martes, 15 de octubre de 2019

Cómo los huracanes fuertes benefician a los peces caribeños

Por Thomas J. Kwak y Alonso Ramirez de North Carolina State University

Huracanes como Lorenzo, Dorian y María pueden ser desastrosos para los humanos y sus propiedades, pero algunos peces han evolucionado exitosamente en estos climas severos.

Las inundaciones que provocaron huracán María en Puerto Rico
 en 2017 resultaron desastrosas para los residentes.
 Pero para los peces fueron nativos fueron un alivio después
de muchos años de sequía. Reuters/Alvin Baez
Nuestro equipo científico estudia cómo los eventos climáticos extremos afectan a los peces de río en Puerto Rico. La isla es ideal para examinar los efectos ambientales y humanos sobre los peces de agua dulce, ya que Puerto Rico tiene solo nueve especies nativas y, al contrario de lo que ocurre en islas caribeñas de menor tamaño, en Puerto Rico hay muchos ríos – 46, para ser exactos.

Numerosos peces exóticos, introducidos por los humanos durante el siglo pasado, compiten por alimento y hábitat con especies puertorriqueñas como el Olivo, que puede escalar cascadas, el poderoso Dajao, que puede nadar en corrientes fuertes, y la Guabina, el depredador más voraz.
A estos peces nativos se les encuentra a través del Caribe y su conservación es una prioridad ambiental en la región. Los peces nativos están perfectamente adaptados a sus ambientes y proveen servicios a los humanos, como fuente de alimento y en el transporte de nutrientes. Su presencia es indicadora de ecosistemas saludables y de aguas limpias.


Los Dajaos nativos de Puerto Rico (arriba) han evolucionado para sobrevivir las crecidas.
Los sedentarios diablos rojos, una especie de cíclido nativa de Nicaragua,
pero presente en los lagos y ríos de Puerto Rico, está mejor adaptado para las sequías.

Fuente: 
foto provista por autor.


Después de que el huracán María azotara la isla en el 2017, encontramos que solo las especies no nativas - y solo las no nativas - habían sido diezmadas por la tormenta.

Miles de peces exóticos, que están adaptados para sobrevivir ante sequías - pero no ante crecidas y flujos extremos - terminaron río abajo durante el huracán María, algunos incluso en el océano. Muchos murieron por los traumas que causa la crecida o por exposición al agua salada.

Los peces nativos, al contrario, no se vieron afectados por el huracán. La forma de sus cuerpos y su comportamiento están diseñados para sobrevivir en corrientes rápidas y fuertes. Los peces puertorriqueños sufren más con las sequías, ya que se les dificultan las migraciones reproductivas y conseguir alimento cuando hay poca agua.

El Río Espíritu Santo luego del huracán María en 2017 (arriba)
y 18 meses después. Fuente: 
foto provista por autor.


Los grandes huracanes, en resumen, restablecen el balance de los ríos en Puerto Rico, favoreciendo a los peces nativos sobre los introducidos. Lo mismo ocurre con los ríos del resto del Caribe.
¿Y qué peces lograrán ganar la batalla por los recursos en las aguas caribeñas? La respuesta quizás cambie con el clima.

Las predicciones climáticas indican que el Caribe vivirá ambos extremos en el futuro, más huracanes catastróficos y más sequías fuertes.

Con la ayuda de nuestro equipo de trabajo y los estudiantes graduados, Gus Engman, Bonnie Myers y Ámbar Torres, estamos haciendo experimentos para entender mejor las interacciones entre los peces nativos y los exóticos en Puerto Rico.

Esta información nos permitirá modelar el balance futuro entre las especies de río - y, con suerte, ayudar a mantener nadando a los peces nativos del Caribe.The Conversation

Thomas J. Kwak, Professor, Unit Leader, y Alonso Ramirez, Professor, North Carolina State University

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation bajo una licencia Creative Commons . Lea el articulo original.

martes, 8 de octubre de 2019

Fertilizantes de nitrógeno, tan imprescindibles como contaminantes

Por Antonio Rafael Sánchez-RodríguezUniversidad de Córdoba

Fuente: Thanakorn1423/Shutterstock
La población mundial ha aumentado de forma drástica desde la Revolución Industrial, especialmente en las últimas décadas. Por este motivo, la demanda de alimento para satisfacer sus necesidades no deja de incrementarse. La agricultura y la ganadería tienen la difícil tarea de alimentar a una población mundial en continuo crecimiento.


Bajo el sistema productivo agrícola actual, los fertilizantes nitrogenados inorgánicos son esenciales para mantener e incrementar los altos rendimientos de los cultivos.  Sin embargo, la síntesis y aplicación de fertilizantes nitrogenados implica una serie de efectos negativos. Entre ellos, destaca la producción de gases contaminantes como el óxido nitroso (N₂O), el amoníaco (NH₃) o los óxidos de nitrógeno (NOₓ). El óxido nitroso es un potente gas de efecto invernadero (hasta 300 veces más potente que el dióxido de carbono). Además, es el gas con más poder de destrucción de la capa de ozono.

Se calcula que la agricultura genera entre el 60 y el 70 % de las emisiones de óxido nitroso producidas por la actividad humana, asociadas en gran medida al uso de los fertilizantes.

Estrategias para reducir su uso

Actualmente, la Unión Europea promueve una economía circular basada en la reutilización y puesta en valor de subproductos. En esta línea, cobran relevancia las alternativas a los fertilizantes nitrogenados inorgánicos basadas en fuentes orgánicas, como el empleo de estiércol y residuos de plantas de biogás.

Pero los problemas causados por ambos tipos de fertilizantes (orgánicos e inorgánicos) son similares: producción de gases contaminantes, eutrofización de las aguas si el manejo no es adecuado, etc.

En los últimos años, ha surgido la necesidad de ajustar las dosis de fertilizante y aplicar solo lo necesario en función de la producción esperada. De esta manera se minimizan los daños al medio ambiente a la par que se reducen los costes del agricultor. Todo ello, evitando que la producción se vea mermada por falta de nitrógeno.


El estiércol es una forma de fertilización nitrogenada orgánica. Pascvii/Pixabay


A pesar de ello, los fertilizantes nitrogenados aún se utilizan en exceso en muchas zonas del mundo. Principalmente, en aquellos países con mayores rentas per cápita (países occidentales) y China.

Con el objetivo de minimizar el impacto de la actividad agrícola sobre el medio ambiente y no comprometer aún más la sostenibilidad de los agroecosistemas, deben utilizarse nuevas herramientas. Estas permitirán tomar decisiones para reducir los efectos secundarios negativos de la fertilización nitrogenada, como la producción de óxido nitroso.

Predicción de emisiones de óxido nitroso

Variables como la temperatura, la humedad y las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo influyen en el ciclo del nitrógeno de los agroecosistemas y, por tanto, en la generación de gases contaminantes. Esto hace que sea complicado predecir las emisiones originadas tras las aplicación de compuestos de nitrógeno en la agricultura.

El procedimiento más extendido consiste en realizar muestreos periódicos de gases y calcular las emisiones de forma lineal (método trapezoidal). Pese a su sencillez, este sistema no es capaz de estimar la incertidumbre o la variabilidad que puede ocurrir tras la aplicación de fertilizantes nitrogenados.

Otros métodos más novedosos, como los métodos bayesianos, se basan en probabilidades. El resultado es un abanico más amplio de emisiones posibles que ayudará a tomar decisiones para aumentar la sostenibilidad de la agricultura.

Un estudio con métodos bayesianos

En el marco de un equipo internacional de investigación, hemos realizado cuatro ensayos de campo en Gran Bretaña con dos objetivos:
  • Comparar los resultados obtenidos al utilizar diferentes fertilizantes nitrogenados: urea, nitrato amónico y urea con inhibidor de hidrólisis de la ureasa (un compuesto químico que reduce la producción de gases contaminantes y, especialmente, la del amoníaco).
  • Evaluar la capacidad del método trapezoidal y los métodos bayesianos para estimar emisiones de óxido nitroso.
Del total de nitrógeno aplicado, las pérdidas medias en forma de óxido nitroso supusieron un 0,60 % en el caso del nitrato amónico y un 0,29 % y un 0,26 % cuando se aplicó urea y urea con inhibidor de la hidrólisis de la urea, respectivamente.

Los métodos bayesianos predijeron con mayor precisión la incertidumbre que puede ocurrir tras aplicar fertilizantes nitrogenados. Nuestro trabajo demuestra así que estos modelos generan una información más ajustada a la realidad, previendo varios casos posibles para cada fertilizante en concreto y reduciendo la incertidumbre.

Por ello, estas herramientas serán de gran utilidad para la elección de una estrategia de fertilización nitrogenada más sostenible para la agricultura y el medio ambiente. El resultado se traducirá en menores pérdidas de nitrógeno aplicado y menores emisiones de gases contaminantes (óxido nitroso en este caso) a la atmósfera.

El siguiente paso debe ser utilizar los modelos bayesianos en condiciones climáticas y en suelos distintos a los estudiados hasta el momento. Por ejemplo, en zonas con clima mediterráneo, así como con fuentes orgánicas de nitrógeno.The Conversation

Antonio Rafael Sánchez-Rodríguez, Postdoctoral Researcher (Juan de la Cierva-Incorporación) - Soil Science and Plant Production, Universidad de Córdoba

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

miércoles, 2 de octubre de 2019

¿Cuantas especies de plantas conocidas hay en el planeta?

Basado en artículo de mongabay.com

Arboles de Baobab. Fuente: Imagen de FSM-Team de Pixabay.
Cada año los científicos descubren o describen, en promedio, unas 2,000 especies nuevas de plantas de acuerdo al reporte “ Estado de las Plantas del Mundo (State of the World’s Plants)”, producido por investigadores del Royal Botanic Garden en Kew, Londres, Inglaterra. Los países donde más se descubren nuevas especies son Brasil, Australia y China. En total (hasta el último reporte de 2017) existen unas 391,000 plantas vasculares actualmente conocidas para la ciencia. De éstas, un 94%, o unas 369,000 especies, son angiospermas (plantas con flores).

De las casi 400,000 especies de plantas, los humanos usamos sólo unas 31,128 para alimento humano, medicina, recreación, alimento de ganado, material de construcción, etc. Como se muestra en la siguiente figura.

Número de plantas conocidas usadas por los humanos en las diferentes categorías de uso. Fuente: Royal Botanic Gardens Kew: State of the World’s Plants.

Lamentablemente, muchas de las especies descritas recientemente ya están en peligro de desaparecer. Por ejemplo, en el 2015, científicos describieron la especie Gilbertiodendron maximum , un árbol gigante críticamente en peligro en los bosques lluviosos de Camerún-Congo. También, se describió por primera vez la Oberholzeria etendekaensis , un arbusto suculento, que es la única especie de su género. Esta planta sólo se conoce en una región limitada en el noroeste de Namibia.

Oberholzeria etendekaensis. Fuente: Five amazing plants new to science .

Se estima que alrededor de 20% (una de cada cinco especies) está amenazada de extinción, principalmente por destrucción de hábitat por agricultura como las plantaciones de palmas aceiteras, pastoreo, deforestación, urbanización, etc. Alrededor de 13,536 plantas con flores están, hasta el 2019, en la lista roja de la IUCN (Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza), y esto representa sólo una fracción de las especies en peligro, pues en esa lista sólo se han evaluado un total de 268,000 angiospermas. Esta lista roja evalúa los riesgos de extinción de miles de especies y subespecies.

Aún permanecen decenas de miles de plantas angiospermas por descubrir. Se cree que se han documentado casi todas las plantas coníferas (1,050) pero éstas hacen sólo una fracción menor de todas las especies vegetales. La rápida desaparición de especies en peligro conocidas y otras sin conocer pone en riesgo la biodiversidad de los ecosistemas. Una vez un especie se extingue, una función en el ecosistema natural dejará de existir, y no sabemos cuáles serán las consecuencias de estas pérdidas.

Articulos relacionados:
Total Number of Species Estimated in the World
The Gilbertiodendron ogoouense species complex (Leguminosae: Caesalpinioideae), Central Africa

martes, 17 de septiembre de 2019

La Importancia de los Incendios de la Amazonia

Basado en artículo de EarthWISE

Los bosques de la Amazonia cubren extensas áreas de Brasil, Perú. Colombia y pequeñas partes de otros seis países. Aquí está el bosque tropical más grande del mundo con unos 5.6 millones de kilómetros cuadrados de bosque denso, aproximadamente una cuarta parte de los bosques tropicales que quedan en el planeta. Es, además, de importancia primordial en el control de las condiciones climáticas de América del Sur y del planeta.

El Amazonia, región al norte de América del Sur
a través de la cual fluye el río Amazonas
y sus tributarios. Fuente: 
NASA earth observatory
Durante los últimos meses hemos leído muchas noticias sobre los incendios forestales descontrolados en los bosques de la Amazonia. Esta región siempre está sujeta a incendios durante la temporada seca en el continente, pero la extensión y el número de incendios, este año. son extremadamente preocupante, y más preocupante aún por el hecho de que muchos de éstos no pueden atribuirse sencillamente a la sequía.

El Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciaiso INPE) de Brasil ha detectado, en lo que va del año 2019 (hasta el 13 de septiembre), más de 112,000 incendios. Esto representa un aumento de 44% con respecto a todos los incendios del año pasado. De éstos, casi 60,000 son específicamente localizados en la región amazónica. Aun así, es preciso notar, que entre los años 2002-2007 Brasil tuvo entre 150,000 y 200,000 incendios cada año, por lo que éste no es, todavía, el peor año en número de incendios forestales.
El aumento en incendios forestales este año ha sido causado por la deforestación por madereros y agricultores, quienes usan, luego, los terrenos clareados para ganadería y agricultura. El uso de la técnica de tala y quema, usada por muchos campesinos en países del tercer mundo, es una causa común de fuegos forestales. Pero estos incendios en la Amazonia son extra preocupantes por todas las circunstancias que se están dando en esa zona en términos de manejo y uso descontrolado de las tierras y la situación política y social de la zona.

Imagen MODIS del satélite Aqua en agosto 13.
Note las columnas de humo que comienzan en un
punto definido. No confundir con las nubes.
 Fuente: 
NASA earth observatory.
Los bosques pluviales (lluviosos), como la selva Amazónica, son muy importantes para mantener el equilibrio ecológico de una zona. Estos bosques producen grandes cantidades de lluvia al extraer agua del suelo y transpirarla en grandes cantidades a la atmósfera. Este ciclo del agua es parte crítica del ciclo del carbono, el cual es capturado de la atmósfera y convertido en masa vegetal en los árboles  y los suelos de la selva tropical. La selva de la Amazonia sirve con una reserva de carbón enorme. Se estima que aproximadamente una cuarta parte del carbón residual terrestre está acumulado en los bosques de la Amazonia.

Además, la región del Amazonas es hogar de una enorme biodiversidad de plantas y animales terrestres y acuáticos, muchos de los cuales son aún desconocidos para la ciencia moderna. Muchas especies, incluso algunas que no conocemos, pueden extinguirse, debido a la destrucción de sus hábitats por los incendios forestales. Se estima que una décima parte de las especies conocidas en el planeta, se encuentra en el Amazonia. También es el hogar de muchos grupos de poblaciones nativas, y algunas de estas poblaciones ni siquiera han tenido contacto con el mundo exterior.

Los incendios forestales son un fenómeno natural en todos los bosques. Un bosque intacto, no afectado por actividad humana, se quema, naturalmente, menos frecuentemente y menos intensamente que cuando se ha cortado anteriormente y se está recuperando. Las áreas que han sido deforestadas en la Amazonia y otros bosques tropicales son más propensas a nuevos incendios cada año.

En un mundo donde los patrones climáticos están siendo afectados por el calentamiento global, y la demanda de países del primer mundo de grandes cantidades de carne y maderas exóticas, estos incendios seguirán siendo cada vez más frecuentes y extensos.  Estos incendios forestales en selvas tropicales, y no solo en la Amazonia, son de gran peligro para el planeta y pueden causar un trastorno mayor del ciclo de agua y corrientes de aire, que afectan el clima local aún en zonas lejanas.

Hay que estar consciente que, aunque los incendios de la región Amazónica han estado acaparando la atención de los medios de comunicación, actualmente existen muchas otras regiones, en el planeta, que también están bajo situaciones críticas de incendios. En la próxima figura se puede observar la detección de incendios (no necesariamente forestales) en el planeta detectados por los sensores MODIS en los satélites Aqua y Terra de la NASA, en un día de septiembre, 2019.

Incendios detectados por el sensor MODIS durante 24 horas entre septiembre 13 y 14, 2019.
 Fuente: 
NASA Fire Information for Resource Management System.
Así que, aunque estos incendios ocurran muy lejos de donde vivimos, no debemos creer que no nos van afectar, eventualmente. Los incendios de la Amazonia son un gran problema para todo el mundo y todos debemos estar preocupados y bien informados.

martes, 10 de septiembre de 2019

La Caída de la Población Mundial de Abejas

Basado en artículo de EarthWISE

Ya por muchos años, los científicos han sonado la voz de alarma con respecto a la crisis global que enfrentan los polinizadores. Entre este grupo de animales se encuentran algunos vertebrados, como aves y murciélagos, y un gran número de invertebrados o insectos (abejas, mariposas, polillas, avispas, escarabajos, etc.). Ollerton y otros (2011) estiman que del 78 al 94% de las especies vegetales florecidas son polinizadas por animales. Un proceso necesario para la preservación de las plantas y la estructura y equilibrio de comunidades naturales.

Image by katja from Pixabay;
De las especies polinizadoras invertebradas, se estima que un 40% de éstas, incluyendo abejas y mariposas, están a punto de extinción. Y como tres cuartas partes de la producción de alimentos del mundo depende de polinización, las pérdidas de estos polinizadores presentan una amenaza muy importante a la seguridad mundial de alimento.

Los polinizadores ayudan en la producción de todo tipo de cultivos, incluyendo el café, cacao, algodón, frutales y nueces, etc. El valor total de cultivos que necesitan polinizadores oscila desde unos $235 mil millones a $577 mil millones de dólares al año.

Las abejas productoras de miel están entre los polinizadores que están amenazados. En los últimos años, colonias de abejas han ido desapareciendo a una velocidad alarmante por el síndrome del colapso de colmenas. Con pérdidas de colonias de más del 90% en algunas regiones. En los Estados Unidos, la población de abeja melífera disminuyó casi un 40% en este último invierno. La caída más grande en invierno, desde que se empezó a llevar datos en el año 2006.

En meses recientes, unas bajas enormes han ocurrido en las poblaciones de abejas en Rusia, de acuerdo a la BBC. Rusia produce unas 110,000 toneladas de miel anualmente, y se espera que esos números bajen hasta un 20%. Esta disminución en la población de abejas, no sólo aumentará los precios mundiales de la miel, pero también las producciones y precios de otros productos que dependen de las abejas para la polinización, como muchos frutales, girasoles, etc.

Image by PollyDot from Pixabay
La muerte de las abejas mundialmente, se ha atribuido a una combinación de factores, entre los que se cuentan el uso de ciertos insecticidas, especialmente los neonicotinoides, el ácaro parásito Varroa, pérdida de hábitats y alimento, y cambio climático global. Las altas temperaturas registrada en los últimos años han ocasionado alteraciones en los ciclos de las plantas en muchas regiones. Esto causa una desconexión entre la floración y las épocas de pecoreo, o de recolección de polen por las abejas para alimentar las colmenas.

Los polinizadores cumplen una función vital en nuestra sobrevivencia. Este papel es ignorado frecuentemente, por lo que es necesario que se le ponga atención antes que la desaparición de estos animales causen una catástrofe alimenticia global.