La biotecnología vegetal

La biotecnología vegetal

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¿Qué es la biotecnología vegetal?

“Es la aplicación de la ciencia y la tecnología a las plantas, sus partes, productos y modelos con el fin de alterar materiales vivos o inertes para el desarrollo de conocimiento, bienes y servicios” (OCDE)

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¿Por qué las plantas?

•Son los grandes fabricantes de oxígeno
• Componentes clave de los ciclos biológicos básicos (ciclo del agua, formación del suelo, …)
• Fuente principal de energía y material orgánico en los ecosistemas
• Base de la cadena alimentaria
• Materia prima de interés industrial: tejidos, caucho, biocombustibles, …

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¿Para qué sirve la biotecnología?

1/ Mayor productividad:Se comercializan plantas resistentes a enfermedades o plagas, reduciéndose la necesidad del uso de pesticidas agroquímicos; también se han diseñado plantas resistentes a sequías y temperaturas extremas, o aptas para crecer en suelos ácidos y/o salinos, o resistentes a herbicidas, lo que permite eliminar malezas sin afectar el cultivo; además, se ha diseñado variantes con una capacidad mayor para fijar nitrógeno, lo que reduce el uso de fertilizantes 

• Tolerancia a herbicidas

• Resistencia a virus y patógenos

• Resistencia a plagas

2/ Mejora nutritiva: Una de las aplicaciones más demandada de la biotecnología vegetal es la mejora de la calidad nutricional, generando alimentos enriquecidos en aminoácidos, vitaminas, minerales o determinados ácidos grasos

• Enriquecimiento de vitaminas

• Ácidos grasos modificados

• Incremento de iones

3/Biocombustibles: Una amplia variedad de plantas es empleada en la producción de biocombustibles, desde algas hasta nueces y semillas de plantas de cultivo como maíz y caña de azúcar. La producción de biocombustibles de primera generación consiste principalmente en probar y procesar combustibles de plantas agrícolas, nueces, semillas y aceites. La investigación actual en biocombustibles celulósicos para materias primas de segunda generación, sin embargo, está considerando fuentes no agrícolas de aceites y biolípidos usados en la producción de biocombustible.

4/Fitorremediación: Consiste en el uso de plantas para degradar, asimilar, metabolizar o desintoxicar metales pesados, compuestos orgánicos y radiactivos de ambientes contaminados por Cr, Cu, Fe, Ni, Zn, Pb, combustibles, armas químicas, pesticidas y herbicidas, solventes orgánicos...

• Eliminación de contaminantes

5/Biofactorias: Se han probados otras proteínas para el empleo como insecticidas, como el inhibidor alfa-amilasa, algunas lectinas, la toxina A de P luminiscens, la enzima colesterol oxidasa, avidina, citocromo P450 oxidasa y UDP-glicosiltransferasa, algunos compuestos volátiles y ARNi.

• Biopolímeros

• Proteínas terapeúticas

6/Mejora de ornamentales: Muchos pigmentos tendrían efectos beneficiosos en la salud humana. Los carotenoides son precursores de la vitamina A. Las dietas deficitarias en vitamina A en los niños serían causantes de ceguera y de la reducción en la respuesta inmune, aumentando el riesgo de infecciones severas. Por eso, el desarrollo de nuevas o más potentes fuentes de carotenoides en las hortalizas u otros productos de consumo masivo podría realizar un importante aporte en el mejoramiento de la salud humana. En este sentido, el desarrollo de variedades genéticamente modificadas es una interesante estrategia.

• Pigmentos

• Aromas y fragancias

7/Tolerancia a estres: Las plantas son sometidas frecuentemente a estrés debido a condiciones desfavorables en el ambiente físico o químico con las que intentan sobrevivir mediante diferentes respuestas. Sin embargo, nosotros podemos favorecer esa tolerancia gracias a la biotecnología:

1. haciendo que produzcan más solutos compatibles beneficiosos para la planta
2. mediante la sobreexpresión de proteínas LEA(Late Embryogenesis Abundant) que generan más resistencia,
3. controlando la bomba de NA+/H+ intentando reducir el incremento del Na+ que es el que provoca el estrés
4. cambiando las propiedades de las membranas (las más resistentes son las que tienen mayor composición de grasos insaturados con dobles enlaces) para que toleren mejor las bajas temperaturas
5. Expresando genes que codifiquen proteínas que actúan como anticongelantes (gen de la AFP)

• Suelos salinos

• Sequía Altas temperaturas

8/Mejora postcosecha: Cabe destacar las modificaciones realizadas para obtener cosechas más tempranas regulando la velocidad de maduración de frutos; esto permite un proceso de postcosecha y transporte de más larga duración sin que lleguen los alimentos al consumidor en estados avanzados de madurez.

• Retraso de maduración

 

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¿Cuales son los retos de la agricultura del siglo XXI?

• Mayor rendimiento por hectárea
PROBLEMA: disminución de suelo laborable y recursos hídricos

• Asegurar el alimento de una población que crece
POBLACION: 9.000 millones en el año 2050

• Incrementar la calidad de los alimentos y la seguridad alimentaria

• Agricultura más compatible con el medio
Disminución del uso de productos químicos

• Plantas con nuevo valor añadido
Plantas como biofactorias, biosensores y biocombustibles

La erosión flluvial

 La Erosión Fluvial

Las aguas fluviales constituyen un agente erosivo de primera magnitud. El agua continental fluye, en gran parte, en forma de ríos que discurren sobre la superficie, o de corrientes subterráneas, desgastando los materiales que hay por donde pasan y arrastrando los restos o sedimentos en dirección hacia las partes más bajas del relieve, dejándolos depositados en diversos lugares, en definitiva, modelando el paisaje. El agua de las corrientes fluviales puede crear cascadas, grutas, desfiladeros, meandros, cañones, deltas, estuarios, entre otros. En ocasiones inunda determinadas regiones más o menos amplias del territorio .

La acción erosiva de los ríos :

La erosión debida a la corriente del agua es en su mayor parte proporcional a las pendientes del relieve y, en el caso de los ríos, a su perfil longitudinal, por lo cual, suele dividirse en las tres partes en que suele dividirse en forma natural el curso de un río (curso superior, medio e inferior). Hay una primera etapa en que la erosión mecánica provocada por el agua y los materiales que arrastra es muy intensa en el curso alto del río. En la segunda etapa, de transporte, la erosión mecánica sigue activa pero empieza a actuar la sedimentación. Finalmente, en el curso bajo predomina la sedimentación de los materiales transportados, la erosión mecánica se reduce muchísimo y prácticamente sólo actúa la sedimentación.
La acción erosiva de un río se debe a la energía del agua. Como el cauce no es regular, se suelen producir remolinos que arrastran arenas y gravas, puliendo el fondo del río y creando cavidades.
Otras veces, la pendiente elevada hace que el agua forme saltos, cascadas o cataratas, algunas de las cuales llegan a tener casi 1000 metros de altura. La zona del salto retrocede gradualmente agua arriba a medida que se desgasta por la erosión regresiva. En otros casos, cuando el curso se encuentra con grandes obstáculos, el agua "busca" las zonas más frágiles, las desgasta y forma desfiladeros o cañones.
En terrenos calcáreos es frecuente la aparición de cuevas subterráneas causadas por la disolución de la caliza por el agua acidulada (ácido carbónico, principalmente) del agua, que transforma el carbonato insoluble en bicarbonato soluble.

Los meandros :

El resultado de la erosión consiste en materiales más o menos finos que el agua arrastra a lo largo del curso del río. En el curso medio empiezan a depositarse cuando la fuerza de la corriente no es capaz de mantener estas partículas en suspensión.
Pero la fuerza erosiva actúa después sobre estos depósitos y los desgasta más por la zona en que la velocidad del agua es mayor, mientras deposita nuevos materiales donde es más débil. El resultado final son unos depósitos de forma sinuosa que llamamos meandros. Con el tiempo y las crecidas, el río puede volver a abrirse paso en línea recta, dejando en sus márgenes lagunas en forma de media luna o lagos de herradura. En los meandros, en las riberas cóncavas predomina la erosión y en las convexas, la deposición de sedimentos.

La desembocadura :

En la desembocadura del proceso erosivo fluvial se pueden dar dos tipos de esta:

·El delta : es el resultado de la oposición de las aguas del mar a la penetración de las aguas fluviales. Dicha oposición frena el avance de las aguas del río disminuyendo su capacidad de arrastre de sedimentos. En muchos casos, sobre todo en grandes ríos con mucha erosión, los materiales más finos se depositan en la desembocadura formando un delta. Los deltas son, pues, terrenos sedimentarios extensos en los cuales hay un equilibrio constante entre la fuerza destructiva de la corriente y el depósito de nuevos materiales

·El estuario : es la desembocadura de un río amplio y profundo que desemboca en el mar e intercambia, con el mar, agua salada y agua dulce debido a las mareas. La desembocadura del estuario está formada por un solo brazo ancho en forma de embudo ensanchado.

La erosión laminar: 
La erosión laminar es un tipo de erosión fluvial considerada como la forma más perjudicial ya que no es fácil de reconocer rápidamente. Es provocada por las precipitaciones, a medida que las gotas de lluvia golpean el suelo, se desprenden partículas de tierra que luego el agua arrastra al escurrirse convirtiéndose en agua pantanosa, ésta desemboca en los desagües, arroyos y ríos. Este tipo de erosión da origen a otras formas más impresionantes de erosión tales como: surcos y cárcavas . Los efectos de la erosión laminar pueden apreciarse más fácilmente en las zonas boscosas que carecen de mantillo, donde la pérdida de suelo deja al descubierto las raíces de los árboles.

Tipos de erosión fluvial :

·Erosión general (aumento de la capacidad de transporte de una corriente en crecidas ).

·Erosión por estrechamiento del cauce ( reducción del ancho de la sección y por ello aumenta su velocidad y con ello el transporte de sedimentos ).

·Erosión por curva del cauce (formación de una corriente secundaria a causa de la fuerza centrifuga ).

·Erosión localizada (acción de un flujo complejo que requiere consideraciones bi o tridimensionales de las velocidades).

EROSION FLUVIAL