04) Divulgación: Contaminación difusa en el río Támesis

Los fertilizantes son necesarios para la agricultura, aunque mal utilizados pueden generar contaminación ambiental. En Inglaterra, llevan analizando desde hace 100 años la calidad del agua del río Támesis a su paso por Londres. Han visto que a partir de 1970, hubo un incremento importante de los nitratos en el agua. Esto se debe, según los autores, a la contaminación difusa producida por el uso (y abuso) de los fertilizantes minerales después de la Segunda Guerra Mundial.

La fuente:

Nitrate concentrations and fluxes in the River Thames over 140 years (1868–2008): are increases irreversible? N. J. K. Howden, T. P. Burt, F. Worrall, M. J. Whelan and M. Bieroza. Hydrol. Process. 24, 2657–2662 (2010). DOI: 10.1002/hyp.7835

 

03) Divulgación: Drogas en el agua potable

 

Las drogas son sustancias que producen un efecto estimulante, deprimente, narcótico o alucinógeno. Pueden ser duras (muy adictivas) o blandas (poco adictivas). Muchas están permitidas y otras son ilegales, sobre todo las primeras. El hombre las utiliza con fines lúdicos, religiosos, espirituales, medicinales, etc. desde antiguo. Según la ONU, el consumo de drogas mundial sigue incrementándose… Los científicos empiezan ya a detectarlas incluso en el agua potable de nuestros hogares. Eso si, a concentraciones muy pequeñas.

 

Fuente:

M. Rosa Boleda, Maria Huerta-Fontela, Francesc Ventura, M. Teresa Galceran. Evaluation of the presence of drugs of abuse in tap waters. Chemosphere 84 (2011) 1601–1607.

02) Divulgación: Las hormigas son bioindicadores de contaminación ambiental

Las hormigas son unos insectos muy interesantes. A los científicos les gustan mucho para sus estudios por su distribución mundial, su abundancia y su fácil recolección e identificación. Son considerados por muchos como un superorganismo perenne ya que son sociales y actúan de forma coordinada y muy eficientemente como si fuesen uno solo. Además, algunos ejemplares pueden vivir más de 10 años (como las reinas), mucho más que cualquier invertebrado.

Por esta y otras razones, los científicos las han utilizado en estudios de ecología, concretamente para ver la salud de un ecosistema. Son considerados buenos bioindicadores medioambientales ya que al vivir más tiempo que cualquier insecto, nos dan información de procesos de contaminación a corto y largo plazo.

En un trabajo reciente elaborado por científicos italianos se ha medido el contenido en metales pesados en los cuerpos de las hormigas, concretamente de la especie Crematogaster scutellaris, autóctona y muy distribuida por toda la cuenca mediterránea. Han visto una clara correlación entre el contenido en metales pesados de suelos contaminados por actividades industriales y en las hormigas que viven en ellos. De hecho, incluso han visto por modernas técnicas de espectroscopía de rayos X (PIXE, Particle-Induced X-ray Emission) los orgánulos donde se acumulan dichos metales pesados.

La Fuente:

Ants as bioaccumulators of metal from soils: Body content and tissue-specific distribution of metals in the ant Crematogaster scutellaris (2013). Elisa Gramigni, Silvia Calusi, Nicla Gelli, Lorenzo Giuntini, Mirko Massi, Giovanni Delfino, Guido Chelazzi, David Baracchi, Filippo Frizzi, Giacomo Santini. European Journal of Soil Biology, 58, 24-31.

01) Divulgación: Nanotecnología y agricultura

La nanotecnología o “el arte de lo pequeño” utiliza y diseña materiales a escala atómica (normalmente entre 1 y 100nm, o lo equivalente en metros: entre 0,000000001 y 0,0000001 metros) que en la actualidad tiene enorme repercusión en campos tan variados como la electrónica, la medicina, la farmacia, la ingeniería e incluso la agricultura. De hecho, se ha acuñado el término “nanobiotecnología”, que combina numerosas disciplinas científicas tan variadas como la biotecnología, la nanotecnología, el procesamiento químico, la ciencia de los materiales y la ingeniería de sistemas.
Para el caso de la agricultura, la nanotecnología puede aplicarse (y ya se está haciendo) para el tratamiento de algunas enfermedades de las plantas, para la detección precoz de los patógenos que las producen, para la mejora de la asimilación de nutrientes esenciales por las plantas e incluso la construcción de nanobiosensores importantes en determinados procesos biológicos. Su uso puede incrementar la eficacia de los pesticidas e insecticidas comerciales reduciendo su cantidad de aplicación al suelo a unas dosis significativamente menores requeridas para los cultivos con la mejora medioambiental que eso implica.
Como sabemos, la agricultura tiene una gran importancia ya que es la base del sustento de los más de 7000 millones de habitantes de nuestro planeta (el 50% viven en Asia). Los insectos, las plagas y las malas hierbas producen una gran cantidad de pérdidas anuales que algunos estudios estiman entre el 13 y el 14% de la producción total agrícola. Las estrategias tradicionales para reducir estas pérdidas se basan en estrategias como la rotación de los cultivos, el uso de variedades de plantas sanas y resistentes, cambios en los periodos de siembra y el manejo integrado de las plagas, que implica un control biológico de las mismas. Si bien son efectivas a escala pequeña, con la industrialización de la agricultura estas técnicas han sido desechadas con el tiempo por otras más efectivas y al mismo tiempo, más agresivas con el medio ambiente. Se han utilizado compuestos químicos sintéticos para controlar y reducir estas pérdidas. De hecho, la gran revolución vino con el descubrimiento durante la 2ª Guerra Mundial del DDT, un compuesto químico que en pequeñas dosis se mostraba altamente efectivo contra los insectos. Desde entonces se extendió su uso (y abuso), sobre todo en la época de “la revolución verde” y esto desarrolló la investigación y síntesis de una gran cantidad de compuestos químicos (algunos orgánicos como los órganofosforados y otros con metales pesados como mercurio, plomo, arsénico y cobre) con igual o incluso mayor potencial insecticida que el DDT. Uno de los problemas del empleo masivo de estas sustancias es que también eliminaron junto a los insectos y plagas, a sus enemigos naturales. Además, su abuso durante muchos años ha generado una presión selectiva que en la actualidad han generado muchas especies resistentes a los mismos. Algunos estudios hablan de 270 especies de malas hierbas resistentes a herbicidas, 150 patógenos de plantas resistentes a los fungicidas y entorno 500 especies de insectos resistentes a los pesticidas. Finalmente, a todo esto hay que sumarle que este tipo de sustancias producen graves problemas para la salud humana y para el medio ambiente… El control biológico es otra de las estrategias utilizadas para el control de plagas. Los enemigos naturales son la mejor baza para reducir y controlar a los insectos sin eliminarlos del todo. Se han ensayado muchos agentes biológicos siendo los más efectivos para el biocontrol las bacterias y los hongos. Un ejemplo de estos microorganismos son el Bacillus thurigensis que infesta el tracto digestivo de los insectos y de los hongos podemos citar a los del género Trichoderma.
Los métodos comentados anteriormente presentan algunas limitaciones debido a sus efectos medioambientales (los primeros) y a la baja eficacia (los segundos). De ahí que en los últimos años unido a su gran desarrollo, la nanotecnología empiece a ser un campo muy prometedor en la agricultura que ya está generando muy buenos resultados. Ya existen estudios que confirman que las nanopartículas metálicas son efectivas contra los patógenos de plantas, insectos y plagas. De hecho, las nanopartículas se pueden usar como nuevas formulaciones de pesticidas, insecticidas y de repelentes de insectos mediante técnicas de nanoemulsión o nanoencapsulación. Se han ensayado nanopartículas de sílice, de polientilen glicol, de plata, de aluminio, de óxido de cinc y de dióxido de titanio con resultados prometedores.
El futuro de la industria agrícola puede pasar por usar estos materiales como nanopesticidas, nanofungicidas y nanoherbicidas y algunas empresas ya los estás desarrollando. En definitiva, la aplicación de la nanotecnología a la agricultura es una alternativa más respetuosa con el medio ambiente para el caso concreto del control de insectos y plagas que los métodos químicos que tantos problemas medioambientales han generando. De hecho, cada vez salen más estudios que detectan este tipo de sustancias en lugares y organismos que nunca han estado expuestos como es el caso de los hielos de la Antártida. A pesar de todo esto, la nanotecnología también tiene sus detractores que apelan a nuestro espíritu crítico ya que argumentan que la nanotecnología no es una panacea como aparenta ser. Habrá que seguir investigando para poder responder a todas estas cuestiones…
 
La Fuente:
 Rai, M., & Ingle, A. (2012). Role of nanotechnology in agriculture with special reference to management of insect pests Applied Microbiology and Biotechnology, 94 (2), 287-293 DOI: 10.1007/s00253-012-3969-4