Identifican gen que facilitaría a las plantas soportar el calentamiento global

Modificar la reacción a la temperatura con la finalidad de garantizar el futuro de nuestro suministro de alimentos, el propósito, señala investigador

 

Un nuevo gen sensor de calor identificado por científicos de la Universidad de California en Riverside puede ser la respuesta a la necesidad de que plantas soporten el calentamiento global.

Para 2050, la subida de calor podría reducir el rendimiento de los cultivos en un tercio. Las temperaturas más cálidas indican a las plantas que se acerca el verano. Al anticipar menos agua, florecen temprano y luego carecen de energía para producir más semillas, por lo que los rendimientos de los cultivos son menores. Esto es problemático, ya que se estima que la población mundial aumente a 10 mil millones de humanos, con mucha menos comida disponible.

"Necesitamos plantas que puedan soportar temperaturas más cálidas, que tengan más tiempo para florecer y un periodo de crecimiento más largo", señaló Meng Chen, profesor de botánica y ciencias de las plantas en Riverside, en un comunicado.

"Pero, para modificar las respuestas de temperatura de las plantas, primero hay que entender cómo funcionan. Por eso es muy importante identificar ese gen que permite la respuesta al calor."

El nuevo gen, descrito en Nature Communications, es el segundo que han encontrado involucrado en la detección de temperatura.

Localizaron el primero, llamado Hemera, hace dos años. Luego hicieron un experimento para ver si podían identificar otros genes involucrados en el control del proceso de detección de temperatura.

Por lo general, las plantas reaccionan a cambios de incluso unos pocos grados en el clima. Para este experimento, el equipo comenzó con una planta de Arabidopsis mutante completamente insensible a la temperatura, y la modificaron para volver a ser reactiva una vez más.

El examen de los genes de esta planta mutada dos veces reveló el nuevo, RCB, cuyos productos trabajan en estrecha colaboración con Hemera a fin de estabilizar la función de detección de calor. "Si anula cualquiera de los genes, su planta ya no es sensible a la temperatura", destacó Chen.

Se requiere que tanto Hemera como RCB ajusten la abundancia de un grupo de reguladores genéticos maestros que cumplen múltiples funciones, reaccionan a la temperatura y a la luz y hacen que las plantas se vuelvan verdes. Estas proteínas se distribuyen a dos partes diferentes de las células vegetales: el núcleo y los orgánulos llamados cloroplastos.

Chen indicó que en el futuro su laboratorio se centrará en comprender cómo estas dos partes de la célula se comunican y trabajan juntas para lograr el crecimiento, el enverdecimiento, la floración y otras funciones.

"Cuando cambia la luz o la temperatura, los genes tanto en el núcleo como en los cloroplastos cambian su expresión. Creemos que Hemera y RCB están involucrados en la coordinación de la expresión génica entre estos dos compartimentos celulares", explicó el científico.

En última instancia, el objetivo es modificar la respuesta a la temperatura para garantizar el futuro de nuestro suministro de alimentos.

"Estábamos emocionados de encontrar este segundo gen. Es una nueva pieza del rompecabezas. Una vez que entendemos cómo funciona todo, podemos modificarlo y ayudar a los cultivos a afrontar mejor el cambio climático", concluyó el experto.

Una cisterna de helio del KSTAR, que forma parte del sistema de refrigeración del reactor. Foto: wikipedia.org

Un equipo de físicos surcoreanos ha logrado encender y mantener estable durante 20 segundos una réplica del Sol en miniatura dentro de un dispositivo de fusión nuclear. A partir de hidrógeno, los científicos obtuvieron un plasma (el cuarto estado de la materia) compuesto de iones calientes que superó los 100 millones de grados de temperatura.

Según la información difundida por el Instituto Coreano de Energía de Fusión, se trata de un nuevo récord mundial, puesto que varios centros científicos y este mismo proyecto, conocido bajo las siglas KSTAR, solo consiguieron mantener temperaturas de 100 millones de grados durante lapsos de tiempo significativamente más cortos.

Así, el máximo anterior establecido a finales de 2018 por los investigadores coreanos fue de solo 1,5 segundos y en 2019 esa marca fue elevada a 8 segundos en al menos dos ocasiones.

Esta tecnología, puesta en práctica asimismo en Reino Unido, Francia y otros países europeos, aparte de Estados Unidos y China, se basa en la separación de los iones y los electrones de los átomos del hidrógeno para generar el plasma. El segundo elemento estructural del sol, el helio, también participa en esta plataforma experimental, pero dentro de un sistema de refrigeración.

Las siglas KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research, o Investigación avanzada de Tokamak superconductor de Corea) se refieren a una clase de instalación experimental construida por primera vez en la Unión Soviética, mientras que la 'T' central de 'Tokamak' son un acrónimo de palabras rusas que se traducen como “cámara toroidal con bobinas magnéticas”. Esta cámara es el eslabón central de la plataforma de fusión surcoreana, situada en la ciudad de Daejeon.

El récord se hizo posible gracias a una mejora en el rendimiento del sistema de transporte interno de materiales que ha permitido al instituto superar las limitaciones naturales de sobrecalentamiento que afrontan asimismo otros centros de estudios nucleares.

“Las tecnologías requeridas para operar largo tiempo el plasma a 100 millones de grados son clave para hacer viable la energía de fusión”, explicó el director del KSTAR, Si-woo Yoon. En su opinión, el logro de su plataforma representa “un importante punto de inflexión en la carrera por asegurar las tecnologías para operar el plasma de alto rendimiento a largo plazo”, algo que en el futuro servirá para la “fusión nuclear comercial”.

25 diciembre 2020

(Con información de RT Español)

Estelas de aviones impactan más el clima que los gases emitidos por sus turbinas

Las nubes generadas por ese fenómeno triplicarán su aporte al calentamiento global en 2050 respecto de 2006, según estudio

 

Un estudio publicado por la revista Atmospheric Chemistry and Physics, de la Unión Europea de Geociencias, señala que las estelas de condensación de los aviones –líneas blancas que dejan en el cielo– tienen un fuerte impacto sobre el calentamiento global que podría ser mayor al generado por los gases de efecto invernadero que emiten sus turbinas.

Conocidas como contrails(condensation trails, senderos de condensación, en español), estas estelas se producen como consecuencia de la alta temperatura de los gases que salen de los motores de los aviones. El gas caliente provoca la condensación del vapor de agua de la atmósfera fría y, por tanto, la formación de dichas líneas.

Dependiendo de la humedad y la temperatura, la estela puede disiparse o aumentar de tamaño hasta convertirse en una nube. A diferencia de las cirros formadas de manera natural por vapor de agua, que absorben eficientemente el calor del planeta, pero no la luz del Sol, las estelas de condensación atrapan el calor saliente y dejan pasar el entrante. Esto ocurre, en parte, debido a la presencia de diminutos cristales de hielo que intensifican el efecto invernadero.

Demanda del medio de transporte

Las autoras del estudio, Lisa Bock y Ulrike Burkhardt, del Centro Aeroespacial Alemán (DLR, por sus siglas en alemán), estiman que las nubes generadas por ese fenómeno triplicarán su aportación al calentamiento global en 2050 respecto de 2006, año que usaron como punto de partida para su investigación, si el incremento en la demanda de este medio de transporte continúa como hasta ahora y no se toman medidas al respecto.

Una investigación anterior de Burkhardt indica que 0.61 por ciento del cielo está cubierto por contrails. Sin embargo, en las regiones de mayor tráfico aéreo, como Europa y Norteamérica, la cifra va en aumento, llegando incluso a 10 por ciento en el este de Estados Unidos o el centro de Viejo Continente.

Aunque los resultados de este estudio indican que los contrails han abonado más al cambio climático que los gases expedidos por los motores de las aeronaves, el constante crecimiento en la demanda del medio de transporte y las emisiones más dañinas debido a la presencia de óxido de nitrógeno, azufre, humo y vapor de agua, además de dióxido de carbono, hacen que estos contaminantes sigan siendo un problema a tener en cuenta. La Agencia Federal del Medio Ambiente en Alemania (UBA) asegura que el impacto generado por el tráfico aéreo es el causante de 5 por ciento mundial de la emisión de gases de efecto invernadero.

Reportes de empresa sueca

A diario alrededor de 200 mil aviones vuelan por el mundo, según datos de FlightRadar24, empresa sueca que rastrea con información detallada en la materia. Tan sólo en el Aeropuerto Internacional Benito Juárez de la Ciudad de México se han realizado 224 mil 967 vuelos comerciales en lo que va del año, según datos de la terminal.

En un estudio del Instituto Mexicano del Transporte (IMT) se señala que en 2010, los aviones que circularon por territorio nacional produjeron 8 millones 213 mil 580.9 toneladas de dióxido de carbono (CO2), 4 mil 437.6 de óxido de azufre y 86 mil 734.8 de óxido de nitrógeno.

De acuerdo con una herramienta de Atmosfair, organización alemana dedicada a la mitigación de las emisiones de dióxido de carbono, un vuelo redondo de la capital mexicana a Madrid, España, genera alrededor de mil 500 kilos de dióxido de carbono, lo que en más de 60 países es mayor a lo que un individuo promedio produce al año.

En octubre de 2016 se firmó un convenio mundial para reducir el impacto ambiental del transporte aéreo, con el apoyo de la Organización de Aviación Civil Internacional de las Naciones Unidas, el cual pretende solventar la ausencia de medidas en el Acuerdo de París de 2015, mejorar la eficacia energética y evaluar el nivel que alcanzarán las emisiones de dióxido de carbono en 2020.

China está a punto de revolucionar la energía termonuclear

China está tratando de conseguir el liderazgo en el ámbito de la energía termonuclear. Descubre cuán cerca están los científicos chinos de crear una nueva fuente de energía con ayuda de una cámara toroidal fabricada a partir de un diseño soviético.

 

Científicos de todo el mundo buscan realizar la síntesis termonuclear guiada, es decir, intentar fusionar dos núcleos de hidrógeno en uno de helio y así imitar las reacciones que ocurren en el Sol para conseguir una fuente de energía inagotable y ecológicamente limpia. El principal problema con que físicos tropiezan ahora radica en que los núcleos de los átomos tienen cargas positivas y por eso es muy difícil fusionarlos, escribe la periodista Tatiana Pichúgina en su artículo para la versión rusa de Sputnik.


"Para conseguir su fusión necesitan superar la barrera de Coulomb, que a su vez requiere una gran cantidad de energía o calor", recalca.


Por ahora los científicos saben cómo es posible recalentar los isotopos de hidrogeno (deuterio y tritio) hasta una temperatura de millones de grados. Sin embargo, el plasma que se forma en el proceso de su calentamiento suele ser inestable y se enfría en cuestión de segundos.


"Este tiempo es insuficiente para que empiece una reacción estable de síntesis termonuclear", recalca la periodista.


Sin embargo, en los últimos dos años los científicos chinos han logrado marcar récords en cuanto al tiempo y la temperatura de contención del plasma en el reactor termonuclear EAST. Además, China empezó a construir instalaciones para la nueva cámara toroidal con bobinas magnéticas CFETR.


EAST es una cámara toroidal con bobinas magnéticas fabricada a partir de un diseño soviético que fue construida en la ciudad china de Hefei. La periodista recalca que los científicos chinos no solo lograron calentar el plasma en la EAST hasta una temperatura que supera en varias veces a la del Sol, sino que lo mantuvieran en este estado durante 101,2 segundos.
"Por ahora este tiempo es el récord mundial", enfatiza la autora del artículo.


Los científicos chinos también probaron la eficacia del divertor hecho de volframio con el sistema de enfriamiento por agua, dispositivo especial que se instala en una pared del reactor y ayuda a estabilizar el plasma, dice un artículo publicado en el portal Iop Science.


Este y otros experimentos realizados en EAST ayudarán a los científicos chinos a crear CFETR, opina la periodista.


La construcción de CFETR debe empezar en el 2021 y terminará en el 2035. Se cree que este aparato producirá miles de megavatios de energía, lo que será el doble de la capacidad del Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER, por sus siglas en el inglés) que se construye en Francia.


Además, Pekín quiere realizar una prueba de funcionamiento del CFETR antes de que los científicos europeos comiencen la construcción del primer reactor termonuclear comercial en el mundo que se llama DEMO.

23:23 14.04.2019(actualizada a las 01:13 15.04.2019) URL corto

Hierven líquido a 100 mil grados en milbillonésima de segundo

Hamburgo.


Científicos alemanes consiguieron calentar agua a 100 mil grados centígrafos en un femtosegundo (la milbillonésima parte de un segundo), informó el Sincrotrón Alemán de Electrones (DESY) en Hamburgo, el mayor centro de investigación del país de física de partículas.


Con ayuda de este hervidor de agua más rápido del mundo, que funciona con un láser de rayos X, los investigadores quieren obtener nuevos conocimientos sobre las propiedades del agua. Sin duda, no es la forma habitual de hervir agua, señaló Carl Caleman, director del proyecto en el Center for Free-Electron Laser Science del DESY.


Junto con científicos de la Universidad de Uppsala, en Suecia, presentó el trabajo en la revista Proceedings, de la Academia Nacional de Ciencias estadunidense.
De forma nornal, las moléculas de agua se ponen en movimiento cada vez más rápido al calentarse, pero la forma utilizada por los investigadores es otra, explicó Caleman.


Los rayos X cargados de energía arrancan los electrones de las moléculas de agua y destruyen así el equilibrio de la carga eléctrica. Los átomos sienten de golpe una fuerza que los repele y empiezan a moverse intensamente, indica.