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Categoría: Ciencia

• Representa una alternativa para el aprovechamiento de la cactácea en su totalidad

Zacatecas, Zacatecas.- 6 de agosto de 2017.- (aguzados.com).- Ante una necesidad ambiental por contaminación ocasionada por la industria alimentaria y como alternativa para el aprovechamiento biotecnológico de agave, investigadores de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería, campus Zacatecas, del Instituto Politécnico Nacional (UPIIZ IPN) desarrollaron este proyecto que consiste en la fabricación de plásticos biodegradables hechos con polímeros de agave.

Esta investigación titulada Fabricación de material de empaque a base de pectina y alginato, adicionados con polímeros obtenidos a partir del agave para su uso en la industria alimentaria fue desempeñada por el ingeniero en alimentos Luis Fernando Arteaga López, egresado de la UPIIZ IPN, asesorado por la doctora Margarita Garrido Gutiérrez y el maestro en ciencias Sergio Zavala Castillo, ambos con especialidad en biotecnología y bioingeniería y docentes investigadores de la institución académica referida, como parte de una línea de investigación surgida en 2015.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, Luis Fernando Arteaga López explicó que el proyecto surgió con el interés de contribuir en la solución de una de las principales fuentes de contaminación ambiental, que es la industria alimentaria, mediante el empleo de plásticos biodegradables útiles en el área de empaques.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿A partir de qué surgió la idea de trabajar con polímeros de agave?

Luis Fernando Arteaga López (LFAL): Conocemos otras investigaciones en donde han hecho bioplásticos a partir de alginato y pectinas obtenidas de frutos como la manzana, pero no encontramos datos en la literatura en donde hayan trabajado con fuentes provenientes del agave y como es una línea de investigación que tenemos en la UPIIZ, consideramos que podría tener potencial.

AIC: ¿Es lo mismo llamarlos plásticos biodegradables que bioplásticos?

LFAL: Lo que buscamos es generar plásticos biodegradables. Llamarlos bioplásticos es una forma común para darlos a conocer, pero es más apropiado decir plásticos biodegradables, ya que se les llaman plásticos debido a las propiedades de elasticidad que presenten, y lo más importante es que sean biodegradables, no solamente que sean de origen natural.

AIC: ¿Cuáles son las propiedades que tiene este plástico biodegradable que obtuvieron?

LFAL: Primeramente, buscábamos lograr las propiedades que tienen los plásticos de origen petroquímico, que, por así decirlo, sabemos que son maravillosas para su uso. Estas propiedades son resistencia mecánica y baja solubilidad y permeabilidad al vapor de agua. La evaluación del plástico biodegradable que obtuvimos, la comparamos con la de una película plástica de PVC utilizada para coberturas de alimentos.

La solubilidad es importante porque esta nos indica su capacidad de biodegradabilidad y qué tan resistente puede ser para empaquetar alimentos. Obtuvimos que nuestro plástico optimizado es soluble a un 10 por ciento, aproximadamente. Esto es bueno porque es degradable; pero queremos que también sea resistente al agua, por ejemplo para aquellos alimentos que tienen un alto contenido de humedad, por lo que evaluamos también su permeabilidad y observamos que es tan solo tres veces más permeable que los plásticos de origen petroquímico, entonces sí tiene una buena protección.

AIC: ¿En qué consistió el proceso para obtener este plástico biodegradable?

LFAL: Primero hicimos la extracción de los polímeros del agave. Como de la pectina y el alginato ya había hecho investigación previa, entonces partimos usando productos comerciales.

En cuanto a los polímeros del agave extrajimos dos, llamados: cutano y cutina, que se encuentran en la cutícula del agave y son los que le otorgan resistencia y protección a la pérdida de agua y al paso de microorganismos. Por esta razón, los extrajimos en la búsqueda de obtener esas propiedades que ya presentan en la planta.

Posteriormente, después de la extracción y obtención de los polímeros, hicimos diversas variables en la fabricación para evaluar el efecto de la adición de diferentes concentraciones de cada uno de los polímeros sobre sus propiedades de solubilidad, grosor y la fuerza necesaria para lograr su rompimiento.

De esta manera, vimos cómo el aumento de la pectina favorece la fuerza, pero también aumenta la solubilidad y con esto nuestros polímeros mejoran su resistencia mecánica al rompimiento.

Luego optimizamos mediante modelos matemáticos y buscando mejorar esas propiedades como la resistencia al agua (principalmente). Hicimos una comparación empaquetando un producto cárnico comparado con la película de PVC.

AIC: ¿Cuáles son las variantes de este producto?

LFAL: Varían en el contenido del polímero —cutano y cutina— que extrajimos a partir del agave. Lo que hicimos fue variar en sus concentraciones, que van desde 0.1 por ciento hasta uno por ciento. Trabajamos en estos rangos porque en diversas investigaciones se ha demostrado que en las películas de pectina y alginato pequeñas adiciones provocan grandes cambios. Por eso decidimos empezar por concentraciones bajas para, a partir de ahí, determinar el efecto y determinar si las implementamos en mayor o menor cantidad.

Una de las cosas que vimos es que sí aportan resistencia mecánica; sin embargo, debido a su origen pueden presentar una coloración ligeramente marrón. Entonces, lo que buscamos es también que sean lo más transparentes posible, porque la mayoría de los empaques deben permitirnos ver el alimento, y además para evitar el rechazo por parte de los consumidores.

AIC: ¿Qué uso se le puede dar a los productos que ya se tienen?

LFAL: Inicialmente podría utilizarse para fabricación de películas plásticas, que son las que se utilizan como envoltura en cortes cárnicos. También se puede usar para fabricar bolsas o envolturas de cualquier tipo de comestibles. Teniendo la tecnología adecuada se puede evaluar si pueden hacerse validaciones para fabricar platos, vasos y productos semejantes, pero eso ya sería más adelante.

AIC: ¿Qué planes a futuro se tienen sobre esta investigación?

LFAL: Hay muchos. Debido a la urgencia y a la necesidad de conservación ambiental, hay mucha investigación en esta área. Lo que considero es la importancia de hacer vinculación con otras escuelas e investigadores para acelerar el desarrollo de este proyecto y de la línea de investigación en general.

Me parecería interesante trabajar con un grupo interdisciplinario para dirigir y conocer más perspectivas y poder obtener plásticos biodegradables con mejores propiedades para, algún día, sustituir por completo a los de origen petroquímico.

Contacto 1: Luis Fernando Arteaga López.- Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

Dra. Margarita Garrido Gutiérrez.- Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

Mtro. Sergio Zavala Castillo.- Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

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Categoría: Ciencia

• Es capaz de inhibir bacterias como el staphylococus aureus y escherichia coli

Saltillo, Coahuila.- 6 de julio de 2017.- (aguzados.com).- Un equipo de especialistas del Departamento de Síntesis de Polímeros del Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) desarrolla un desinfectante de origen natural, altamente eficiente, con capacidad de inhibir bacterias como Staphylococcus aureus y Escherichia coli.

De manera inesperada, y debido a una acertada observación científica, el grupo de investigación del CIQA descubrió en una sustancia que se desprendió durante un experimento un alto potencial bactericida.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, los especialistas involucrados en el proyecto detallan el surgimiento de este desinfectante, su efectividad, las pruebas realizadas hasta el momento y el potencial a futuro de este producto de origen natural, cien por ciento mexicano.

Descubrimiento fortuito

Este desinfectante inició a partir de la vinculación con una empresa del estado de Morelos dedicada al desarrollo de carbón activado de desechos agrícolas, con diversas aplicaciones en la industria alimentaria y de purificación del agua. El equipo de investigación del CIQA colaboró en la búsqueda de una fuente natural para generar el carbón activado. Durante la investigación de fuentes alternativas y experimentos en laboratorios, el grupo de investigación observó la generación de un subproducto que llamó su atención.

“Al momento de hacer un tratamiento para la obtención de carbón activado, en uno de ellos empecé a notar que había un tipo de extracción o de fluido que salía, a partir de la materia natural que utilizamos para desarrollar el carbón. Lo daba como un desecho, hasta que un día le dediqué tiempo, lo recolecté y al momento en que lo mostré al doctor le pareció interesante, que podía tener potencial y pedimos que se le hiciera un análisis”, narró la ingeniera Paulina Luciel Lugo de León, estudiante de la maestría en tecnología en polímeros del CIQA y colaboradora del proyecto.

En México, se estima una tasa de infecciones nosocomiales (IN) que oscila entre 3.8 y 26.1 por cada 100 egresos. En algunos hospitales de México, se ha observado una mayor prevalencia de IN en los servicios de medicina interna, pediatría, cirugía, y en menor proporción en ginecoobstetricia.

Fuente: Revista Médica del Instituto Mexicano del Seguro Social.

En primera instancia, este subproducto, que se desprendió de una destilación en los experimentos para obtener carbón activado de una fuente natural, parecía no tener mayor relevancia hasta que se ejecutó un análisis para conocer si inhibía el crecimiento de microorganismos.

“Identificamos esta sustancia mediante técnicas que tenemos aquí en el CIQA y después la enviamos a pruebas antibacteriales, ahí descubrimos que tenía potencial como desinfectante, bactericida y, probablemente, como antinematicida para uso agrícola”, explicó el doctor Ramiro Guerrero Santos, investigador titular C del Departamento de Síntesis de Polímeros del CIQA y coordinador del proyecto.

Después de los primeros resultados que indicaban que inhibía bacterias, el equipo decidió realizar estudios más a fondo para la confirmación del potencial de esta sustancia.

“Es un líquido medianamente viscoso, primero (fueron) las pruebas de identificación para tener una idea de qué compuesto químico estaba presente, lo llevamos a una prueba de resonancia magnética nuclear, de espectrometría de masas, cromatografía de gases y, una vez que teníamos idea de qué podía ser la sustancia, la llevamos a las pruebas antibacteriales. A partir de esto, empezó el interés por usarlo como desinfectante, bactericida, antinematicida, etcétera”, puntualizó el científico.

Potencial antibacterial

Para conocer la actividad antimicrobiana de la sustancia, los especialistas solicitaron el apoyo del Laboratorio de Microbiología del CIQA, inicialmente analizaron su efectividad ante dos microorganismos comunes en el medio ambiente.

“En un principio optamos por analizarlo con dos microorganismos que son el Staphylococcus aureus y Escherichia coli (E. coli). Se planteó manejar con estos microorganismos, ya que son microorganismos que se encuentran de forma común en el medio ambiente”, señaló la química farmacobióloga Carmen Natividad Alvarado Canché, integrante del Laboratorio de Microbiología en el Departamento de Materiales Avanzados del CIQA.

La química Alvarado Canché aclaró que el Staphylococcus aureus forma parte del grupo de bacterias Gram positivas, en tanto E. coli está dentro de las Gram negativas, ambas clasificadas así en relación con la estructura de la envoltura celular. Además, esto permitió poder diferenciar si tiene actividad dirigida hacia un grupo de microorganismos en particular.

“Optamos por realizar una película de la sustancia y ponerla en contacto con un número específico de bacterias. Al analizarlo, dejamos inoculando las muestras como 24 horas y realizamos un conteo de las bacterias para determinar realmente si la población bacterial aumentaba, disminuía o las ‘mataba’ completamente; se realizó este análisis en diferentes concentraciones para analizar hasta qué porcentaje de la sustancia había una actividad microbiana”, indicó la laboratorista.

Los resultados de estos análisis indicaron que ambas bacterias fueron completamente desactivadas por la sustancia, con una concentración de cuatro ppm (partes por millón). Respecto al proceso para determinar la concentración, el doctor Guerrero Santos, explicó: “En el laboratorio se hace por dilución, empieza con una concentración alta y se va bajando la concentración hasta que se determine qué concentración se requiere para evitar el crecimiento de bacterias. Hablamos de cuatro partes por millón, o lo que es lo mismo cuatro miligramos por litro de agua. Este producto es eficaz a una cantidad de cuatro miligramos por litro, que es demasiado poco, e inhibe el crecimiento hasta cero existencias de colonias”, puntualizó el investigador.

A manera de ejemplo, los especialistas señalaron que deben introducirse 0.16 gramos de la sustancia en 40 litros de agua, semejante a dos garrafones de agua purificada, ese líquido se teñirá levemente del color de la sustancia y puede aplicarse para la limpieza de diversos lugares y desactivar por completo las bacterias.

Escherichia coli(E. coli) es una bacteria presente frecuentemente en el intestino distal de los organismos de sangre caliente. La mayoría de las cepas de E. coli  son inocuas, pero algunas pueden causar graves intoxicaciones alimentarias.

Entre los síntomas de la enfermedad causada por E. coli  productora de toxina Shiga, destacan los calambres abdominales y la diarrea, que puede progresar en algunos casos a diarrea sanguinolenta (colitis hemorrágica). También puede haber fiebre y vómitos. El periodo de incubación varía entre tres y ocho días, con una mediana de tres a cuatro días.

Fuente: Organización Mundial de la Salud(OMS).

“(Puede aplicarse) donde haya riesgo de contaminación microbiana y lugares donde justamente se concentran las bacterias y llegan las personas contaminadas. Lo más directo sería en hospitales, mesas de operación, desinfección de instrumentos de uso médico, desinfección de manos de estudiantes, doctores, practicantes, camas, sábanas, baños de hospitales, guarderías, autobuses, transporte público, escritorio, paredes internas en tubos de conducción de aire, pantallas táctiles de celulares, pasamanos en transporte público, entre otros”, enumeró el especialista Guerrero Santos.

El equipo de investigación precisó que la aplicación de esta sustancia desinfectante protege completamente de la formación de colonias bacterianas; además de ser un producto con potencial debido a sus ventajas como: su eficiencia, su origen a partir de un elemento natural, bajo costo de producción, fuente de ingreso económico para el sector rural de Coahuila y completamente sustentable para su fabricación.

“Se ha estudiado y es netamente un producto natural, no se ha combinado con otra cosa. Solamente se trabaja con el proceso de dilución porque es un producto viscoso; para su aplicación solamente se hace un proceso de dilución en agua que es lo que le da un valor agregado, porque no requiere de algún tipo de solvente o disolvente contaminante”, comentó la ingeniera Lugo de León.

Ideas patentadas

Actualmente, el proyecto se encuentra en fase de pruebas funcionales, además se contempla la posibilidad de su uso agrícola para eliminar nematodos en los cultivos.

“En la agricultura, estamos trabajando y buscando tierras contaminadas con nematodos, hemos traído varias muestras, pero aún no hemos encontrado la muestra adecuada para poder aplicar el producto y eliminar nematodos”, agregó el científico Guerrero Santos.

El grupo de investigación enfatizó que, al tratarse de un extracto natural, puede ser biocompatible y tener muchas aplicaciones. Sin embargo, aún faltan algunas pruebas con otras bacterias y estudios para conocer si existe cualquier posibilidad de algún efecto secundario al ser humano. Aunque hasta el momento, no se ha detectado ningún efecto alérgico en las personas que han tenido contacto con el extracto.

“Se deberán hacer más análisis, por ejemplo, identificar si solamente es efectivo para estas bacterias, podríamos enfocarnos en diferentes cepas de bacterias y también se podría manejar con hongos. Tendría que analizarse con otro tipo de bacterias, si se desea aplicar a la agricultura, que no mate toda la flora bacteriana que puede ayudar al crecimiento de las plantas, que solamente sea enfocado en algunos microorganismos fitopatógenos”, agregó la química Alvarado Canché.

A la par, el grupo de investigación prepara la patente de este producto. Entre diversas opciones, los especialistas contemplan presentar la sustancia como aditivo en productos de limpieza.

El equipo de investigación está en proceso de patentar ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI), por lo tanto, se reservan información específica del producto.

“Estamos en la etapa de terminar pruebas funcionales y finalizar ejemplos para someter una solicitud de patente. Al obtener la patente y terminar las pruebas relacionadas con antinematicidas, relacionadas con agricultura, lo ideal sería fundar una pequeña compañía, un spin-off y vender el producto, tras pagarle los derechos al CIQA”, subrayó el científico Guerrero Santos.

Los especialistas finalizaron destacando que este producto sería muy útil, debido a su bajo costo de producción y alto grado de protección, benéfico para el funcionamiento de los protocolos de protección antibacterial de hospitales ante una reglamentación cada vez más cerrada y ante la mayor incidencia de infecciones. También esperan, próximamente, llevar muestras a lugares que lo requieran de forma gratuita para probar el producto en campo.

Contacto 1: Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) www.ciqa.mx Teléfono (01 844) 438 9830

Dr. Ramiro Guerrero Santos.- Departamento de Síntesis de Polímeros, CIQA,Extensión 1238.Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo. y Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

Ing. Paulina Luciel Lugo de León.- Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

M.C. Carmen Natividad Alvarado Canché.- Departamento de Materiales Avanzados, Laboratorio de Microbiología.- Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

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Categoría: Ciencia

• Interesantes resultados sobre el tema arrojaron las encuestas realizadas en el país

Ciudad de México.- 24 de julio de 2017.- (aguzados.com).- Las creencias y prácticas religiosas en México son heterogéneas y cambiantes, por ejemplo, está disminuyendo la feligresía católica e incrementando el número de personas sin religión que no se consideran ateos.

La Encuesta Nacional sobre Creencias y Prácticas Religiosas en México 2016 revela que 57.1 por ciento de las personas que ha cambiado de religión dejó el catolicismo, teniendo como principales razones el que no le satisfacía (17 por ciento), que en su religión actual se apega a los fundamentos bíblicos (16.8 por ciento) o que decidió buscar la verdad por sí mismo (13.2 por ciento).

Destacan datos importantes en torno a la identificación y grados de compromiso, como que 41.8 por ciento se reconoce creyente por tradición, 28.3 por ciento, por convicción y 17.9 por ciento dice ser creyente a su manea; mientras que 5.3 por ciento se considera creyente practicante.

Fue realizada por la Red de Investigadores del Fenómeno Religioso en México (Rifrem) con el propósito de conocer las creencias y prácticas religiosas en el país, preponderando datos según las distintas regiones del territorio y las principales religiones.

Tuvo una muestra de tres mil personas seleccionadas aleatoriamente en cinco regiones del país (noroeste, norte-noreste-golfo, centro, centro-occidente-centro norte y pacífico sur-sureste), perteneciente a cuatro grupos de adscripción religiosa: católicos, cristianos evangélicos, cristianos bíblicos  y sin religión.

Presenta información en torno al cambio de religión, identificación y grados de compromiso, prácticas religiosas, creencias trascendentales y percepciones sobre las relaciones iglesias-Estado.

Sus resultados son una fuente de información primaria para ejecutar líneas de investigación que contribuyan a analizar la sociedad mexicana, consideran los coordinadores de la encuesta, el doctor Alberto Hernández, director de El Colegio de la Frontera Norte (Colef), la doctora Renée de la Torre, profesora investigadora del Centro de Investigaciones y Estudios Superiores en Antropología Social (CIESAS), y la doctora Cristina Gutiérrez, de El Colegio de Jalisco (Coljal).

Durante la presentación, Alberto Hernández destacó el acelerado cambio religioso que está viviendo el país, si se comparan estos datos con los censos de la década de los 80, se observa que las variaciones más radicales se están presentando en las fronteras, principalmente en la sur.

Los resultados, indicó Renée de la Torre, evidencian que el catolicismo está sufriendo una recomposición debido a que sus creyentes han transformado la manera en que viven su religión. Muestra de ello es que 13 por ciento de los encuestados dice tener contacto con un ángel guardián y hacer cadenas de oración en Internet, en tanto que 12 por ciento acostumbra realizarse limpias con yerberos, curanderos, espiritistas, santeros, brujos o chamanes.

Adicionalmente, es de destacar que 54.8 por ciento de los encuestados reconoce tener un altar religioso en casa; de ellos, 59.4 por ciento está dedicado a la Virgen de Guadalupe y 11.1 por ciento a un santo popular, como Juan Soldado, Malverde o San Pascual Bailón, entre otros.

Relaciones iglesia-Estado

La encuesta revela que el Estado laico sigue siendo un precepto que los mexicanos preponderan, pues 88.8 por ciento rechaza que los candidatos a elección popular utilicen símbolos o recursos religiosos para ganar votos, en tanto que 75.3 por ciento considera que las religiones no deben participar abiertamente en política electoral; adicionalmente, 56.4 por ciento está a favor de que las iglesias reporten sus movimientos fiscales ante la autoridad hacendaria y que no sean propietarias de medios de comunicación masiva (67.9 por ciento).

No obstante, 60.6 por ciento de los encuestados está de acuerdo en que se impartan contenidos y valores religiosos en las escuelas públicas, mientras que 70.7 por ciento se dice a favor de que se celebren festividades ligadas a lo religioso en los centros educativos, como misas de graduación y pastorelas.

Los resultados —que están disponibles en la página de la Rifrem para su consulta— muestran que 79.5 por ciento aprueba la enseñanza sobre la sexualidad en las escuelas públicas, y que haya contenido de género en los libros de texto escolares (70.8 por ciento).

Sin embargo, 65.2 por ciento está en contra de parejas del mismo sexo y 71.7 por ciento no acepta el derecho de las parejas homosexuales a la adopción de hijos; además que 62.1 por ciento no está de acuerdo con que el aborto no sea perseguido o castigado por la ley.

Los datos  que arroja esta encuesta, realizada con fondos provenientes del Programa de Redes Temáticas del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), representan una fuente de información para académicos y especialistas para la interpretación de la realidad en materia de creencias y prácticas religiosas en el país.

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Categoría: Ciencia

• Se encontró que al no ser absorbidos por las plantas llegan a los ríos y al desembocar en el mar causan las llamadas zonas muertas

Ciudad de México.- 2 de julio de 2017.- (aguzados.com).- En el golfo de México, en la desembocadura del río Misisipi, existe un área de alrededor de 15 mil kilómetros cuadrados donde los niveles de oxígeno son tan bajos que la vida marina no puede sobrevivir. Esta zona, denominada zona muerta, es 10 veces más grande que la Ciudad de México y es provocada por la presencia excesiva de nutrientes en el agua, nutrientes provenientes del uso de fertilizantes en la agricultura.

Sesenta por ciento de los fertilizantes empleados en la industria agrícola se desperdicia, al no poder ser absorbido por las plantas logra llegar a los ríos, que al desembocar en el mar crean las zonas muertas. Este es uno de los ejemplos que ilustran el gran desafío del siglo XXI para la humanidad: producir mayor cantidad de alimentos con menos agroquímicos y con técnicas amigables con el ambiente.

Justamente ese es el reto al que el investigador y director del Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad (Langebio), Luis Herrera Estrella, se ha enfrentado durante más de dos décadas. Su trabajo lo ha llevado a desarrollar una solución biotecnológica que permitirá sustituir uno de los agroquímicos más dañinos para el ambiente: los fertilizantes a base de fosfatos.

El investigador logró incorporar en varias especies vegetales, como el maíz y la soya, el gen de una bacteria que le permite a las plantas producir una enzima para utilizar como nutriente el fosfito (PO33-) en vez del fosfato (PO43-), comúnmente empleado en los fertilizantes y cuyas características lo convierten en un contaminante.

Este desarrollo podría reducir hasta 50 por ciento el uso de fertilizantes en la agricultura y disminuir el uso de herbicidas, además de ayudar a la biodiversidad de los cultivos y de evitar la erosión del suelo.

Problemas de los fertilizantes de fosfato

El fósforo es un elemento químico esencial para la vida en la Tierra. En la forma de fosfato es un componente primordial de los ácidos nucleicos, que guardan la información genética, forma parte de las membranas celulares y está involucrado en el transporte y almacenamiento de energía. Por ello, las plantas necesitan forzosamente de la absorción de fosfato del suelo para su desarrollo.

El problema es que el fosfato, por su naturaleza química, forma complejos insolubles con otros componentes del suelo, esto impide que las plantas puedan utilizarlo. De allí que solo de 20 a 30 por ciento del fosfato pueda ser aprovechado, desperdiciándose más de 60 por ciento del fertilizante empleado por el agricultor, explica Luis Herrera Estrella.

Eventualmente, con la lluvia y el riego, el fosfato que permaneció en el suelo escurrirá a los ríos y llegará al mar, provocando un crecimiento excesivo de algas y fitoplancton que liberan toxinas al agua, tapan el paso de la luz solar y provocan un déficit de oxígeno, creando un ambiente en el que no pueden sobrevivir los animales marinos. Estas son las llamadas zonas muertas.

Estas zonas se encuentran en Estados Unidos, Europa, China y México, siendo la más grande la del delta del río Misisipi, cuyo tamaño rebasa 10 veces el derrame petrolero de 2016, comenta Luis Herrera Estrella, y agrega que es un problema del que no se habla mucho, pues varios países, incluyendo México, dependen del maíz y la soya de Estados Unidos para su alimentación.

La solución dentro de una bacteria

El equipo de investigación del Langebio, dirigido por Luis Herrera Estrella, decidió enfrentar el problema del fosfato y pensaron que si el fosforo no se fijara tan rápidamente al suelo, las plantas podrían utilizarlo y se evitaría el desperdicio y la contaminación de las aguas. Afortunadamente existe un compuesto de fósforo que no forma complejos insolubles con el suelo: el fosfito.

La solución no era tan simple como sustituir el fosfato por el fosfito en los fertilizantes, pues el fosfito no puede ser utilizado por las plantas, ya que estas no poseen la capacidad para transformar el fosfito en fosfato, que es el compuesto que requieren para vivir.

“Lo que el equipo hizo fue pensar: bueno, las bacterias sin increíbles y pueden hacer de todo, seguro alguna bacteria en algún lugar en el mundo podrá transformar el fosfito en fosfato para desarrollarse”, narra Luis Herrera Estrella.

Los investigadores llegaron a esta conclusión al reflexionar que hace más de tres millones de años, cuando los organismos vivos no habían desarrollado la fotosíntesis y no había oxígeno en la Tierra, el fósforo se encontraba en su forma menos oxidada, como fosfito, y a pesar de ello la vida ya existía y utilizaban fosfato para su ADN y para otras funciones. Por lo tanto, debían tener la capacidad de transformar un compuesto en otro.

Esta capacidad de transformar el fosfito en fosfato debía estar escrita en el genoma de las bacterias, y los investigadores pensaron que en algún lugar podía existir una especie de bacteria que todavía conservara ese gen. Y, efectivamente, la encontraron.

Una solución para el ambiente

Una vez que encontraron una bacteria con el gen para producir una enzima capaz de transformar el fosfito en fosfato, había que descubrir si las plantas serían capaces de hacer lo mismo. Entonces, el equipo de Luis Herrera Estrella introdujo el gen de la bacteria en una planta modelo, la Arabidopsis thaliana, y hallaron que era posible, la planta utilizaba fosfito para nutrirse. Resultados que publicaron en la revista Nature.

“Ese fue un momento increíble, porque nos permitió pensar en todas las ventajas de dejar a un lado el uso de fertilizantes de fosfato. La primera es una ventaja de costos, pues al no fijarse en el suelo, podría reducirse hasta en 50 por ciento la cantidad de fertilizante a utilizar. Pero la más importante es la del impacto ecológico que este desarrollo tendría al disminuir drásticamente la cantidad de fósforo vertida a los mares y ríos“, considera el director del Langebio.

Fertilizantes y herbicidas: dos pájaros de un tiro

Una vez que Luis Herrera Estrella comenzó a probar esta modificación en otro tipo de plantas, como el maíz, la soya y el arroz, se dio cuenta de que esta modificación genética había vuelto a las plantas más competitivas, es decir, como podían utilizar el fosfito como nutriente crecían mucho más rápido que las plantas que solo utilizaban fosfato, compuesto que ya no estaba siendo añadido como fertilizante. Los científicos habían descubierto una técnica que evitaría el uso irracional de herbicidas.

Esto además ayudaría enormemente a evitar la erosión del suelo y a la biodiversidad de los cultivos, pues las demás hierbas seguirían creciendo alrededor del cultivo de interés. Pero al ser mucho más pequeñas que el cultivo y al ya no competir por nutrientes, ya no sería necesario matarlas, permitiendo que estas plantas conservaran el suelo.

El fósforo, un recurso no renovable

Otra razón apremiante para disminuir el uso de fertilizantes de fósforo en la agricultura es que este elemento es limitado en el planeta, y se calcula que las reservas de fósforo se agotarán en 150 años, lo que generará una verdadera crisis en la agricultura y el modo de alimentación mundial, explica Luis Herrera Estrella.

Y señala que este nuevo desarrollo permitirá alargar la vida de las reservas de fósforo al doble, tiempo que podrá usarse para desarrollar métodos de reciclaje del fósforo. Desarrollar formas de recuperar de los ríos y reutilizar este elemento es imprescindible, pues una vez que llega al mar se va al fondo o se diluye tanto que es casi imposible recuperarlo.

Del laboratorio al campo

Las pruebas de laboratorio con plantas modificadas de maíz, soya y arroz ya se han realizado. Pero ahora el equipo de investigación necesita saber si en condiciones reales, en el campo, las plantas efectivamente pueden utilizar el fosfito y se logra reducir la cantidad de fertilizantes y herbicidas utilizados en el cultivo.

Estas pruebas se harán en su mayoría en Brasil, país que lleva años permitiendo el cultivo de transgénicos y que permitirá seguir perfeccionando esta tecnología con el objetivo de generar una agricultura más sostenible, concluye Luis Herrera Estrella.

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