Esta semana en Nature: Edificios y ciudades ecológicas y sostenibles

Esta semana uno de los editoriales de la revista Nature hace referencia al cambio de paradigma en la construcción que se debe dar para mejorar la eficiencia energética de los edificios en las ciudades. Por primera vez en la historia, a nivel mundial, hay más habitantes en las ciudades que en el campo. Cada vez las ciudades, sobre todo las de países pobres, están más pobladas, generando núcleos de población con densidades de población, contaminación y residuos insostenibles e insoportables. Como todo no se puede cambiar de golpe, el editorial se centra en el gasto energético que suponen los hogares urbanos: este gasto es tan elevado que ya supone el 45% de las emisiones de gases de efecto invernadero del planeta. La lección parece evidente.

Si la tendencia sigue siendo acumular población en las ciudades, algo habrá que hacer para que este % disminuya en vez de aumentar. Y justamente esto es lo que proponen los autores de un artículo aparecido en el mismo número de Nature, los cuales afirman poder aumentar en un 80-90% la eficiencia energética de los futuros edificios simplemente cambiando diseños obsoletos por nuevas teconologías ya existentes. La construcción de estos edificios requiere del trabajo coordinado de especialistas con una buena formación. A pesar de ello, los autores afirman que el coste final es menor que el de los edificios "convencionales".

¿Expertos formados? ¿Menor coste de construcción? Me recuerda a algo... Quizás a la crisis inmobiliaria y a la voluntad de la ministra de Ciencia e Innovación (Cristina Garmendia, la cual hizo una buena declaración de principios en esta entrevista) de redirigir la máquina que tira del carro de la economía, desde el ladrillo al laboratorio. Formación parece la palabra clave.

Claro que la propuesta de Nature también pasa por una mejor integración de los edificios en el entorno geográfico y geológico. Por ejemplo, estudiando los vientos dominantes de la zona y su climatología se podría evitar la acumulación de grandes masas de polución. Esto choca frontalmente con la política del laissez faire, del todo vale mientras me des un maletincico bajo mano. Con una mejor política de construcción las ciudades se hacen no solamente más agradables y habitables, sinó más eficientes energéticamente, contribuyendo a controlar la espiral de contaminación en la que nos hayamos inmersos. Pero claro, estas políticas no sirven para enriquecerse rápidamente en, pongamos, 4 años.

Afortunadamente hay iniciativas que pretenden combinar todas estos nuevos conocimientos para acabar ofreciendo ciudades "sostenibles" y "ecológicas".

Dos de las más impresionantes son ciudades que se han empezado a proyectar. Una en China, Dongtan (podéis verla aquí, aquí, y aquí), y la otra en los Emiratos Árabes Unidos, donde parece que han sabido reaccionar a tiempo al inminente agotamiento de las reservas petrolíferas; la ciudad de los EUA se llamará Masdar ([1], [2], y [3]), y forma parte de la Masdar Initiative, recién sacada de Lost.

La tercera es ya todo un hecho, y no se ha construido de nuevo. Se trata de la capital del estado de Paraná de Brasil: Curitiba (os recomiendo que os leáis toda la información sobre el cambio que realizaron en la página de la Prefeitura de Curitiba, a parte de estas dos noticias). Razones sentimentales a parte, Curitiba merece toda mi admiración puesto que ha sabido transformarse en un referente en muchos aspectos ecológicos: la inmensa mayoría de los ciudadanos se desplazan a pie o en transportes públicos ecológicos; posee una extensa proporción de parques y áreas verdes; el reciclaje es una de sus prioridades, con un nuevo programa titulado Lixo que nao é lixo (basura que no es baura, no os perdáis los datos que dan al final del documento); cualquier ciudadano puede cambiar basura que haya recogido por alimento (Podéis ver aquí, por ejemplo, los puntos en los que se puede realizar este troco en septiembre). Los curitibanos están orgullosos de todos estos hechos... ¡y no es para menos!

En fin. Me encantaría decir que creo en que alguna vez en esta parcela de mundo que nos ha tocado vivir habrá gente votada por nosotros que conseguirá trocar la tendencia actual a asfaltar sin orden ni concierto, llevándonos hacia aglomeraciones sostenibles como Dongtan, Masdar y, sobre todo, Curitiba. Pero los años han hecho que pierda confianza en que surja un equipo de gobierno con una verdadera voluntad de cambio... y que se lo dejen hacer los "poderes no democráticos" en la sombra. Vaya, al final me he puesto conspiranoico. ¿Alguno de vosotros es más optimista?

Foto: Curitiba por Astrodyum en Wikimedia Commons

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"El culto al amateur"

Vuelvo de vacaciones i (después de tomarme los antidepresivos de rigor) cae en mi manos un artículo de opinión publicado en el número de septiembre de la revista Trends in Biotechnology (Volum 26, Exemplar 9, pp 475-478, Setembre de 2008) que no dejará indiferente a nadie.

A grandes rasgos, el artículo denuncia el peligro que supone dar crédito a grupos de inspiración ecologista- ecorresponsable a la hora de hablar de pesticidas o organismos genéticamente modificados en agricultura. El autor del artículo, Anthony Trewavas (Institute of Molecular Plant Science, University of Edinburgh, Escòcia) no deja la mano muerta, y afirma, más o menos, que el peso que se está dando a personas i grupos de presión poco o nada informados en cuestiones de esta magnitud condenará a muerte por inanición a poblaciones enteras.

En el año 2007, Andrew Keen, antiguo gurú de internet, publica su libro "El Culto al Amateur", en el cual critica, precisamente, la evolución del rol de la red. En su libro afirma, por ejemplo, que "nos enfrentamos a la ley del darwinismo digital, la supervivencia de la opinión més llamativa y dogmática" o que "en un mundo donde todos tienen la palabra, les palabras de un sabio cuentan poco más que los susurros de un loco".
Es en este sentido que Trewavas carga las tintas contra las personas que defienden el retorno a medios de producción en los que no intervengan los pesticidas ni las manipulaciones genéticas, acusandolos de perder la perspectiva sobre el auténtico objetivo de estas substancias: garantizar y mejorar los volúmenes de producción necesarios para abastecer el número creciente de habitantes del planeta.
Con argumentaciones que no esconden una cierta agresividad, el artículo pone como primer ejemplo el caso de "Silent Spring".

Portada de "El culto al amateur"

El libro "Silent Spring" fue escrito por Rachel Carson, y publicado en el año 1962. En el se criticaba duramente la agricultura convencional, y como consecuencia directa del movimiento de presión originado a su alrededor, se abandonó radicalmente el uso del DDT, apuntado en el libro como principal causante de diferentes problemas. El problema, para Trewavas, es pese a que el libro quiere abundar sobre aspectos toxicológicos, los conocimientos de Carson (bióloga marina) eran muy escasos. En definitiva, se trataría de un libro escrito desde el corazón de una amante de la naturaleza, pero con una dudosa base científica... Lo malo es que la repercusión de este libro sobre el gran público (pese a provenir d'una fuente no particularmente autorizada), y el consecuente abandono radical del DDT, se encontraron en la raiz de una dramática resurgencia de la malaria en regiones del tercer mundo y del mundo en vias de desarrollo.

Según Trewavas, el pelibro real que suponía el DDT hubiese quedado más que neutralizado con un uso más cauteloso y controlado. El dogmatismo del ataque al DDT provocó el dogmatismo en la respuesta (surpimirlo).

En definitiva, el artículo denuncia el pésimo efecto de los ataques contra las herramientas que han permitido que la agricultura actual alimente a la mayor parte de la población. Se presigue la presencia de pesticidas artificiales en las cosechas, escondiendo el hecho de que los propios alimentos cultivados presentan concentraciones superiores de estos elementos o otros muy similares, producidos de forma natural como defensa contra los insectos. Luego se denuncia que es el cóctel de productos el que es nocivo, cuando las propias plantas generan sus propias combinaciones de defensas...

Finalmente, en la actualidad, y tratando de respetar al máximo la idea de no administrar productos externos a las plantas, se introducen las técnicas de manipulación genética, y estos grupos vuelven a ponerse en cotnra... ¿qué ocurre ahora? Si de hecho sus semillas utilizadas para "cultivos ecológicos" ya son per se genéticamente modificadas!!!

Bueno, al final se me ha acabado notando... estoy bastante de acuerdo con el artículo de Trewavas, a pesar de que no me gusta mucho el tono que utiliza. Lo que si que os puedo decir, como biólogo y amante de la naturaleza, es que existen posturas disfrazadas de amor a la naturaleza que, en su aplicación, esconden exterminios que harían palidecer las mejores políticas de eugenesia y del Tercer Reich.

Me encantan los artículos de opinión con controversia!!!

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Echando la vista atrás

Y para seguir con la reciente dinámica del blog, hoy también hablaremos de la Antártida. No sé vosotros, pero yo cuando pienso en este continente me viene a la cabeza una extensión enorme de terreno helado y yermo, habitado tan solo por efímeros grupos de atrevidos expedicionarios un poco mal de la azotea (porque no me negareis que para pasar semanas recorriéndola, azotados por el frío y el viento, hay que tener un puntito de locura). Pero donde hoy sólo pasean estos aventureros fue una vez una tierra fértil y hogar de numerosas especies de animales y plantas.

Hace 14 millones de años se produjo una brusca bajada de 8 grados Celsius en la temperatura del continente. Aunque 8 grados puede no parecer mucha cosa, es un enfriamiento suficientemente importante como para impedir la vida de muchas especies. Durante este enfriamiento, desaparecieron de la Antártida numerosas plantas y también algunos insectos y la tundra del interior del continente desapareció y se cubrió de un hielo perpetuo (Pensad que, tal y como muy bien nos ha explicado Quim, la desaparición de una especie en un hábitat determinado puede tener graves consecuencias sobre el resto de especies que dependen de ella).

Este mes, un grupo de investigadores desplazados a estas tierras ha descubierto en los valles secos de McMurdo unos restos fósiles que pertenecieron a organismos terrestres y lacustres que habían vivido allí durante este periodo de enfriamiento. Este descubrimiento es de gran valor científico en primer lugar por el extraordinario grado de conservación de los restos y, en segundo lugar, porque hasta ahora se habían encontrado muy pocos fósiles en la Antártida. De manera que este descubrimiento es un gran tesoro para los investigadores ya que puede aportar mucha información sobre la manera como se produjo este gran enfriamiento y los datos obtenidos servirán para crear modelos para estudiar el cambio climático.

Un primer análisis de los restos descubre que existió un sorprendente parecido entre estos antiguos animales y otros existentes hoy en día en otras partes del mundo, lo que refleja la buena adaptación de estos animales a sus hábitats. Un segundo análisis más en profundidad indica que éstos no han sufrido ciclos de congelación-descongelación, sino que se han mantenido helados desde hace 14 millones de años. Si tenemos en cuenta que durante todo este tiempo en la Tierra ha habido momentos en que la temperatura global era más alta que la actual (y lo volverán a ser como consecuencia del calentamiento global), es sorprendente que la Antártida no sufriera ningún tipo de descongelación. Este permite concluir que la capa de hiero que la cubre es muy consistente y refuerza la idea que el cambio global es un proceso complejo pero uniforme, ya que parece afectar de diferente manera unos puntos y otros de la geografía mundial.

A pesar de la cantidad de información que aporta este descubrimiento, la causa de este cambio brusco en la temperatura del continente todavía se desconoce. Mientras algunos autores apuestan por una bajada en los niveles de CO2 como responsables del cambio, otros ven más factible que fuera debido a un movimiento en las placas tectónicas.

Y la inevitable pregunta es: ¿Es posible que estemos presenciando la desaparición de un hielo que ha aguantado miles de años?

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Las bacterias están por las nubes

Tal y como no para de repetir ese maestro de la comunicación que es el señor Rajoy, todo se ha puesto por las nubes. La leche, los cereales,... Y ahora también las bacterias. No, no es que haya subido el precio del kilo de Clostridium en el mercado. Es que literalmente, ahora las bacterias están en las nubes.

Esto no solo les permite recorrer grandes distancias y dispersarse por grandes regiones, sino que, al parecer, su presencia en las nubes juega un papel activo en la formación de lluvia.

Esto es lo que nos cuenta la revista Science esta semana en un artículo breve que hasta ha merecido un comentario en la revista Nature.





¿Las nubes en las que viajan, serán como la nube Kinton?















Para que pueda llover o nevar, primero es necesario que las gotas de lluvia o los copos de nieve se formen alrededor de minúsculas partículas que actúan como núcleos de condensación. Estas partículas suelen ser de origen mineral, pero parece ser que también pueden tener un origen biológico (bacterias, hongos o incluso pequeñas algas).

Un grupo de investigación americano se ha dedicado a analizar los copos de nieve fresca recogida en diferentes puntos de todo el globo (EEUU, Europa e incluso la Antártida). Han aislado las partículas que contienen y han analizado su capacidad para actuar como núcleos de condensación. Los resultados obtenidos revelan que el 69-100% de estas partículas son de origen bacteriano. Esto confirma la teoría de que las bacterias pueden viajar largas distancias transportadas por las nubes.

Las bacterias expresan una proteína en su superficie que les facilita catalizar la congelación del agua a temperaturas relativamente elevadas. Esto les permite romper la pared celular de las plantas a las que parasitan e invadir su interior. En su viaje troposférico, esta habilidad les permite formar gotas de lluvia o copos de nieve a mayores temperaturas que los componentes minerales, y así bajar de la atmósfera de nuevo a la Tierra con más facilidad.

Esta idea juega un papel clave en la Teoría de Gaia: los componentes vivos y los inertes de la Tierra han evolucionado conjuntamente para crear un sistema global que controla, entre otras cosas, el contenido de la atmósfera, la salinidad de los océanos y la temperatura global. De manera que, la presencia de bacterias en la composición de las nubes estaría favoreciendo la formación de lluvia y nieve y, en consecuencia, afectando los ciclos de precipitaciones.

En un momento en que nuestra sociedad cada vez es más consciente de la importancia de asegurar la sostenibilidad del planeta, este tipo de investigaciones cada vez tienen más peso. Seguro que volveremos a oír hablar del tema. Aunque al señor Rajoy no le parezca tan importante como el precio del pan.

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El huevo o la gallina

El oro es uno de los productos más caros del mercado. Pero se dice que existe otro producto también dorado que, si por obtenerlo debiéramos pagar a los trabajadores que lo fabrican por horas, sería el más caro del mundo. ¿Que de qué hablo? Pues de la miel. Sabíais que para hacer un kilo de miel las abejas deben recorrer una distancia de 6000 quilómetros y parar a coger polen de seis millones de flores? Toda este trabajo beneficia, en primer lugar, a la abeja. ¡Y es que si no, no se tomaría la molestia! Pero estos pequeños insectos tan trabajadores no son los únicos que ganan: por un lado los humanos (y los osos, como Winnie de Poh) las parasitamos y expoliamos robándoles sin el menor asomo de vergüenza el fruto de su arduo trabajo. Y por otros lado se aprovechan las plantas. ¡Y es que para una planta también es un esfuerzo formar y mantener unas estructuras tan vistosas como las flores! La energía que dedican, pero, vale la pena, puesto que cuando las abejas se paran en su recorrido se llevan granos de polen que servirán por fecundar otras flores de la misma especie, y así la planta se podrá reproducir.

Imagen de flickr

De hecho, las plantas tienen varios mecanismos para reproducirse, y estos cambian mucho si la planta hace o no hace flores (es decir, si es angiospera o gimnospera). En el caso de las plantas que hacen flores uno de estos mecanismos es la zoofília. Y no, no me refiero a lo que estáis pensando, sino precisamente a lo que he explicado con el ejemplo de las abejas: un animal, que puede o no ser un insecto, va de flor en flor y así poliniza las flores masculinas con el polen que ha recogido de flores femeninas. El otro sistema más comúnmente utilizado es la dispersión aprovechando la fuerza del viento, que arrastra los granos de polen de una flor a otra.

Ahora, un grupo de científicos se ha preguntado cuál de estos dos sistemas es más antiguo. O dicho de otra manera, ¿qué hicieron primero las plantas con flores, utilizar animales o utilizar el viento? Sus resultados parecen indicar que la polinización zoofílica, concretamente a través de los insectos, fue el primer sistema que se utilizó, y que la dispersión aprovechando el viento fue posterior. Incluso aseguran que algunas plantas que hoy en día se polinizan mediante el viento empezaron a hacerlo a través de insectos. Además, afirman que las primeras angiospermas, además de *zoofílicas, eran generalistas(es decir, que cualquier insecto que pasara por allá ya les iba bien), y que las plantas con flores especializadas en un solo tipo de insecto aparecieron posteriormente.

Así que ya lo sabes, la próxima vez que tomes miel con requesón acuérdate de dar las gracias a las abejas... y a las plantas!

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Guerra y cambio climático

La guerra ha sido una constante en la historia de la humanidad. Su importancia es tan grande que todas las culturas, religiones y mitos le han reservado una divinidad a la altura de los dioses más poderosos. Las guerras se iniciaban por caprichos sobrehumanos, perfecta excusa para quienes realmente las incitaban bajo oscuros (muchas veces no tan oscuros) intereses (History will teach os nothing).

Pero las guerras, como todo, tienen causas terrenales. Muchos filósofos, historiadores, antropólogos, y otros estudiosos han tratado de encontrar la quintaesencia de los detonadores de las guerras. En el número del 4 de diciembre del PNAS científicos de universidades norteamericanas, chinas y europeas han encontrado un nuevo culpable: el cambio climático.

A diferencia de otros autores, los de este artículo, disponible para todo el mundo, no estudian qué inicia cada guerra; ellos estudian cómo ha variado el número de guerras que han ocurrido en un periodo concreto (desde 1.400 hasta el 1.900) en todo el mundo. Y encuentran una correlación bastante clara entre la temperatura global y el número de conflictos: cuando baja la temperatura, aumentan las guerras. Y este fenómeno se da a la vez en todos los continentes, fuera cual fuera su sistema político-económico.

Para explicar esta relación, los autores estudian también otros parámetros, y observan que la bajada de temperaturas produce una disminución en la producción de alimento, cosa que provoca un aumento de la mortalidad (por hambres y epidemias). Todo esto comporta un encarecimiento de la comida (todo es economía), el cual trae a la guerra.

(...)Aquella guerra! No faltó la luz
ni la verdad,
no hizo falta la dicha sino el pan, (...)
El fuego cruel, Pablo Neruda.

Pero permitidme un par de apuntes:

1. Leyendo el artículo da la impresión que los autores asumían la veracidad de su hipótesis antes de demostrarla. A pesar de que la correlación es clara, cuando ciertos resultados no les cuadran, buscan explicaciones que encajen con su idea. Por ejemplo, tienen problemas con los resultados estadísticos del s.XIX de Europa y América del Norte, así que argumentan que las migraciones europeas hacia norteamerica del s.XIX hacen variar estos datos, y que si quitan los datos referentes a las migraciones (!) las correlaciones entre clima y guerra de ese siglo encajan mejor.
2. Los autores alertan que, a pesar de que la correlación del aumento de guerras se da con la disminución de la temperatura, lo que es importante son las variaciones demográficas debidas a cambios climáticos, los cuales afectan a la producción. Al estar actualmente en un incremento nunca visto de temperaturas, no podemos predecir qué cambios demográficos producirá y cuántos conflictos armados veremos durante los siguientes años. Pero la cosa, a pesar de que incrementa la temperatura, no pinta bien. Quizás sí se dará una disminución del número de conflictos, puede haber uno sólo... pero uno muy gordo!

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Eideres.

Eider. Podría ser un armario de Ikea, o el nombre de pila del próximo fichaje del Barça, pero se trata del nombre popular de una especie de ave, Somateria mollissima.

Los eideres son patos marinos capaces, como buenos patos, de volar y zambullirse. Viven en altas latitudes del hemisferio Norte, y crían en costas y archipiélagos. Se alimentan de moluscos y crustáceos que capturan buceando en aguas marinas, para lo que están equipados con plumas hidrófugas. Las hembras se encagan de los huevos, para los que excavan nidos cerca del agua, que recubren con su plumón–unas plumas interiores más finas que creceen debajo las plumas "normales"- para aislarlos térmicamente. La palabra edredón tiene su origen en el sueco eiderdun, y es que con el plumón (dun) recogido de los nidos de eider se rellenan los originales edredones.

Eider hembra (arriba) y eider macho (debajo), de Flickr.

Las plumas de las aves son estructuras muertas que se van desgastando, de modo que deben ser renovadas regularmente. Muchas aves, como los jilgueros o los pardillos, van renovando el plumaje gradualmente, mientras otros, como los eideres que nos ocupan, lo hacen de una vez. El principal problema de perder el plumaje de golpe es que volar pasa a ser una actividad... ¡imposible! De hecho, se cree que estos patos, por su diseño corporal (con alas relativamente cortas y pesadas) tampoco podrían realitzar la renovación de sus plumas gradualmente sin perder la capacidad de vuelo, así que, ya puestos, si eres un eider y te vas a quedar sin volar un tiempo, mejor que sea poco.

Un grupo de investigadores canadienses y británicos se han propuesto dotar de sentido energético al periodo obligado sin vuelo de lls eideres en un trabajo publicado hace poco en Ecology. La creación de un nuevo plumaje supone una gran gasto energético, así que los eiders podrían tratar de compensarlo mediante un incremento en la entrada de energía (zambulléndose más y más rato para alimentarse más) o simplemente, podrían tomárselo con calma e intentar reducir su metabolismo durante este período. Muy bien. Pero ¿cómo lo han hecho? ¿Se sentaron a observarles? ¿Se lo preguntaron? Estudiar animales tan móviles en su medio y sin interferir en su comportamiento es una cosa complicadísima, que estos biólogos han planeado de forma espectacular.

Para empezar, debemos poder identificar los individuos estudiados. Como la mayoría de humanos, los aficionados a la ornitología (estudia de las aves) tienen sus vicios. Und de ellos es el anillamiento de aves, que consiste en colocarles una anilla con un código gravada en una patita. Gracias a esta “matrícula” y a las campañas de muestreo que se hacen regularmente en muchos lugares del mundo se ha logrado acumular mucha información sobre las rutas migratorias y la longevidad de gran variedad de especies. Sigamos: una veintena de eideres hembra identificadas de esta guisa fueron capturadas, pesadas, identificadas y anestesiadas para poder implantarles debajo de la piel un pequeño sensor equipado con una memoria donde cada dos segundos se registraban datos referentes a la frecuencia cardíaca y a la presión. Un año después fueron recapturadas y los sensores recuperados.

Siguiendo el registro de lls latidos del corazón de estas aves se pueden identificar los momentos en que estan volando, puesto que el corazón se acelera muy rápidamente (inicio del vuelo), se mantiene estable a frecuencias elevadas (vuelo) y se frena bastante bruscamente (aterrizaje). Además, considerando que la frecuencia cardíaca es proporcional al consumo de O₂, se obtienen datos de consumo energetico diarios, que se pueden poner en relación con los mínimos diarios para desglosar el consumo en consumo basal y en consumo ligado a la actividad. Con los datos de presión podemos saber si las aves se han zambullido a buscar comida, y a qué profundidad. Un diseño experimental elegante.

sin embargo, una cosa es el diseño y otra la realidad. De las 20 hembras, fueron recuperaradas 18, cuyos sensores llevaban información completa en sólo 10 casos... ¡Parece que por un problema con las baterías! En cualquier caso, los resultados obtenidos sitúan la duración del período obligado sin vuelo en unos 36 días, y aunque la actividad de las eideres, estimada a partir de la durada y profundidad de sus buceos, no presenta diferencias claras entre este período y los períodos previo y posterior, el consumo de energía, especialmente el basal, se reduce alrededor de un 10% durante el período de muda del plumaje.

En las contingencias que, como hemos visto, pueden fastidiar el diseño experimental más pintado, se encuentra en parte el origen de otro problema, común en los estudios ecológicos: la elevada variabilidad de los datos junto con las pocas muestras finalmente disponibles impiden con cierta frecuencia llegar a conclusiones de gran robustez estadística. Aunque, bien pensado, tal vez genere también una actitud prudente con respecto a los resultados obtenidos que sería deseable en otros campos de la investigación biológica.

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Selección en acción

Los narcisos son unas plantas de flores espectaculares. En el Sur de la Península Ibérica y en el Norte del Magreb vive Narcissus papyraceus. A partir de diferentes poblacionse de esta planta a ambos lados del Estrecho de Gibraltar, Rocío Pérez-Barrales y compañía han realizado un estudio donde muestran los efectos de tener asociada una determinada fauna de polinitzadores sobre las características de sus flores.

Primero, presentemos a los protagonistas:

Imágenes de Flickr.

Narcissus papyraceus, cormófito. Crece en suelos arcillosos y tiene una floración muy temprana, a finales de invierno. Sus flores tienen 6 piezas exteriores (tépalos) unidas en una corona y un tubo largo y estrecho que contiene 6 estambres (En grupos de 3 en dos alturas diferentes) i 1 pistilo (órgano sexual femenino). En el fondo del tubo, las flors están cargadas de delicioso y nutritivo néctar.

Eristalis spp. y otros sírfidos, artrópodos (Arriba, a la izquieda). En efecto, pese a parecer abejas, no lo son, pues tienen sólo un par de alas y carecen de cinturilla (son dípters). Esta suerte de moscas se alimenta del polen que conitenen los estambres de variedad de flores.

Esfíngidos i otras mariposas nocturnas, artrópodos (Arriba, a la derecha). Insectos voladores de hábitos nocturnos o crepusculares. Tienen la boca modificada en forma de larga trompa enrollable que les permite sorber peró no masticar granos de polen. Se alimentan del néctar que las flores les ofrecen en sus profundidades.

Las distintas poblaciones de narcisos estudiados se pueden classificar según las flores de sus individuos en poblaciones L y poblaciones LC.

En las poblaciones L, todas las flores son iguales, del tipo L que muestra el peasso esquema de abajo. Como veis, estas flores tienen el extremo del pistilo (llamado estigma), muy cerca de la entrada del tubo floral. Por el estigma es por donde una flor incorpora los gametos masculinos que transporta el polen. En estos narcisos, así como en muchas otras plantas, el estigma no acepta polen de estambres de la misma flor, favoreciendo el intercambio genético, así que qualquier bicho poco sutil -como un sírfido- que lleve polen encima de otro individuo de narciso que se pasee por la entrada de la flor será bienvenido.

En las poblaciones LC, hay dos tipos deindiciduos, en proporcions parejas: unos que hacen flores del tipo L, y otros que las hacen del tipo C. Como veis, las flores C tienen el estilo (el pie que sostiene al estigma) mucho más corto, de modo que queda lejos de la entrada de la flor. En estas flores no basta con que un bicho como Eristalis ssp. se paseei por los estambres de la entrada: hace falta que alguien entre en el tubo y contacte ahor en una flor con el estigma, ahora en otra con los estambres. Pues bien, una mariposa nocturna, con su estilizada trompa nos servirá.

Como ya debéis de imaginar, las poblaciones LC mantienen una fauna de mariposas nocturnas que no aparecen en las poblaciones L. Las poblaciones L mantienen unos polinizadores generalistas, que no están preocupados por cuestiones como la anchura y la longitud del tubo, mientras las poblaciones LC mantienen a polinizadores generalistas, pero también mantienen específicamente a mariposas nocturnas, unas especialistas en trabajos de precisión.

Los investigadores han trabajado con la hipótesis que el hecho de tener polinizadores especialistas genera presiones de selección más fuertes hacia la morfología floral (dejando de lado la longitud del estilo), y sus resultados apuntan a ello: las flores de LC tienen coronas más estrechas y tubos más largos y anchos que las de L; el conjunto dels caracteres de las flores de LC están más acoplados entre sí que los de las flores de L, y la variación de las flores con respecto a la de las partes vegetativas es menor en LC que en L.

Las poblaciones LC son más cercanas al litoral que las L, de modo que sufren temperaturas menos extremas a finales de invierno, cuando florecen. Las mariposas nocturnas son muy sensibles a estos últimos fríos, así en les poblaciones L no pueden aparecer en el momento de la floración. El modelo es atractivo y permite conjeturar con respecto a lss fenómenos de especiación: poblaciones de una misma especie en distintos lugares, distintos lugares sometidos a diferentes condiciones ambientales, diferentes condiciones soportadas por distintas faunas de polinizadores,distintas faunas de polinizadores seleccionando distintas flores... Pero de momento -y por muuuuuchos años, de la misma especie.

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Producción primaria: los continentes (y II)

Hola radiola, después de unos días de inexcusable ausencia, retomo el tema de la producción primaria, que dejé colgado cual morcilla choricera aquí.

Y en los continentes...

Pues mire, en los continentes la cosa es como en los océanos, la misma estructuración en el eje vertical pero con distintos actores!

Cuán bellos son los hayedos (de Flickr).

Imaginémonos en un bosque. La luz, que es lo que pone en marcha la producción primaria, sigue llegando desde arriba. Los árboles disponen sus hojas -sus máquinas fotosintetizadoras-para optimizar la recogida de luz. De hecho, las disponen en diferentes capas, captando así también aquella que se refleja en las hojas superiores (entre un 18 y un 42 % de la luz incidente).

La profundidad de la capa de hojas, la cantidad de hojas y el hecho que sean mayores o menores determinan el LAI (Leaf Area Index), que es la relación entre la superficie de todas les hojas de los productores primarios y el área sobre la que se establece un ecosistema terrestre. En un bosque templado com un hayedo, el LAI ronda el 5, esto es, la superficie fotosintetizadora es 5 veces la del suelo sobre el que descansan las hayas. Promediando toda la superficie emergida del planeta (un 29% del total) se estima un LAI de 4, de modo que podríamos tapar todo el planeta, océanos incluidos, con una capa de hojas, y aún nos sobrarían hojas.

Pero volvamos a nuestro bosque. La producción primaria de los árboles, en forma de hojas o frutos, será consumida por diversidad de consumidores primarios, que a su turno serán devorados por otros consumidores, y éstos por otros, etc. Los residuos de todos ellos (hojarasca, madera, cadáveres, heces...), llevados hacia abajo por la ley de la gravedad se acumularán en els suelo y seran descompuestos en formas oxidadas de carbono, nitrógeno, etc. por organismos detritívoros. La materia orgánica producida en las alturas del bosque va siendo así aprovechada varias veces hasta que a nivel de suelo, volvemos a tener los compuestos oxidasos que necesitan los productores primarios para incorporarles energía lumínica y volver a empezar el ciclo.

El carbono oxidado a CO₂ se incorpora a la atmósfera y se hace accesible a las hojas a través de los estomas, una suerte de poros del epitelio foliar, pero no pasa lo mismo con otros elementos indispensables como el nitrógeno. Los árboles han de hacer subir estas formas oxidadas no gaseosas a las hojas, y sabemos cómo: mediante una red de vasos que las conecta a las raíces, el xilema. El xilema es un continuo de celulas muertas y vacias, una red de finísimos tubos llenos de agua, que por un lado conecta con el agua del suelo mediante los pelos de las raíces y por el otro contacta con la atmósfera por los estomas de las hojas.

Lo que quiero destacar es que, de hecho, los árboles no gastan energía bombeando agua hacia arriba: como pasa en los océanos, el retorno de la materia oxidada a las partes altas y iluminadas (cual ático del Paseo de Gracia) del ecosistema, no lo pagan los seres vivos, sinó que sucede por un aporte energético externo: el incremento de temperatura en las hojas provocado por la radiación solar causa la evaporación del agua de la parte alta del xilema a través de los estomas, y crea un desequilibroi en la tensión hidrostática que es compensado por una fuerza de succión que hace ascender el aigua con las substancias oxidadas disueltas del conjunto de la red de vasos.

Nota final: la producción primaria media en los continentes se estima en 300 g de carbono por m² y año, 3 veces el promdeio de produción en las aguas oceánicas. Esto podría ser explicado por el hecho que los productores primarios de los ecosistemas terrestres, pese a no hacer ningún gasto energético para subir la materia oxidada a la zona iluminada, tienen un control mayor sobreeste proceso (puesto que lo internalizan) que los productores de la columna de aigua oceánica.

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Una mentira conveniente...

Bueno, ahora que el estado español compra el "oscarizado" documental del "nobelizado" ex-candidato a la casa blanca Al Gore, "Una Verdad Incómoda" (El País, Sociedad 16/10/07), se empiezan a oir voces de expertos bien informados que cuestionan la veracidad de los contenidos o, cuando menos, su exageración. Aviso, lo que voy a decir contiene mucho de mi propia opinión, así que me encantaría que cada cual dijese la suya. No voy a entrar en comentarios sobre si un gobierno debe o no debe comprar material hollywoodiense para difundir en sus escuelas, o si quizá debería producir algo aprovechando los excelentes profesionales (quizás menos llamativos, pero si más legitimados para hablar de cambio climático... Dios... ¿Si Belén Esteban hace un video sobre la protección del Onagro... lo compraremos para los colegios?). Bueno, yo he dicho que no iba a hablar de eso...En realidad quiero romper una lanza en favor del documental. Sí, sí, en favor. Estamos de acuerdo en que, muy en la linea del documental ligeramente manipulado para conseguir un efecto dramático de Michael Moore (y que conste que soy forofo de "Bowling..."), "Una Verdad Incómoda" (que en inglés se titula en realidad "Una verdad Inconveniente")exagera y dramatiza la información que aparece. Pero, al fin y al cabo, no es justificable un cierto grado de exageración para aquellos a los que la realidad se la trae al fresco? No es preferible la "Mentira Conveniente" a una "Verdad Indiferente"?

De Flickr

¿Queréis más ejemplos de mentiras convenientes? ¿Qué os parece si os digo que el Amazonas tiene el mismo interés en la aportación de oxígeno al planeta que si yo aguanto la respiración 30 segundos? ¿Por qué? Porque las plantas que componen la mayoría de las selvas tropicales pertenecen a un tipo cuya función respiratoria consume prácticamente tanto como su fotosíntesis produce. ¿Porqué os mentimos? Porque si os pido que salvéis el amazonas porque proporciona biodiversidad, la gente se hace un comedor con el primer árbol que pilla. Algunos han tenido luego la feliz idea de decir que quizás en el corazón del amazonas está esperándonos el principio activo para curar el cáncer o ésto o aquéllo... ¡Desgraciadamente parece que lo único que funciona es mentir y hablar de peligros inminentes o de conservación que proporciona beneficios! ¿Bienvenida la exageración y la inexactitud que conduce a un propósito noble? ¿Lo único que consigue quien da relevancia a los comentarios en contra del documental es que todos los que tienen algo que hacer al respecto puedan diferir sus decisiones? ¿O es imprescindible y por encima de todo el rigor científico?

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Producción primaria: oceanos (I)

Cuando se trata de las leyes generales que regulan el funcionamiento de los ecosistemas, uno se siente haciendo equilibrios sobre una cuerda. Dada la gran diversidad de seres vivos sobre el planeta y la gran diversidad de hábitats y combinaciones de condiciones ambientales, cuesta aventurarse a generalizar si no es de la mano de ecólogos como Ramón Margalef. Y es que precisament esto es lo que intentan los ecólogos, conocer las leyes de la casa.

En el primer capítulo del libro Teoría de los sistemas ecológicos, Margalef hace una “descripción abreviada de la biosfera” donde caracteriza la producción primaria de los ecosistemas terrestres y marinos desde una óptica común que me apetece exponer. (No puedo evitar sonreir con la palabra ‘abreviada': abreviada lo es, y mucho, pues describir la capa de vida que se extiende por la superficie del planeta es un objetivo enorme, inabarcable para un libro, pero tal vez debería haber usado ‘comprimida’ o ‘condensada’ en su lugar, porqué me parece que las páginas de este libro pesan más de lo normal!)

Antes de nada, situémosnos en nuestro planeta: de los cerca de 510 x 10⁶ km² de superficie terrestre, un 29 % corresponde a los continentes emergidos y el 71 % restante a mares y océanos. Lo mismo nos da, por ahora, en los dos sitios, tierra y mar, la vida funciona energéticamente de la misma manera, diferenciándose en el eje vertical:

1. En la parte superior de los ecosistemas, los organismos fotoautótrofos (productores primarios) incorporan la energía de los fotones de luz solar de determinada longitud de onda en forma de poder reductor (energía química) en sus fotosistemas. Este poder reductor se aplict sobre compuestos oxidados como el CO2, o los óxidos de nitrógeno y azufre (nutrientes) para originar lo queconocemos como materia orgánica, liberándose O2 en muchos casos (¡Viva la fotosíntesis!).


2. La energía química (poder reductor) contenida en los enlaces químicos de la materia orgánica reducida, y la pròpia materia orgánica de los productores primarios es aprovechada por los quimioheterótrofos (consumidores) varias veces, hasta que son retornados al medio com compuestos oxidados, siempre por debajo del lugar donde se han reducido a materia orgánica.


3. Finalmente, los compuestos oxidados deben retornar arriba, a la parte fotosintetitzadora del sistema, para que la rueda siga girando, y esto requiere un aporte energético externo, que no va a cargo de los organismos.

1.Qué pasa en los océanos...

Los responsables del 95% de la producción primaria -o incorporación de materia y energía al ecosistema- en los océanos son pequeñitos, algas y bacterias, y pueden vivr en los 100 primeros metros de profundidad marina (hasta donde penetra la luz solar), y son llamados fitoplancton. El fitoplancton es consumido principalmente por el zooplàncton, protozoos y animales que a la vez son consumidos por animales mayores (pez grande se come pez pequeño, vaya). Todos los residuos de materia orgánica que se generan entre tanto desenfreno (cadáveres, heces...) se van depositando en el fondo del océano, donde poblaciones de detritívoros van apurando el poder reductor de la materia orgánica hasta liberar los restos oxidados -especialmente de N, P o S- necesarios para que el fitoplancton pueda producir. Pero, cómo acceden nuestros diminutos productores a este vergel de materia oxidada?

De hecho, poco tienen que hacer. La dinámica de las corrientes oceánicas aporta la energía que permite que esta materia oxidada ascenda en la columna de agua y pueda ser reducida de nuevo por los fotosintetizadores. El caso más paradigmático de esto es el de los afloramientos marinos, donde grandes cantidades de nutrientes oxidados son llevados a la zona iluminada de la masa de agua, provocando grandes crecimientos (blooms) de algas se hacen visibles desde satélite.

Blooms algales en la costa de Vancouver, imagen de satélite (de Flickr).

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Un árbol un poco maquiavélico

En el reverso de las hojas del alcanforero (Cinnamomum camphora) existen unas cavidades microscópicas en la axila de algunos nervios. Estas cavidades pueden ser habitadas por varios organismos, normalmente artrópodos, y por ser una casita para ellos, se conocen como domacios (del latín domus, casa). Hasta ahora, se explicaba la existencia de los domacios porqué alojaban organismos directamente beneficiosos para la planta, como depredadores de herbívoros o consumidores de hongos perjudiciales para la propia planta. No obstante, en los domacios más pequeños de las hojas del alcanforero han sido observados unos ácaros de la familia Eriophyidae que se alimentan de la propia hoja. ¡Vaya, que muerden sin vergüenza alguna la mano que les da de comer!

Las tiernas hojas de un alcanforero, de Flickr

Astushi Kasai y compañía detectaron que en las hojas del alcanforero con los domacios habitados por este desagradecido ácaro (herbívoro light, en adelante), la incidencia de otro ácaro de la misma familia pero mucho más agresivo (herbívoro plaga) era claramente menor. Además, constataron que por las hojas merodeaba un tercer ácaro, éste de la familia Phitoseyidae, que se alimentaba de los dos ácaros herbívoros. Los pequeños domacios servían a algunos de los herbívoros light para protegerse de su depredación, pero nada protegía a los herbívoros plaga.

Mediante una adaptación del modelo de Lotka-Volterra, se sap que un sistema formado por un depredador que se alimenta sobre dos presas distintas va inexorablemente hacia un estado en que una de les dos presas es exterminada y la otra se mantiene. ¿Cuál de las dos? Pues aquella que se alimente más activamente y se reproduzca más rápido con respecto a la velocidad con que sea depredada. El fenómeno se conoce en ecología como competencia aparente entre les presas, i creo que expresa bastante bien el concepto: les dos presas no tienen interacción física alguna, pero la que se quede atrás, que se vaya despidiendo...

Norio Yamamura demuestra en el número de junio de 2007 de Ecology que puede ser beneficioso para el alcanforero “ayudar” a los herbívoros light en esta competencia aparente, construyéndoles casitas. Solo hace falta que los costes de mantener los domacios y soportar el consumo de hoja por parte de los herbívoros light sean menores que los de soportar el consumo que harían los herbívoros plaga. Yamamura demuestra además que esta condición se asegura cuando el herbívoro light es mejor forraje para el depredador que el herbívoro plaga. En estas condiciones podemos hablar de una relación de mutualismo a tres niveles entre árbol, herbívoro light y depredador, ya que los tres obtienen beneficios de su relación.

Yamamura considera que este modelo puede ser evolutivamente estable y aplicable a muchos otros casos. Yo creo que es un buen ejemplo para darse cuenta de como la multiplicidad de relaciones que se establecen en un ecosistema pueden originar propiedades y dinámicas complejas.

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