoja muy interesante desde la perspectiva de la teoría ecológica, por lo que lo analizaremos debidamente en otro post.

 Bacteriófago atacando a E. Coli Fuente: 3Ddtotal forums

Obviamente el título de la nota de prensa resulta trivial y espurio. Las bacterias y sus depredadores-infecciosos (virus bacteriófagos) coevolucionan, en el sentido de que son especies que interactúan estrechamente entre sí. Tal hecho es lógico y ocurre como norma en la mayoría de los elementos que conforman la cadena trófica. Lo que ocurre es que el ciclo vital de las bacterias y fagos es extremadamente breve si lo comparamos con los de animales más complejos y de mayor tamaño, por lo que numerosas generaciones suceden en plazos breves (a escala humana). De este modo, las mutaciones ocurren con suma rapidez. Así lo que podríamos considerar como tiempo ecológico para los animales complejos solapa con evolutivo en tal microcosmos microbiano.  Sin embargo, tal hecho implica que en un ecosistema complejo ambos “tiempos” condicionan la estructura de los ecosistemas.

 Bacteriofago atacando y replicándose en bacterias Fuente Scientific Images Anna Tanczos

Otro hecho digno de resultar estriba en que, conforme a los estudios de estos colegas, uno puede extraer conclusiones equivocadas cuando se intenta aislar un proceso o mecanismo en condiciones aisladas de laboratorio. Personalmente es algo que consideraba como una obviedad, aunque no ocurre así en la literatura científica. Expongamos un ejemplo que no será del gusto de muchos biólogos y biomédicos, pero que no puedo ni debo pasar por alto.

Muchas de las noticias que podéis leer en la prensa sobre “presuntos” avances en la investigación biomédica son llevados a cabo en condiciones de laboratorio, como placas petri, etc. Estos ensayos, a la postre (o saltándose el primer paso), son testados de nuevo en condiciones controladas, apelando al uso de cobayas u otras especies que resultan cómodas a la hora de ser manipuladas. El último paso suele el de los casos control con seres humanos. Si todo lo que se suele alegar, según las publicaciones llevadas a cabo en condiciones controladas, resultara ser efectivo en el mundo real, la práctica médica actual, (lucha contra las enfermedades infecciosas o  no, etc.) habría alcanzado cotas de desarrollo inimaginables. Empero lógicamente todos sabemos que la mayor parte de aquellas promesas “de bata blanca y tubo de ensayo” se diluyen hasta desaparecer en el baúl de los recuerdos. No voy a entrar aquí si tales experimentaciones son necesarias o no (a menudo así). Ahora bien, lo que me preocupa es que se publiciten tanto, que al final los ciudadanos consideren que los estudios realizados en humanos versus cobayas o ratones atesoran un calado similar. Defiendo que las noticias de la prensa general deberían basarse en las investigaciones que ya han pasado las pruebas de los casos control, dejando a la literatura especializada lo testado  en el laboratorio. No se trata de censurar, si no de no confundir al ciudadano. Este último suele encontrarse muy poco interesado por lo que quizás (…), tal vez, (…), algún día  (…), pueda ayudar a mejorar su salud (o la de sus bisnietos), pero sí en los productos que ya han pasado los “debidos” controles como para entrar en el canal de su comercialización, es decir cuando nuestras autoridades reconocen sus bondades (aunque no es infrecuente que también yerren). De hecho a la larga, la cruda realidad también termina constatando que muchos de estos productos no son tan beneficiosos como se esperaba, o su publicidad exhibía (y a veces casos peores).  Pero este es otro tema muy espinoso, debido a la más que frecuente falta de rigor de las empresas multinacionales y sus científicos sicarios, como hemos mencionado en post precedentes.

Juan José Ibáñez

Las bacterias y sus virus coevolucionan en su entorno natural

Una investigación llevada a cabo por un investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en colaboración con la Universidad de Oxford ha demostrado que en condiciones naturales las bacterias y sus virus, los bacteriófagos, experimentan una coevolución antagonista en términos de resistencia e infectividad.

FUENTE | CSIC – mi+d; 11/04/2011

Los mecanismos mediante los que las bacterias se defienden frente al ataque de los fagos evolucionan de una forma recíproca y continua a la lucha de estos virus por infectar dichas bacterias en el suelo.

Los resultados del estudio, que aparece publicado en el último número de la revista Science, sugieren que la rápida coevolución y la alta especialización entre los genotipos de bacterias y fagos en suelo determinan la estructura, la dinámica y la función de las comunidades microbianas naturales.

“La importancia de nuestros resultados reside en que la evolución entre huéspedes y parásitos, es decir bacterias y fagos, siempre había sido deducida a partir de patrones de adaptación local. Nunca hasta ahora se había observado de forma directa la variación genética que puede existir entre huéspedes y parásitos en ambientes naturales“, explica el investigador del CSIC Pedro Gómez, del Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura.

IMPLICACIONES EN EL CAMPO DE LA SALUD

Según los investigadores responsables del estudio, en el que también ha participado Angus Buckling, la coevolución entre las bacterias y sus virus tiene importantes implicaciones en ecología evolutiva, agricultura y salud humana y del ganado. “Este fenómeno es crítico para el origen y el mantenimiento de la biodiversidad en la naturaleza. Además de que puede alterar las dinámicas poblacionales dentro de las comunidades”, comenta Gómez.

Por otra parte la coevolución entre estos dos tipos de organismos provoca “elevadas tasas de mutación en bacterias, característica asociada con infecciones clínicas, resistencia a antibióticos y nuevos genotipos de patógenos que superan el sistema inmune o la resistencia genética establecida en cultivos”, añade el investigador. “El conocimiento de cómo los fagos pueden inducir cambios ecológicos y evolutivos en las bacterias en ambientes naturales abrirá la puerta hacia el uso terapéutico de estos virus como ‘antibióticos evolucionados’ en contextos clínicos y agrícolas, lo que podría tener una gran relevancia en la patología en general y podría garantizar una extensa investigación en el futuro”, concluye Gómez.

Pedro Gómez, Angus Buckling. Bacteria‐phage antagonistic coevolution in Soil. Science. DOI: 10.1126/science.1200660

Abstract Del Trabajo de Science

Bacteria-Phage Antagonistic Coevolution in Soil; Pedro Gómez1,2 and Angus Buckling1,3

1Department of Zoology, University of Oxford, Oxford OX1 3PS, UK; 2Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CEBAS-CSIC), Murcia (Espinardo) 30100, Spain; 3 Biosciences, University of Exeter, Penryn TR10 9EZ, UK. *To whom correspondence should be addressed. E-mail: pedro.gomezlopez@zoo.ox.ac.uk

Abstract

Bacteria and their viruses (phages) undergo rapid coevolution in test tubes, but the relevance to natural environments is unclear. By using a “mark-recapture” approach, we showed rapid coevolution of bacteria and phages in a soil community. Unlike coevolution in vitro, which is characterized by increases in infectivity and resistance through time (arms race dynamics), coevolution in soil resulted in hosts more resistant to their contemporary than past and future parasites (fluctuating selection dynamics). Fluctuating selection dynamics, which can potentially continue indefinitely, can be explained by fitness costs constraining the evolution of high levels of resistance in soil. These results suggest that rapid coevolution between bacteria and phage is likely to play a key role in structuring natural microbial communities.

Traducción libre del Resumen

Las bacterias y sus virus (bacteriófagos) co-evolucionan rápidamente en tubos de ensayo (condiciones de laboratorio). Sin embargo  no se sabe mucho acerca de cómo evolucionan en la naturaleza. Mediante el procedimiento “marca-recaptura” detectamos una coevolución muy rápida de bacterias y fagos en una comunidad microbiana del suelo. A diferencia de coevolución in vitro, caracterizada por un aumento de la infectividad y la resistencia a lo largo del  tiempo (dinámica carrera de armamentos), la coevolución bajo las condiciones naturales del suelo tuvieron como resultado hospedadores más resistentes huéspedes presentes, pasados, futuros y (selección dinámica fluctuante). Esta última, a demás de poder “potencialmente” continuar indefinidamente, puede explicarse por los costes de ajustes (fitness) limitando la evolución hacia altos niveles de resistencia en el suelo. Estos resultados sugieren que la rápida coevolución entre bacterias y fagos es probable que desempeñe un papel clave en la estructuración de las comunidades microbianas naturales.

Algunos post previos relacionados con el tema

 Suelos y Bacterias Resistentes a los Antibióticos

El Imparable Ascenso de la Resistencia a los Antibióticos en los Microorganismos del Suelo (Fabricando Infecciones Hospitalarias o Nosocomiales)

Buenas Prácticas para la Aplicación de Enmiendas Orgánicas: Degradación de los Antibióticos y Agroquímicos en el Estiércol y los Suelos‏

Minería Genómica, Microorganismos del Suelo y Antibióticos

La Vida Reticulada. Una Nueva Genética de la Biosfera

La Extraordinaria Genética de los Microorganismos del Suelo

Otras Noticias

El sobreuso de desinfectantes hace a las bacterias más resistentes a los antibióticos

De Bacteriófagos y Aplicaciones Prácticas

Juan José Ibáñez

Cuando era niño, a mi madre no le gustaba nada que me pusiera a jugar con el barro, el suelo, pisar charcos, molestar a las hormigas, etc. Obviamente tales actividades lúdicas ensuciaban mucho la ropa. Pero cuando se descuidaba (…). Sin embargo hoy en día, y contra la opinión de los médicos, muchos padres urbanitas parecen desear que crezcan en una “urna  aséptica” (física y psicológicamente). Y en lugar de proteger la salud de sus retoños, tal exceso de celo resulta ser contraproducente, por lo que las criaturas crecen más enfermizas que los robustos infantes campesinos. También en algunos países como España, los padres tienden a que sus hijos se duchen o bañen todos los días, en la creencia que se trata de una actividad saludable. Empero resulta todo lo contrario. De hecho en Holanda e Inglaterra sigue siendo habitual ducharse una vez a la semana. ¿No ha visto un cuarto de aseo tradicional holandés? Francamente me quedé atónito. Empero sin llegar a dilatar tanto el aseo, si convendría espaciarlo algo. De hecho, personalmente, he tenido que hacer grandes esfuerzos para evitar ducharme al menos un día a la semana. Incluso mi ¡peluquero! me insta  a que jamás me lave la cabeza con jabón (el agua si está permitida) más de una vez cada siete días “aunque me pique el cuero cabelludo”. Un el exceso de higiene, tanto como su defecto, resulta ser insalubre. Que los niños jueguen con el suelo es una actividad muy saludable, aunque ingieran algo del mismo.

Jugar con el suelo es beneficioso para la salud infantil. Fuente: Phrogmom’s Weblog

Cuando me encuentro con la criatura de mi pareja, le empujo a jugar con el suelo, ya sea en el jardín o en el campo, a husmear que bichitos contiene, explicándole su importancia, etc. Y en verdad que los niños, reaccionan con más interés que los mayores ante este tipo de actividades, aprendiendo de paso que el suelo no es algo que está ahí para pisarse, sino que resulta ser un recurso natural muy importante. Por ejemplo, yo le explico la importancia de las lombrices en la alimentación de muchos pájaros, o como la biomasa de esos gusanos supera a la del ganado en buena parte de los prados. ¡Su cara de sorpresa es mi recompensa! Empero vamos reemplazando este tipo de entretenimientos, “divertidos y bastante económicos” por videoconsolas, cine los fines de semana, cumpleaños en los McDonalds (como tenga más de tres hijos de distintas edades, la moda de celebrar los cumpleaños de todos los amigos en estos faustos locales puede terminar resultando una sangría para muchas economías familiares).

 Como veremos en la nota de prensa que ofrecemos hoy, jugar con el suelo resulta saludable para la salud de infantil, por cuanto prepara el sistema inmune de los infantes, a la par que se entretienen con sus bichitos. Y si se trata de barro (…) pues a ensuciarse con él. Eso sí, en lugar de tanta ropa y calzado de diseño, mejor otra de faena que se lave sin dificultad. Y si los padres  entendieran un poco de suelos, los niños aprenderían divirtiéndose. Y si el enano se lleva un poco de suelo a la boca, tampoco se espante. La geofagia ha demostrado ser saludable. Eso sí, no le lleve a enclaves contaminados o a un vertedero ¿nos entendemos?. Quizás tal actividad se encuentre justificada. ¡Al tiempo!

 Sería pues recomendable que en las escuelas se ensañaran estas cosas, en lugar de las onerosas y discriminatorias semanas blancas y otras estupideces contemporáneas a las que nos impelen para consumir a diestro y siniestro. Quizás los edafólogos y/o expertos en ciencia del suelo, debiéramos atrevernos a proponer programas de esta índole a nuestras autoridades, desplazándonos de vez en cuando a los colegios y guarderías para enseñar a los niños a jugar sin gastarse un euro.

 No hace falta estar mareando las boñigas de vaca, como parece desprenderse de la noticia de hoy. Se virtualmente lo que muchos de ustedes (principalmente los urbanitas) piensan en estos momentos: ¿Por qué no inscribimos al pequeño algún fin de semana en una de esas actividades que se llevan a cabo en las granjas-escuela? Parece ser que no pensamos otra cosa que en ir “tirando la pasta sin sentido” Dudo mucho que unos pocos días  al año resuelvan los problemas alérgicos, respiratorios y otros que aquejan a los pequeños infantes urbanitas. Antaño, cuando yo era un crío, al menos aquí e España, en los veranos la mayor parte de los ciudadanos (excepto los ricos que pasaban tales días en playas y balnearios) nos íbamos al pueblo de nuestros padres y abuelos. Allí vivíamos las vacaciones en medio de la naturaleza. Ahora no saben que una gallina es eso que “lleva plumas”. Los padres deberían sacrificarse y buscar estos lugares para que sus infantes conozcan el mundo natural, a la par que crezcan más vigorosos y sanos, alternando tal actividad con la actual obsesión por las onerosas videoconsolas y sus juegos. Antaño se decía que los niños nacían “con un pan debajo del brazo” Hoy, deberíamos cambiar tal refrán y exclamar dolosamente que ¡las criaturas nacen con una hipoteca en la mano!

 Pero a lo que íbamos,  como ya os mostré en otro post precedente, la docencia de los suelos se inicia en muchos países de Latinoamérica a los siete años (más o menos). Allí, aunque no tanto como sería “deseable” los edafólogos se preocupan en la docencia infantil. Personalmente, no conozco a un colega español que atesore el más mínimo entusiasmo. De hecho, raramente cuando tratamos temas docentes nos acordamos de esos canijos que tanto decimos adorar. ¿Porque no meditamos seriamente sobre este tema? En una sociedad en la que nuestros gestores no tienen intención gastarse euro alguno en materia de edafología, bien debiéramos pensar que si comenzamos a mostrar la importancia del suelo a los niños (…). Como ya os indiqué en otro post, los animales podemos vivir tan solo gracias a esos pequeños bichitos que habitan y pululan por todo nuestro cuerpo. Al alterar-dañar nuestros ecosistemas bacterianos lo hacemos al conjunto del individuo-ecosistema que realmente somos.

 Y esto sin contar con un simple binocular. No hacen falta microscopios. Los animalitos pueden extraerse en la cocina mediante instrumentos comunes. Al caer en una placa petri y mirar por el mentado binocular, en el agua, aparentemente transparente, se aprecian una miríada de bichitos de las más variadas especies vivas: nemátodos, enquitréidos, colémbolos, rotíferos, tardígrados, etc. etc.:  un verdadero universo invisible, repleto de criaturas idiosincrásicas por su manera de desplazarse, nadar o andar. ¡Una verdadera gozada! que podría disfrutar junto a sus hijos, ya que los hay la mar e graciosos. Pruébelo.

 Resumiendo: (1) jugar con el suelo es divertido y saludable, a pesar de que tiene sus pequeños riesgos ¿Y que no? (2) esperemos espabilarnos (me refiero a los expertos de la ciencia del suelo) ya que lo que se enseña a amar a los niños, raramente se olvida en la madurez. Lean este artículo sobre la geofagia del famoso CDC (que no es una enfermedad) y lo que los anglosajones denominan “eating pica”

 Juan José Ibáñez    

Crecer en una granja protege de las alergias

 Jugar en los establos y crecer rodeados de animales de granja. Esta parece ser una buena fórmula, rica en hongos y bacterias, que protege a los niños de sufrir asma y alergias. Así lo confirma una revisión que acaba de publicar la revista científica ‘The New England Journal of Medicine’. FUENTE | El Mundo Digital; 28/02/2011

 ¿Cómo se explica esto? El sistema inmune tiene dos grandes funciones: reconocer sustancias extrañas que pueden desencadenar infecciones, como la otitis, y luchar contra ellas. “Para desarrollar esta respuesta inmune correctamente es necesaria la presencia de microorganismos. Si no los hay, el mecanismo del sistema defensivo se altera y empieza a responder ante sustancias parecidas, pero no patológicas, como los ácaros o el polen, lo que da lugar al desarrollo de alergias”, afirma Julio Delgado Romero, coordinador del Comité de Asma de la Sociedad Española de Alergología e Inmunología Clínica (SEAIC). La incidencia de esta afección ha incrementado en los últimos años: “Ha pasado del 12% de la población infantil en 1980 a más del 20% en la actualidad“. Dado que “la mayoría de los casos de asma tienen un origen alérgeno”, la alteración del sistema inmune también repercute en el incremento de casos de esta afección respiratoria. Desde el año 2000, esta enfermedad infantil ha aumentado entre un 2% y un 3% en España.

 Es lo que ocurre en las ciudades, donde abundan los alérgenos (en las moquetas, en el aire acondicionado…) y la presencia y la variedad de microorganismos es más reducida que en una granja. “La carga bacteriana del estiércol, las vacas y los establos es tremenda y el contacto con este tipo de microorganimos reduce el riesgo de asma“, apostilla José Ramón Villa Asensi, jefe de sección de Neumología del Hospital Infantil Universitario Niño Jesús (Madrid).

 Ya lo apuntaban estudios anteriores, uno de los cuales concluía que el riesgo de alergias y asma era dos tercios mayor en los niños que no tienen contacto con granjas que en aquellos que sí viven en este ambiente. Lo interesante del trabajo del ‘The New England Journal of Medicine’ es que los autores confirman esta teoría después de evaluar dos amplios estudios: uno analizó más de 9.000 menores entre los seis y los 12 años y otro casi 7.000. “Los niños que crecían en las granjas estaban expuestos a una mayor variedad de hongos y bacterias que aquellos cuyo entorno era más urbano“, concluyen los autores. Y aquí está la clave. Como explica el doctor Villa Asensi, “los pequeños que viven en entornos más rurales tienen una flora bacteriana intestinal más rica y esto se relaciona con la prevención del desarrollo de alergias y asma“.

¿Qué pueden hacer, entonces, los padres de niños que viven en ciudades para evitar que sus hijos padezcan estas afecciones? Delgado Romero ofrece algunas recomendaciones: “Aplicar medidas de higiene sin obsesionarse; evitar en la medida de lo posible la exposición a sustancias alérgenas desde pequeños; que el niño salga a la calle y seguir los consejos del médico a la hora de introducir los alimentos en la dieta de los pequeños”. Teniendo en cuenta que hay un componente genético que predispone al desarrollo de la enfermedad alérgica, estos consejos se indican especialmente cuando alguno de los padres padece alergia. En este caso, el riesgo de los menores aumenta un 25% y si los dos progenitores estuvieran afectados, las probabilidades aumentan un 50%.

Autor:   Laura Tardón

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Varios amigos y colegas colombianos se encuentran muy preocupados por la Fiebre del Oro en Colombia. Se trata de un debate muy candente en aquél país. Son muchos los Estados del Mundo en los que sus gobernantes entienden que el desarrollo económico, en esta economía bobalizada, pasa ineludiblemente por incrementar las actividades que dañan al medio ambiente y la salud económica de sus habitantes. En este sentido, las minerías extractivas a cielo abierto son incuestionablemente devastadoras. Empero el problema se complica cuando se trata de concesiones a multinacionales amorales que expolian los recursos naturales a cambio de sueldos de miseria, dejando tras de sí desolación, destrucción y enfermedades. Las autoridades locales suelen alegar que su actividad genera numerosos puestos de trabajo, ahora bien: ¿Durante cuanto tiempo? ¿Qué ocurre después? Simplemente que los habitantes de las áreas devastadas sufren las consecuencias: ¡comida para hoy miseria para mañana!. En el post previamente enlazado, ya narro la historia. Chile sufre problemas parecidos. Desde la distancia puedo entender que tal actividad extractiva, realizada o al menos dirigida por empresas locales, y vigilada atentamente por expertos ambientales y de salud pública objetivos tendría su razón de ser. Sin embargo, cuando gran parte de las ganancias quedan en manos de estas terribles compañías multinacionales (por mucho que prometan después restaurar lo irrestaurable)  se me antoja una claudicación a gobernar, desde el propio país, su destino. Hace unos meses me llegó otra noticia desde Colombia que da cuenta de todos estos acontecimientos, así como de la onda preocupación que allí generan entre los científicos, universitarios, movimientos ambientalistas, ONGS y los propios habitantes de la zona. Del mismo modo, ponen en riesgo, ecosistemas de gran valor, como por ejemplo, del que dimos cuenta en nuestro post: “Vegetación Paramuna (Frailejonales)” La noticia que podéis y debéis leer, aparecida en el rotativo Colombiano el Tiempo.com da cuenta del encendido debate que vive hoy este entrañable país. Tan solo añadiré que, cuando estas actividades se realizan en los tramos altos de las cuencas de drenaje, las consecuencias traspasan los límites locales, afectando todo el territorio aguas abajo, e incluso a las aguas marinas de sus litorales. Prefiero que hoy leáis la noticia por si solos, accediendo a ella pinchando en el enlace al periódico aludido. Tan solo unas mínimas consideraciones adicionales.

Foto: El Tiempo.com. Presunto lago glaciar con ecosistemas de Frailejón (páramos de Colombia)

Conforme pasa el tiempo, viajo más a Latinoamérica, nuestro blog gana popularidad  y voy atesorando allí más amigos y cariño, siento que me radicalizo más y más al observar entristecido tanto dolor e injusticia. Vivimos en un sistema económico en donde el bienestar de los individuos no importa nada en absoluto a los que ostentan el poder. ¡Perdón!, si como consumidores de los bienes que ellos producen, pero solo eso. Del mismo modo, la autoridad de los gobiernos nacionales se disuelve como un azuracillo, ante el imperio del capital de esas multinacionales, de las que tan solo extraen pingues beneficios sus propietarios, gestores, consejeros de administración y grandes accionistas. Tal abuso afecta tanto a los ciudadanos de los países pobres como de los denominados ricos. España sufre actualmente una crisis pavorosa que enraíza en las mismas causas que las que lesionan los intereses de los Estados con menor bienestar. Los ciudadanos nos vemos paulatinamente más empobrecidos a causa de la codicia y amoralidad del capital globalizante y sus dirigentes. No hablamos ya de males locales, sino globales. Es decir, el imperio del capitalismo más salvaje deviene en un cáncer que nos afecta a todos, aunque de distintas formas y en distinto grado. Sin embargo, de seguir así ¡tiempo al tiempo!.

Si os rogaría que os dierais cuenta (los que me enviáis estas noticias), que no puedo satisfacer todas vuestras demandas de denuncia, so pena que cierren esta bitácora. También, día tras día, terminan mermando la moral de cualquier mortal (léase este impresentable administrador). Estoy aquí, con vosotros, para divulgar la edafología, pero no puedo resolver los males del mundo. Fijaros en la pregunta que se nos ha hecho simultáneamente, tanto a mí como al Dr. Rossiter, desde Pakistán (omito al interlocutor, ya que si lee la bitácora se podría ofender y aun debo contestarle personalmente):

Dear Respected Sir,

I hope this mail will find you in best of your health and spirit.

I want some guidance/help from you as I want sufficiency
ranges/critical levels of micro nutrients (Zn, Cu, Fe, Mn, and B) in following
fodder/ forage crops i.e.Pearl Millet, Sorghum, Maize, Oat, Berseem(Clover) and Lucerne(Alfa Alfa Pleaze help me and obliged.
Ok.Thanx .With best regards.
Sorry for disturbance.

Francamente no soy experto en fertilidad y nutrición vegetal. Una cuestión es divulgar edafología y otra bien distinta es “saber todo y mucho” de lo que concierne a la misma. Y francamente, todos estos asuntos me dejan mal cuerpo. Os incluyo abajo (¡ya era hora!) el enlace a la noticia que me ha llegado vía un colega de Colombia. Ahora bien, quede claro que no puedo ni debo hacer post de todas las denuncias que me proponéis desde varios países de Latinoamérica. De hacerlo, el blog correría peligro, pero además dejaría de ser un sitio de divulgación para todos.

Un Cordial saludo

Juan José Ibáñez

Noticia aparecida en El Tiempo.com; Hoy, audiencia clave sobre polémica explotación de oro

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Fiebre del Oro en Colombia = Destrucción del Medio Ambiente = Pérdida y Contaminación de Aguas y Suelos = Atentado a la Salud Pública