La Revista de Bayer CropScience para la Agricultura Moderna 2/08

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1 CORREO La Revista de Bayer CropScience para la Agricultura Moderna 2/08 «Necesitamos una segunda revolución verde» Arroz híbrido la próxima generación La célula, central de energía Basta de jugar a las escondidas Cómo funcionan los herbicidas

2 SUMARIO 2 «Necesitamos una segunda revolución verde» 6 Arroz híbrido la próxima generación 10 Menos stress Mayores rendimientos 14 Cómo funcionan los herbicidas 18 La célula, central de energía 22 Basta de jugar a las escondidas 26 Atento, una nueva solución para el manejo de la roya asiática «Necesitamos revolución Seguridad alimentaria para una población mundial creciente 28 Ventaja por innovación Innovando para avanzar Publicación de: Bayer CropScience AG, Monheim / Redacción: Bernhard Grupp / Contenido en colaboración con: Agroconcept GmbH, O. Felden, M. Wiedenau / Boceto: Xpertise, Langenfeld / Litografía: LSD GmbH & Co. KG, Düsseldorf / Impresión: Dynevo GmbH, Leverkusen / Se permite la reproducción indicando la procedencia / Señas de la redacción: Bayer CropScience AG, Corporate Communications, Alfred-Nobel-Str. 50, Monheim am Rhein, Alemania, FAX: / Website: Afirmaciones de carácter prospectivo Esta publicación contiene determinadas afirmaciones de carácter prospectivo basadas en supuestos y pronósticos actuales de la dirección del grupo Bayer o sus sociedades operativas. Existen diversos riesgos, incertidumbres y otros factores, unos conocidos y otros no, que pueden provocar que los resultados, la situación económica, la evolución y el rendimiento reales de la compañía en el futuro difieran sustancialmente de las estimaciones que aquí se realizan. Dichos factores incluyen los descritos por Bayer en informes publicados por la empresa, que pueden consultarse en el sitio web de Bayer La compañía no se compromete a actualizar dichas afirmaciones de carácter prospectivo ni a adaptarlas a sucesos y acontecimientos posteriores. Agricultura moderna: una cosechadora trilladora en un campo de cereal 2 COURIER 2/08

3 5.100 m millones una segunda verde» Seguimos aumentando en número. Se prevée que para 2012 la población mundial sobrepase la marca de millones. Para 2025 se cuenta con que llegue a los millones. Este rápido crecimiento de la población se está produciendo casi exclusivamente en los países en desarrollo, en los que ya vive más del 80 % de la gente. Y es precisamente en estos países donde ya hay escasez de alimentos. El Banco Mundial calcula que el número total de personas que pasan hambre podría dispararse próximamente de los 850 millones actuales hasta los 950 millones. Entre tanto, las previsiones de las Naciones Unidas señalan que, en términos per cápita, solo el 40 % de la tierra disponible en 1950 para la producción de alimentos estará disponible en 2050 para garantizar el suministro alimenticio. Es más, las reservas alimentarias mundiales han caído ahora a su nivel más bajo de los últimos 30 años. El problema principal es que ya no queda potencial para ampliar las superficies de cultivo para trigo, arroz o sorgo. En muchas partes de Asia hasta las últimas colinas ya se han cubierto con campos y terrazas arroceras. En muchas regiones de África es prácticamente imposible ampliar la superficie de tierra arable, en parte porque Tierra cultivable per cápita Población mundial m 2 ~ millones m millones Fuente: FAO; Copyright: Bayer CropScience 2/08 CORREO 3

4 Seguridad alimentaria con menos tierra De los aproximadamente millones de hectáreas de tierra que cubren la superficie de nuestro planeta, en torno a millones se usan para agricultura, con otros millones de hectáreas destinadas a pasturas y praderas. Esta superficie no puede ser ampliada. Todos los años, aproximadamente 7 millones de hectáreas de tierra cultivable se pierden por construcción de edificios, erosión, desertificación y otras causas. Sin modernas medidas de protección de cultivos y fertilización, necesitaríamos ya mucha más tierra cultivable, aproximadamente unos millones de hectáreas. Como consecuencia del crecimiento de la población, la producción agrícola deberá incrementarse en torno a un 2 % anual para poder salvaguardar la cantidad de alimentos necesaria para abastecer a toda la gente. Esta cifra aún no toma en consideración el aumento de la demanda de carne. En China, por ejemplo, el consumo de carne se ha duplicado en los últimos 15 años. Para obtener un kilogramo de carne vacuna es preciso producir más de 7 kilogramos de forraje. Esto también aumenta la demanda de forraje, lo que aumenta la competencia por la tierra cultivable para la producción alimentaria. los suelos sencillamente no son apropiados y en parte porque la agricultura intensiva conduciría a la desertificación. Fenómenos atmosféricos extremos amenazan las cosechas Otro problema es que los meteorólogos de todo el mundo están registrando fenómenos meteorológicos extremos cada vez más frecuentes: la ausencia o desplazamiento de las precipitaciones tropicales y las anomalías en las corrientes oceánicas. Un ejemplo bien conocido es El Niño: con una frecuencia periódica que va de tres a seis años, las lluvias torrenciales devastan enormes áreas de tierras en América del Sur, mientras que al mismo tiempo el clima extremo causa sequías en el Sureste africano, en Indonesia y en Australia, y heladas en Florida, causando enormes pérdidas de cosecha a los agricultores. Pero no son solo las catástrofes naturales las que causan daños anuales de miles de millones dólares: las condiciones de cultivo persistentemente desfavorables, tales como escasez de agua, la salinización creciente de las tierras arables y calor y frío extremos son las causas principales de enormes pérdidas de cosecha. Las plantas de maíz, arroz y trigo ya no son capaces de soportar estas condiciones medioambientales extremas. El cambio climático se suma a los diversos tipos de stress a los que ya se hallan sometidas las plantas, con graves perjuicios además para los agricultores, quienes están perdiendo por regla general, incluso cuando brindan la máxima atención a sus campos, entre el 30 y el 70 % de sus cosechas. Detener el programa de autodestrucción en cereales «Para nosotros es una necesidad insoslayable ser no solo más eficientes en la producción agrícola, sino conseguirlo de una manera sostenible», afirma el profesor Friedrich Berschauer, presidente del Consejo Directivo de Bayer CropScience. Un objetivo prioritario de los científicos especializados en fitosanidad es el incremento de los rendimientos en maíz, arroz y trigo y la obtención de plantas más resistentes a temperaturas y sequías extremas o a exposiciones solares intensas. Estos factores causan un enorme stress a las plantas y desencadenan un proceso que puede llevar a la autodestrucción: la planta aumenta su consumo de energía y no puede, por consiguiente, seguir produciendo ciertas moléculas transportadoras de energía y que son, sin embargo, imprescindibles para la supervivencia celular. La brecha en el suministro tiene consecuencias dramáticas para las plantas, que ya no pueden suministrar la energía necesaria a las hojas, tallos o frutos. Las células individuales van mu- Investigadores de Bayer CropScience evalúan las características mejoradas de tolerancia al stress de una nueva generación de arroz híbrido. Mercado de fruta y hortalizas en India. La amplia variedad de 4 CORREO 2/08

5 riendo gradualmente y luego la planta entera perece. Las plantas tolerantes al stress soportan considerablemente mejor las variaciones climáticas Los investigadores de Bayer CropScience están utilizando un truco para proteger a las plantas de arroz, por ejemplo, de los diversos factores de stress. Ellos han sometido a las plantas a un programa de aptitud. «La idea era acondicionar a las plantas», explica Michael Metzlaff, del Centro de Innovación para Biotecnología Vegetal de Bayer CropScience en Gante (Bélgica). Para ello, su equipo está siguiendo dos estrategias. En primer lugar, los científicos introducen en las plantas a genes que deben ayudarles a manejar el excesivo stress causado por condiciones de sequía y exceso de humedad. En segundo lugar, desactivan bastante específicamente a los genes individuales que desencadenan en las plantas normales reacciones al stress excesivo y reducen su rendimiento. «Nuestro objetivo es lograr plantas con un rendimiento alto y constante a largo plazo, pese a condiciones medioambientales fluctuantes», declara Metzlaff. Se necesita una segunda revolución verde Para Berschauer, la biotecnología es una herramienta vital para salvaguardar el suministro de alimentos para la población mundial del futuro. «Necesitamos una segunda revolución verde. Si utilizamos la biotecnología vegetal en combinación con soluciones de protección de cultivos de una manera dirigida, podremos lograr avances significativos en la productividad», asegura el presidente del Consejo Directivo de Bayer CropScience. Otros expertos comparten este punto de vista: según las estimaciones del Grupo Consultivo sobre Investigación Agrícola Internacional, sólo con la biotecnología se puede incrementar las cosechas en un 25 %. Agentes fungicidas ayudarán a crecer al trigo En Canadá, los investigadores de Bayer CropScience ya están utilizando los avances en mejoramiento de semillas para incrementar en hasta un 30 % en comparación con las variedades convencionales el rendimiento de aceite de canola. Adicionalmente a la biotecnología vegetal, los nuevos productos fitosanitarios pueden también incrementar los rendimientos. El ejemplo más reciente es el principio activo trifloxystrobin. Los agricultores de todo el mundo han estado utilizando este compuesto durante años para proteger sus cereales, hortalizas y frutales contra las perniciosas enfermedades fungosas, pero trifloxystrobin, un agente fungicida perteneciente al grupo de principios activos de las estrobilurinas, puede más: incrementa la capacidad de las plantas de soportar stress. «Los ensayos de campo demuestran que los cultivos en los que se han utilizado estrobilurinas producen mejores cosechas que los protegidos con otros tipos de productos fungicidas», explica el Dr. Dirk Ebbinghaus, investigador de Bayer Crop- Science. Los cultivos protegidos con trifloxystrobin también toleran condiciones de sequía mucho mejor que las plantas sin tratar. «Nuestro principio activo desencadena una serie de reacciones positivas en la planta, que conducen a un aumento del rendimiento por encima del promedio», explica el Dr. Ebbinghaus. Los resultados de las investigaciones más recientes muestran que determinados principios activos, como el insecticida Gaucho de Bayer CropScience, incluso pueden volver a las plantas de arroz más resistentes a fluctuaciones del contenido de sal en el agua. Protegiendo la biodiversidad Porque la demanda de cantidades suficientes de alimentos de alta calidad y a precios asequibles no debe constituír una amenaza para la naturaleza, Bayer CropScience se ha comprometido a un importante principio: mediante el uso de las tecnologías más avanzadas, la compañía quiere ayudar a los grandes y pequeños agricultores a conseguir una mayor productividad en las tierras que ya son de uso agrícola. Esto protege a los hábitats naturales de la conversión a tierra de cultivo. En encontrará más información. Utz Klages Stress causa dramáticas pérdidas de cosecha Rendimiento (kg/ha) Pérdidas causadas por factores abióticos (sequía, calor ) Pérdidas causadas por factores bióticos (insectos, hongos ) Rendimiento promedio 0 Maíz Trigo Soja Sorgo Avena Cebada Fuente: Bayer CropScience El stress reduce espectacularmente las cosechas: los cereales se ven especialmente afectados por el stress abiótico causado por el calor, el frío, la sequía o la falta de oxígeno debida al estancamiento del agua o a la compactación del suelo. Las plagas de insectos, las enfermedades vegetales y la competencia de las malezas ponen en riesgo cosechas potencialmente extraordinarias (longitud total de la columna); sin embargo son los factores abióticos los principales responsables de las pérdidas de cosecha. frutas constituye una base excelente para una nutrición sana. 2/08 CORREO 5

6 Arroz híbrido lapróxima generaci El arroz híbrido de Bayer CropScience es conocido por su elevado potencial de rendimiento. La nueva variedad de la línea de productos Arize posee, además, una importante característica adicional: Arize Dhani es resistente al tizón bacteriano o enfermedad bacteriana de las hojas del arroz. En 2008 los agricultores de arroz de la India pudieron por primera vez beneficiarse de una nueva opción para proteger sus cultivos del ataque del patógeno bacteriano Xanthomonas oryzae. Arize Dhani es el nombre de la nueva variedad que Bayer CropScience ha introducido en cinco estados de la India. Es el primer arroz híbrido del mundo que ofrece una resistencia supe- rior al 95% contra todas las cepas conocidas de tizón bacteriano. Esta enfermedad es un problema muy serio en los estados orientales de la India, especialmente en Chhattisgarh, Bengala Oxidental y Orissa. «En conjunto afecta a una superficie aproximada de entre 6 y 7 millones de hectáreas», explica Arun Mittal, director de productos arroceros de BioScience en la India. BioScience es el área de negocio de Bayer CropScience, especializada en el desarrollo y producción de semillas varietales. La superficie arrocera afectada por el tizón bacteriano de las hojas del arroz corresponde aproximadamente al 15 % del cultivo total de la India. Según Mittal, las pérdidas de cosecha pueden oscilar entre el 20 y el 6 CORREO 2/08

7 Un técnico extrayendo semillas de una planta de arroz en la sede de Biociencias en Gante (Bélgica). ón 60 %, dependiendo de la gravedad y del momento de infección. De hecho, diversos compuestos bactericidas están disponibles para luchar contra el tizón bacteriano, aunque hasta ahora ninguno de ellos se ha mostrado eficaz. En el desarrollo de Arize Dhani, Bayer CropScience aprovechó el hecho de que la naturaleza ya nos ofrece variedades parcialmente resistentes al tizón bacteriano de las hojas. Los mejoradores ensayaron las propiedades de resistencia de estas variedades contra diversos aislados de Xanthomonas oryzae que para este propósito fueron colectados previamente en diversos lugares del país. Sus investigaciones mostraron que ninguna de estas variedades poseía una resistencia efectiva contra todo el espectro de tizón bacteriano presente en la India. A fin de crear una variedad que logre justamente esto, los mejoradores juntaron en una combinación óptima los genes de resistencia extraídos de las variedades que los poseían de manera natural. Lo hicieron mediante mejoramiento genético avanzado, utilizando marcadores moleculares. A continuación, esta resistencia integral así obtenida se combinó con un potencial de rendimiento especialmente elevado mediante una tecnología de hibridación de eficacia comprobada. Al igual que otras variedades de arroz híbrido de Bayer CropScience, el potencial de rendimiento de Arize Dhani supera en un 20 a 30 % al de las variedades de arroz convencionales. Su ventaja de rendimiento sobre las variedades convencionales es aún mayor bajo condiciones de infección por el tizón bacteriano de las hojas. «Cuando la enfermedad aparece, los agricultores que utilizan Arize Dhani pueden llegar a producir hasta un 80 % más que sus vecinos con las variedades clásicas», afirma Arun Mittal. Arize Dhani será, por tanto, de gran ayuda para que los agricultores que operan en áreas amenazadas por la enfermedad puedan tener una mayor seguridad de ingresos. No es una coincidencia que el producto se denomine Dhani: esta palabra hindú se usa para describir a una «persona rica». 2/08 CORREO 7

8 Líderes mundiales en arroz híbrido Arize Dhani es ya la octava variedad de arroz híbrido que Bayer CropScience introdujo en la India. Todos estos productos se caracterizan por un potencial de rendimiento especialmente elevado. La disponibilidad de tantos productos distintos se explica por sus diferentes propiedades: la forma y el tamaño del grano, y aroma; también tiene que ver con la adaptabilidad a las condiciones climáticas locales. Arize Dhani es el primer arroz híbrido que ofrece el beneficio adicional de una amplia resistencia contra el tizón bacteriano de las hojas del arroz. Como líder mundial, Bayer CropScience tiene previsto seguir introduciendo al mercado variedades de arroz híbrido de segunda generación de este tipo. Estas variedades ofrecen un doble beneficio: alto potencial de rendimiento combinado, por ejemplo, con la resistencia a una determinada plaga o a otros tipos de stress. Bayer CropScience es líder del mercado de arroz híbrido en la India. No obstante, el arroz híbrido representa actualmente solo el 2%de la superficie arrocera de este país. Incrementar esta proporción sería una vía para elevar la productividad del cultivo de arroz hindú, claramente inferior a la de otros países. «En términos de productividad, la India sólo ocupa la 16.ª posición», comenta Frédéric Arboucalot, responsable mundial del negocio de semillas de arroz de Bayer CropScience. La comparación con la República Popular de China, el otro país confrontado con la necesidad de alimentar a una población de más de mil millones de personas, lo dice todo. Con 44 millones de hectáreas, la superficie de cultivo de la India es 1,5 veces mayor que en China; sin embargo, los agricultores chinos cosechan muchísimo más arroz. En 2006 la cifra fué de 184,1 millones de toneladas en China, en comparación con sólo 136,5 millones de toneladas en la India. La productividad en China llega a más de 6 toneladas de arroz por hectárea, mientras que en la India es solo de 3 toneladas por hectárea. El arroz híbrido fué introducido en China en la década de 1970 y ahora se cultiva en más de la mitad del área arrocera. Qué es el arroz híbrido? Los híbridos se producen al cruzar dos líneas parentales de plantas. Para ello, una de las líneas se esteriliza deliberadamente para evitar el proceso usual de autopolinización. Las plantas, ya sólo femeninas, reciben el polen exclusivamente de plantas de la segunda línea parental que crece en su proximidad inmediata. De este modo, el material genético de las dos líneas se combina y las plantas femeninas producen la semilla híbrida. La elección controlada de las dos líneas parentales permite producir híbridos con las propiedades específicas buscadas: por ejemplo, un potencial de rendimiento particularmente alto. De hecho, encontrar las líneas parentales adecuadas es un proceso caro y prolongado. Bayer CropScience desarrolla las líneas que necesita en la India, Brasil, EE. UU. y pronto en Tailandia. Gracias a las modernas técnicas de biología molecular utilizadas en su Laboratorio de Investigación de Arroz de Singapur, Bayer CropScience puede acelerar el desarrollo de nuevas variedades híbridas. La compañía es un líder mundial en tecnología híbrida: además del arroz, Bayer CropScience también desarrolla semillas de colza y algodón mediante el proceso de hibridación. Creciente demanda de arroz En un artículo para Rice Today la revista del Instituto Internacional de Investigación del Arroz (IRRI) en las Filipinas publicado a principios del año 2008, el Dr. Sushil Pandey, investigador del Instituto, predijo que la demanda de arroz seguirá creciendo en los próximos años. De hecho, se necesitarán 50 millones de toneladas adicionales para el año 2015, de los cuales 38 millones serían para Asia. Para fines comparativos: la cosecha mundial total de arroz en 2006 fué de aproximadamente 635 millones de toneladas, según las cifras de la FAO. Este esperado aumento de la demanda se basa en el fuerte crecimiento de la población. En la India, la población ha estado aumentando a una media del 1,7 % anual y la ONU prevée que podría pasar de millones (2005) a millones para el año También se espera un fuerte crecimiento de la población en China a pesar de su política de «un solo hijo», que podría llegar a millones en De acuerdo con las previsiones demográficas, Asia en conjunto podría tener una población de millones de habitantes para entonces; en 2005, la cifra era de millones. En otras palabras, un aumento del 11 % en diez años. La mayor parte del requerido aumento de la producción debe venir de un incremento del rendimiento por hectárea, señala el Dr. Pandey en su artículo de Rice Today, ya que no es posible ampliar la superficie bajo cultivo. En China, la superficie arrocera se redujo en 3 millones de hectáreas entre 1997 y 2006, porque este cultivo compite cada vez más con otras formas de uso de la tierra. El aumento de la productividad será posible, en opinión del Dr. Pandey, principalmente a través del desarrollo y distribución de tecnologías mejoradas. Esta es, al mismo tiempo, la única posibilidad de evitar que el precio del arroz siga aumentando a un ritmo acelerado. Nuevo laboratorio de investigación del arroz en Singapur Entre estas soluciones técnicas habrá nuevas posibilidades para protección de cultivos, al igual que para semillas con mayor potencial de rendimiento. Para llevar adelante este tipo de desarrollo, Bayer Crop- Science está invirtiendo 5 millones de euros en su nuevo Laboratorio de Investigación del Arroz en Singapur. El Instituto empezó a funcionar en junio de 2008 y contribuirá, entre otras cosas, a aumentar significativamente la capacidad de mejoramiento del 8 CORREO 2/08

9 arroz híbrido. Aquí, el uso de metodología bioquímica moderna acelerará el proceso normalmente prolongado de desarrollo de nuevas variedades. Un ejemplo lo constituye la tecnología de marcadores de ADN, mediante la cual pueden detectarse determinados genes del material genético, permitiendo así a los científicos determinar hasta qué punto los genes se han conservado durante el cruzamiento y aparecen en la progenie. De hecho, los investigadores de Bayer Crop- Science utilizaron la tecnología de marcación de ADN para rastrear el destino de los genes de resistencia individuales durante el proceso de cruzamiento que condujo al desarrollo de la variedad Arize Dhani, resistente a la enfermedad bacteriana de las hojas del arroz. El análisis de marcadores de ADN es una herramienta integral de mejoramiento molecular que ayuda a acelerar significativamente el desarrollo de nuevas variedades. Bayer CropScience tuvo una buena razón para elegir Singapur como sede de su laboratorio de investigación. «Es la ubicación idónea para el Instituto, ya que en Asia se cultiva el 90 % de todo el arroz del mundo», explicó el Dr. Joachim Schneider, responsable de la unidad de negocio Bio- Science de Bayer CropScience, durante la ceremonia de inauguración del laboratorio en junio. «Con este laboratorio queremos ser capaces de desarrollar nuevos híbridos de arroz altamente eficientes con mayor rapidez, de modo que los productores arroceros de toda Asia puedan beneficiarse de ellos», declaró el Dr. Schneider. El arroz híbrido de Bayer CropScience se comercializa actualmente en seis países asiáticos: además de la India, en Bangladesh, Indonesia, Pakistán, las Filipinas y Vietnam. Los productos Arize también se comercializan en Brasil, y está previsto su lanzamiento comercial en diversos otros países, entre ellos Tailandia y los EE. UU. La cartera de productos también se seguirá expandiendo. Así como Arize Dhani combina un elevado potencial de rendimiento con la resistencia al tizón bacteriano de las hojas del arroz, otros productos aportarán diferentes características complementarias. «Ejemplos de las características que estamos introduciendo actualmente en las variedades de arroz híbrido incluyen la resistencia a la chicharrita parda y un incremento significativo de la tolerancia a la salinidad oalainmersión», señala Frédéric Arboucalot, de BioScience. Mientras tanto, está prevista la expansión de Arize Dhani en el mercado hindú y su lanzamiento en Bangladesh en Karl Hübner Lesiones causadas por la enfermedad bacteriana Xanthomonas oryzae en las hojas y la panícula de un cultivo de arroz Tizón bacteriano de las hojas del arroz Los síntomas más característicos del tizón bacteriano son unas estrías longitudinales ligeramente coloreadas en la lámina foliar. Las plantas fuertemente infectadas primero se marchitarán y luego se secarán rápidamente. Puede confirmarse el diagnóstico de la enfermedad cortando la hoja por debajo de una lesión y sumergiendo el corte en agua: a contraluz se verá el flujo masivo de bacterias al agua, que eventualmente se pondrá turbia. Las temperaturas cálidas y la elevada humedad favorecen el desarrollo del tizón bacteriano. Zonas húmedas, fuertes vientos que dañan las plantas de arroz y sobrefertilización son factores adicionales que favorecen la enfermedad. Además, la presencia de malezas o de rastrojo de arroz infectado garantiza la supervivencia del patógeno entre cosechas, de modo que un nuevo brote de la enfermedad puede ocurrir en cuanto se siembre el siguiente cultivo. Cuanto más jóvenes sean las plantas al momento de la infección, mayores serán las pérdidas de cosecha. En algunas regiones se registran pérdidas locales de hasta un 60 %. Los países asiáticos se ven particularmente afectados: además de amenazar a millones de hectáreas en la India, la enfermedad es un problema también en otros países asiáticos como Bangladesh, Myanmar, Japón e Indonesia. El Dr. Joachim Schneider, responsable de Biociencias (primero por la izq.), Julian Ho, del Consejo de Desarrollo Económico de Singapur (segundo por la der.), y Marcus Yim, de Bayer en el sureste asiático (primero por la der.), en una visita al laboratorio de Bayer CropScience para el apoyo al mejoramiento del arroz. 2/08 CORREO 9

10 Menos stress May Trifloxystrobin: un fungicida de probada eficacia con efecto adicional El calor no solo hace sudar a los agricultores, también las plantas de cultivo padecen stress por altas temperaturas, sequía y escasez de agua. La consecuencia es un menor rendimiento. Las investigaciones científicas han mostrado que los fungicidas de Bayer CropScience con el principio activo trifloxystrobin pueden mejorar la tolerancia al stress de las plantas y asegurar los rendimientos.

11 ores rendimientos Ya se trate de montes frutales alemanes, de viñedos franceses, campos de soja brasileños o las inmensas superficies maiceras y trigueras del Medio Oeste estadounidense, agricultores de todo el mundo protegen sus cultivos de peligrosas enfermedades fungosas con Flint, Nativo y Stratego. Flint, uno de los productos de Bayer CropScience de probada eficacia durante años, es considerado en fruticultura como el especialista para controlar la sarna de los frutales. Los viticultores aprecian este fungicida de fácil aplicación y respetuoso con la fauna benéfica por su excelente eficacia contra el oídio y la escoriosis o fomopsis de la vid. En los países sudamericanos, Nativo se aplica contra diversas enfermedades en soja, arroz y hortalizas y los agricultores de Norteamérica confían en la marca Stratego para la protección contra enfermedades de los cereales. Estos y otros productos de marca que Bayer CropScience pone a disposición de los agricultores de más de 90 países tienen un denominador común: el principio activo trifloxystrobin. Este ingrediente pertenece al grupo químico de las estrobilurinas y posee ventajas evidentes frente a otros fun- Las elevadas temperaturas, la sequedad y el déficit hídrico colocan a las plantas de cultivo en situación de stress. Como consecuencia de ello se producen pérdidas de cosecha. gicidas: además de su eficacia contra enfermedades fungosas, parece influír positivamente tanto en el desarrollo de las plantas como en su rendimiento. Muchos agricultores que tratan periódicamente sus cultivos con Flint, Stratego o Nativo así lo han observado. Las plantas crecen exuberantemente y sus hojas presentan un verde más intenso. Aunque eso no es todo. «Ensayos de campo verificaron que con el uso de una estrobilurina el rendimiento de muchas plantas de cultivo tiene un incremento marcadamente mayor que con fungicidas de otros grupos de principios activos», indica el Dr. Dirk Ebbinghaus, investigador fitosanitario de Bayer CropScience. Investigadores de numerosos países están trabajando en la dilucidación de este fenómeno, también conocido como efecto de verdeo. También un grupo de investigadores de Bayer CropScience en torno al Dr. Ebbinghaus está analizando minuciosamente a trifloxystrobin para revelar todo su potencial. El objetivo es, utilizar la línea de productos de Flint a Nativo en forma aún más dirigida al incremento del rendimiento. «Las estrobilurinas aparentemente desencadenan una serie de reacciones positivas en la planta que, en conjunto, propician un incremento de rendimiento por encima del promedio», sintetiza este investigador. Uno de los aspectos más importantes de trifloxystrobin es que parece elevar el nivel de tolerancia a stress de la planta. Su equipo ha descubierto que las plantas de cultivo protegidas por el principio activo de Bayer soportan mucho mejor el déficit hídrico que las no tratadas. «En vista del cambio climático que se va perfilando, este resultado es especialmente interesante», recalca el Dr. Ebbinghaus. Hoy, los agricultores ya temen más los largos períodos de sequía que la incidencia de plagas, enfermedades o malezas, porque contra estos tal llamados estresores bióticos disponen de una cantidad de productos fitosanitarios eficaces. Ante la escasez de agua y un sol calcinante, o un golpe repentino de frío y el exceso de lluvia, los productores están impotentes hasta ahora. «Las pérdidas de cosecha debidas al stress causado por condiciones climáticas son importantes. Los expertos calculan que a nivel mundial hasta un 80 % de las pérdidas de cosecha se deben a stress abiótico, como sequía, calor, frío o 2/08 CORREO 11

12 Ensayo de distribución de la sustancia activa sobre las hojas de cereal. El Dr. Albert Witzenberger (dcha.), especialista en marketing, y el Dr. Dirk Ebbinghaus, investigador, están muy satisfechos con los ensayos. Las plantas tratadas con trifloxistrobin están llenas de vitalidad. Las mediciones arrojan el mismo resultado. anegamiento», prosigue el Dr. Ebbinghaus. El cambio climático al que parece que estamos abocados previsiblemente agudizará aún más la situación, en opinión de los científicos agrónomos. Las consecuencias amenazantes serían unas importantes pérdidas económicas para los agricultores de diversas regiones del mundo y una escasez de alimentos básicos a escala mundial. Para reducir la envergadura del problema, entre otros se requieren productos fitosanitarios que fortalezcan a las plantas de cultivo y aumenten su capacidad de resistencia a stress. Así, las investigaciones llevadas a cabo por los científicos que trabajan con el Dr. Ebbinghaus aportan indicios del por qué las plantas tratadas con trifloxystrobin soportan mejor los períodos de sequía que las que no tratadas. «La sequía implica stress para toda planta de cultivo y frente a ella reacciona produciendo radicales libres», explica el científico. Estos radicales son tóxicos para la planta, pero con la ayuda de determinadas enzimas puede volver a neutralizarlas. «Nuestras conclusiones indican que trifloxystrobin potencia la actividad de estas enzimas», agrega. Ante un déficit hídrico, muchas plantas de cultivo activan un programa de emergencia. Si la sequía aparece durante la formación del fruto, los cítricos, por ejemplo, reaccionan con un desprendimiento prematuro del fruto para así garantizar la perpetuación de la especie a través de los pocos frutos que conservan. «Es evidente que trifloxystrobin tiene la capacidad de influír positivamente en el régimen hídrico de la planta y retardar la implementación de las medidas de emergencia descritas», apunta como otra de las ventajas de este principio activo el Dr. Albert Witzenberger, jefe de productos fungicidas de Bayer CropScience. En qué medida este efecto es evidente lo vivió el propio Dr. Witzenberger en el verano de 2005 durante una visita a una plantación de cítricos en el sureste del Brasil. «No había llovido desde hacía semanas en la región y la mayoría de los árboles habían dejado caer buena parte de sus frutos aún inmaduros». No obstante, parecía que algunos cítricos habían resistido al calor y la escasés de agua y estaban cargados de fruta. «La causa estaba clara: habían sido tratados anteriormente con nuestro fungicida», señala. Pero con ello, las propiedades de aumento del rendimiento y de calidad, que hacen interesante a este principio activo de Bayer para los agricultores, no se han agotado aún. Por lo visto, el principio también propicia un mayor contenido de nutrientes en la cosecha. Como revelan los estudios realizados en Gran Bretaña, trifloxystrobin aventaja en mucho a otros principios activos del mismo grupo, principalmente en la formación de proteínas en cereales. Es decir, las plantas de trigo tratadas con este principio aprovechan mucho mejor el nitrógeno del suelo. Con el tratamiento de trifloxystrobin no solo aumenta el contenido de proteínas en los granos de trigo. Los granos de cereal además contienen más almidón. El Dr. 12 CORREO 2/08

13 Si los árboles se hallan en situación de stress debido, por ejemplo, a la sequía, dejan caer la mayor parte de sus frutos. El escaso fruto restante llega a madurar, y aunque alcanza para asegurar la conservación de la especie, el rendimiento económico es prácticamente inexistente. Ebbinghaus explica el porqué de ambos efectos: «Las estrobilurinas no solo estimulan el rendimiento fotosintético y con ello la producción de almidón, sino también una de las bases de la síntesis de proteínas a través de la asimilación del nitrógeno». Los aumentos de rendimiento mediante estrobilurinas son también evidentes en el cultivo de maíz. Más de 600 ensayos de campo realizados por Bayer CropScience en América del Norte con Stratego no dejan lugar a dudas. El jefe de producto Witzenberger resume brevemente los resultados: «Con trifloxystrobin, las plantas de maíz tratadas son en conjunto más verdes y de mejor arraigue, y los granos de las mazorcas son más grandes y de mayor calidad debido a su mayor contenido en azúcar y almidón». En consecuencia, los rendimientos son cuantitativamente mayores: el incremento del rendimiento es superior a los 680 litros por hectárea en promedio. Estas cifras impresionan también a los agricultores estadounidenses como Tim Geiger, quien cultiva una gran superficie de maíz en Ottawa (Illinois). «Era increíble. Las plantas de mis campos crecieron mucho más sanas y los rendimientos fueron más altos que nunca». Iris Freundorfer Mayor adherencia efectividad prolongada El objetivo principal de trifloxystrobin es proteger a las plantas de enfermedades fungosas. Esto es logrado porque el principio activo bloquea la respiración de las células y paraliza así el suministro de energía en el cuerpo del hongo. Trifloxystrobin se diferencia además de otros fungicidas por su actividad mesostémica. Este concepto hace referencia a un comportamiento único del principio activo, tanto en su absorción como en su distribución sobre y en la planta. Concretamente, esto quiere decir que trifloxystrobin se adhiere especialmente bien a la superficie foliar y forma allí un depósito que impide que las moléculas del principio activo sean lavadas por la lluvia. Desde este depósito el principio es redistribuído continuamente sobre la hoja y pequeñas cantidades penetran gradualmente al tejido foliar. El resultado es una persistencia de efectividad especialmente larga. Este comportamiento mesostémico es a la vez un prerequisito para el efecto antistress de trifloxystrobin. Pués para que el efecto adicional buscado pueda desarrollarse, el principio activo debe estar a disposición de la planta en su justa dosis. 2/08 CORREO 13

14 Cómo funcionan los herbicidas En el invernadero se prueban los efectos de los compuestos para protección de cultivos. Es difícil garantizar el rendimiento y calidad de la producción de un cultivo sin un adecuado control de las malezas. Aunque en la mayoría de los casos los herbicidas constituyen el medio de control más económico y fiable, deben utilizarse sólo después de haber considerado y practicado otras opciones de control de malezas. Para evitar los problemas derivados del uso excesivo de un principio activo, se puede recurrir a una rotación de herbicidas con diferentes modos de acción. Conocer el modo de acción de los herbicidas puede contribuír a desarrollar una estrategia exitosa para el control de malezas. Cómo asimilan las plantas a los herbicidas Para ser efectivos, los herbicidas deben ser capaces de penetrar en la planta desde la superficie foliar asperjada (herbicidas foliares) o desde la solución aplicada al suelo (herbicidas radiculares). Los productos se clasifican en herbicidas de contacto o herbicidas sistémicos, según su grado de absorción y la forma en que son asimilados, según su translocación, redistribución y actividad dentro de la planta. 1. Herbicidas foliares Los herbicidas de contacto pertenecen a este grupo. Penetran en la planta exclusiva o predominantemente por vía foliar. Su capacidad de translocación es limitada. El daño que causan, por tanto, se limita al punto de penetración o alrededores. Es decir, estos herbicidas tienden a ser más efectivos contra aquellas especies que no acumulan reservas, tales como las malezas anuales. La asimilación de los herbicidas foliares sistémicos ocurre principalmente por vía foliar y su translocación y redistribución es amplia. Los ejemplos más conocidos son las sustancias hormonales, que interfieren con el equilibrio de las hormonas reguladoras del crecimiento de la planta. La mayoría de los graminicidas y de productos contra la correhuela también actúan por vía foliar. Los herbicidas foliares se redistribuyen en la planta principalmente por vía del flujo transpiratorio que fluye por los haces vasculares. Los asimilados producidos por fotosíntesis en una hoja determinada sólo se translocan si la producción es mayor de lo requerido para el crecimiento y la respiración de los propios tejidos. La mayor translocación de asimilados se da en hojas totalmente desarrolladas y fotosintéticamente activas cuando las condiciones atmosféricas son óptimas. Las hojas tiernas aún en desarrollo no exportan azúcares y los herbicidas aplicados sobre ellas no son redistribuídos. La temperatura es importante para la eficacia del herbicida: a temperaturas inferiores a 10 ºC, la actividad suele ser baja; en cambio, a temperaturas superiores a 25 ºC pueden producirse quemaduras en la planta de cultivo o una menor actividad contra las especies objetivo. 14 CORREO 2/08

15 Aditivos especiales protegen a las plantas de cultivo del efecto herbicida.se denominan antídotos. 2. Herbicidas radiculares Los principios activos son absorbidos por las raíces y se translocan por el interior de la planta. Los herbicidas suelen ser activos en las hojas u otras partes aéreas de la planta, donde afectan a los procesos respiratorios y la fotosíntesis. Los principios activos penetran al suelo mediante el agua y pueden permanecer allí por algún tiempo. Los herbicidas radiculares deben aplicarse, por tanto, únicamente a suelos húmedos; en condiciones de sequía, estos productos pueden perder su eficacia. Estos herbicidas desempeñan un importante papel en el control de malezas gramíneas y dicotiledóneas durante los períodos de presiembra y preemergencia, y ocasionalmente en postemergencia temprana. Ejemplos incluyen principios activos como metazachlor en colza y flufenacet (Cadou ) en cereales. 3. Herbicidas de acción foliar y radicular Algunos herbicidas inhibidores de la ALS, como por ejemplo Atlantis y Husar, actúan tanto por vía foliar como radicular. El grado relativo de absorción por vía foliar o radicular de los productos de esta categoría de herbicidas determina el momento de su aplicación, ya sea en preemergencia, postemergencia temprana o a partir de la fase de tres pares de hojas en adelante. Puede lograrse una asimilación combinada foliar y radicular mediante la mezcla de principios activos: un ejemplo típico de este tipo de mezcla es el herbicida para remolacha azucarera Betanal Expert. 4. Antídotos Los antídotos son aditivos herbicidas que aceleran la degradación del principio activo en la planta de cultivo. En cambio, no interfieren con la acción prevista en las malezas gramíneas objetivo, que aparentemente poseen variantes distintas de las enzimas objetivo relevantes. El producto Atlantis, por ejemplo, ofrece una excelente actividad graminicida. No sería posible utilizar Atlantis en cereales, que en sentido estricto también son gramíneas, si el producto no contuviera un antídoto. El antídoto activa una enzima de los cereales que acelera la degradación del principio activo, insensibilizando al cereal frente a él. El secreto está en que el antídoto no activa la enzima correspondiente en las malezas gramíneas, que siguen susceptibles y perecen. Modo de acción El modo de acción describe la manera en que el herbicida afecta a los procesos fisiológicos en la planta. En la mayoría de los casos, el principio activo se liga a una proteína, bloqueando así a uno de los procesos metabólicos esenciales de la planta. La proteína es normalmente una enzima que regula una determinada reacción bioquímica dentro de la cadena metabólica. No obstante, la inhibición puede ocurrir 2/08 CORREO 15

16 también en puntos de unión estructurales y reguladores. Los herbicidas tienden a poseer un único modo de acción principal, aunque muchos tienen también puntos de acción secundarios en los que también pueden perturbar el metabolismo de la planta. Los herbicidas pueden clasificarse en diferentes grupos según su punto principal de acción sobre el metabolismo de la planta. Lista de los distintos modos de acción: Inhibidores de la fotosíntesis Inhibidores de la síntesis de pigmentos Inhibidores de la síntesis de aminoácidos Inhibidores de la síntesis de ácidos grasos Inhibidores de la división celular. La fotosíntesis está entre los procesos metabólicos más importantes de la planta, y por tanto es un objetivo particularmente adecuado para la acción herbicida. Los inhibidores de la fotosíntesis pueden bloquear el sistema de transferencia de electrones del fotosistema II o inhibir la formación de radicales en el fotosistema I. Ambas acciones tienen consecuencias fatales para la maleza objetivo, cuyas células ya no son capaces de almacenar la energía derivada de la luz. Los herbicidas también pueden afectar indirectamente a la fotosíntesis inhibiendo la síntesis de compuestos que son importantes para la misma (pigmentos como los carotenoides, clorofilas y citocromos). Los carotenoides, por ejemplo, cumplen una función protectora en la fotosíntesis y es precisamente esta función la que eliminan los herbicidas. Entre los productos que poseen esta característica se incluyen los herbicidas foliares y radiculares que pueden emplearse en una fase temprana de desarrollo en otoño o primavera, tanto contra monocotiledóneas como dicotiledóneas (p. ej., Mikado ). Entre los herbicidas más conocidos están aquellos que inhiben la síntesis de aminoácidos e interfieren así la producción de proteínas, incluídas las enzimas. Pueden actuar contra tres importantes enzimas objetivo: la glutamina sintetasa (objetivo de glufosinate en Basta ), la 5-EPSP sintasa (objetivo de glyphosate) y la acetolactato sintasa (objetivo de los inhibidores ALS). Esta última enzima constituye el objetivo de actividad de las sulfonilureas e imidazolinonas. La cartera de Bayer CropScience, con Husar, Atlantis y Maister, contiene varios herbicidas de probada efectividad de este grupo. El metabolismo de los ácidos grasos es importante para el proceso de formación de la membrana celular. La perturbación de este proceso por la acción de un herbicida conduce al desarrollo de una cutícula más delgada y, por tanto, a una disrupción en la absorción de agua. Este tipo de acción es característico de los productos FOP (por ejemplo Puma Super) y DIM, aunque los compuestos de otros grupos pueden también atacar el metabolismo de los ácidos grasos: un ejemplo es ethofumesate (Betanal Expert). Otros herbicidas actúan como hormonas de la planta (herbicidas auxínicos) y provocan la proliferación celular incontrolada. Esta es la razón por la que el término sustancias de crecimiento se aplica también a representantes de este grupo. Como ejemplos tenemos los ácidos fenoxiacéticos, como los conocidos compuestos MCPA, MCPP-P y 2,4-D. El proceso de división celular es de importancia vital. Algunos herbicidas inhiben el sistema que lo regula sistema de microtúbulos, de modo que las células se pueden desarrollar con varios núcleos o demasiados cloroplastos. El graminicida flufenacet pertenece al grupo de sustancias que impide la división celular en los tejidos vegetales. Criterios de decisión Los herbicidas deberían aplicarse según los principios de las Buenas Prácticas Agrícolas y de la Protección Integrada de Cultivos. Esto implica tomar en cuenta las condiciones locales, la rotación y los posibles métodos culturales al desarrollar una Modos de acción de los herbicidas Inhibición de la síntesis de aminoácidos Ejemplos de productos: Alister, Atlantis, Attribut, Basta, Husar, Maister Inhibición de la síntesis de ácidos grasos Ejemplos de productos: Betanal Expert, Puma Super Inhibición de la división celular Ejemplos de produc Cadou, Husky Punto de acción de los herbicidas Sin herbicidas División celular normal Materia prima ALS (enzima) Aminoácido = elemento estructural de las proteínas Materia prima ACCasa Lípidos y grasas Cadena de aminoácidos = proteína Membrana celular 16 CORREO 2/08

17 estrategia para el control de malezas. La rotación es particularmente importante, ya que tiene una influencia directa en el método de labranza, en la incidencia de las malezas y la capacidad de un cultivo para competir con ellas, y determina el espectro de herbicidas disponible para el control de las mismas. Si el uso de herbicidas se vuelve necesario, el primer paso en la elección del producto adecuado será determinar el tipo de malezas existentes o que son de esperar y la densidad de la infestación actual o prevista. La flora de malezas prevalente y los umbrales de acción conocidos determinarán la elección del herbicida más adecuado, en base a su espectro de acción. La eficacia de un producto y el exitoso control de las malezas son influenciados por una serie de factores, como las condiciones de crecimiento, el momento y dosis de aplicación, la tecnología de aplicación utilizada y otras circunstancias locales. Si todos estos factores son tenidos en cuenta, el pleno potencial del producto podrá ser realizado. Pero también los factores económicos son importantes en el proceso de decisión. Dependiendo de la situación de la explotación y del número y tipos de cultivos, un tratamiento temprano en cereales puede servir para evitar picos de trabajo más adelante. La decisión sobre si tratar en presiembra, en preemergencia o en postemergencia influye tanto en la elección del herbicida como en el régimen de trabajo durante toda la temporada. Resistencias Limitar la rotación a uno o dos cultivos y hacer uso intensivo de herbicidas con modos de acción idénticos o similares favorece el desarrollo de resistencias en las malezas. Los cambios en la población de malezas se inician siempre con plantas individuales resistentes, las que, por otro lado, están universalmente presentes en la naturaleza. La aplicación repetida de herbicidas con un modo de acción común crea una presión selectiva que favorece la difusión, dentro de la misma población, de aquellas plantas que poseen las características de resistencia. Si no se cambia la estrategia de control, estas malezas resistentes pueden extenderse de tal manera que ya no pueden ser controladas eficazmente. Para evitar este problema, el manejo de resistencias tiene que tenerse en cuenta al planear cuales cultivos serán sembrados. La clave para la rotación de principios activos es diseñar la rotación de cultivos de tal forma que el mismo modo de acción no se repita en los cultivos sucesivos. tos: Inhibición de la fotosíntesis Ejemplos de productos: Betanal Expert, Betanal Quattro, Sencor Inhibición de la síntesis de pigmentos Ejemplos de productos: Alister, Husky, Laudis, Mikado Tratado con herbicida Sin división celular Punto de acción del herbicida Sin herbicidas Los carotenoides protegen la pigmentación verde Tratado con herbicida La luz UV destruye la pigmentación verde Energía lumínica Enzimas para el almacenamiento de la energía solar Azúcar + oxígeno Cloroplastos (en células vegetales) Luz ultravioleta (dañina) Luz visible (productiva) 2/08 CORREO 17

18 La célula, central d Las células vegetales pueden captar la energía luminosa, distribuirla y hacer que el metabolismo pueda aprovecharla, de un modo similar a una instalación solar. Pese a todo, la naturaleza sigue siendo imbatible como productora. 18 CORREO 2/08

19 e energía Macrocosmos, microcosmos es siempre fascinante observar cómo ciertas cosas que conocemos en grande, las reencontramos en unidades minúsculas en forma correspondiente. Tomemos a un país y comparémoslo con una célula. Las fronteras nacionales, por ejemplo, se corresponden con las membranas celulares, que delimitan a la célula y la separan del exterior y de las células vecinas; al igual como en los países, las células tienen pasos fronterizos para el tráfico controlado de bienes. Incluso en una entidad supranacional como la Unión Europea, donde las fronteras han sido prácticamente eliminadas, con algo de fantasía podemos encontrar similitudes con las células de nuestro organismo. En el sistema muscular, las células de los músculos se unen en formaciones comunitarias, las fibras musculares, para funcionar mejor. Así no es de extrañar que también en la generación y transformación de la energía que se da a nivel celular haya una correspondencia que puede ser definida con términos como «usinas o centrales de energía» y «portadores energéticos». Las células vegetales se caracterizan por disponer de «colectores solares», los denominados cloroplastos. Mediante estos órganos celulares u orgánulos captan la energía lumínica y la transforman en otra forma aprovechable de energía, que no es eléctrica, como en nuestros colectores solares, sino en energía química, sin la cual no se podría formar la biomasa. Las plantas son por ello la base de la vida en la Tierra, tal y como la conocemos. Todos los animales y también el hombre utilizan, directa o indirectamente, la energía que acumulan las plantas en su biomasa para activar sus propios procesos vitales: los herbívoros, que consumen las plantas y los carnívoros, que se alimentan de los herbívoros. Por último, también los degradadores, como los hongos, extraen la energía que necesitan para su propio metabolismo mediante la degradación de compuestos orgánicos. Paneles solares naturales Los cloroplastos, los «colectores solares» de las células vegetales, son estructuras extremadamente complejas sobre cuyo origen existen interesantes especulaciones. Al igual que las mitocondrias, de las que hablaremos más adelante, los cloroplastos poseen su propio ADN en forma de hebra circular parecido al de las bacterias y cianofíceas o algas azules. Pueden multiplicarse independientemente en el interior de la célula vegetal. Por ello, la denominada teoría endosimbiótica afirma que los cloroplastos fueron originalmente formas de vida libres similares a las cianofíceas, que en eras remotas fueron fagocitadas por otros organismos unicelulares pero no fueron digeridas como alimento, sino que siguieron viviendo en simbiosis con ellos. Los cloroplastos albergan sistemas de membranas en forma de rollos de monedas, los tilacoides. En ellos están incorporados los pigmentos que absorben la luz, principalmente el colorante verde clorofila. Y allí se produce el milagro de la generación y transformación de la energía, la fotosíntesis. De CO 2 se obtiene azúcar La fotosíntesis puede subdividirse en tres etapas: Primeramente se absorbe luz, que es una forma de energía electromagnética. Seguidamente, esta forma de energía es transformada en energía química. Finalmente, esta energía se utiliza para elaborar sustancia orgánica; de ese modo se conserva disponible para su uso en la célula. Cuando la luz incide sobre las membranas tilacoidales de los cloroplastos, excita y pone a los electrones de los pigmentos captadores en un estado más energético. Estos electrones excitados son fácilmente transferibles. Tras varias fases intermedias, el flujo de electrones se encarga de la formación, o mejor dicho, de la regeneración de dos de las moléculas más importantes para los restantes procesos metabólicos: el portador de energía ATP (trifosfato de adenosina) y el reductor NADPH, una molécula con el atractivo nombre de fosfato dinucleótido de nicotinamida adenina. Con la ayuda del portador energético ATP, la célula vegetal es capaz de sintetizar en el interior de los cloroplastos a glucosa una sustancia rica en energía, a partir de dióxido de carbono (CO 2 ), pobre en energía, y de agua. Las moléculas de agua se escinden en oxígeno, electrones e iones de hidrógeno; el NADPH se convierte en NADP+ por oxidación, y los acumuladores energéticos ATP retornan a la condición de ADP, pobre en energía. La fórmula elemental correspondiente a esta reacción es la siguiente: 6CO 2 +12H 2 O C 6 H 12 O 6 +6H 2 O+6O 2. A partir de seis moléculas de dióxido de carbono y 12 moléculas de agua se forma una molécula de glucosa acumuladora de 2/08 CORREO 19

20 energía, y casi como «desecho», seis moléculas de agua y seis de oxígeno. El oxígeno sobrante es liberado al aire del entorno. Que nuestra atmósfera contenga un 20 % de oxígeno se debe principalmente al efecto de millones de años de fotosíntesis. El hombre y los animales, por tanto, deben a las plantas no solo la base de su alimento, sino también el aire que respiran. Las plantas pueden sintetizar glucosa de dos formas. La mayoría de las plantas de cultivo utilizan moléculas que contienen tres átomos de carbono como intermediarios. Son las denominadas plantas C 3. Otras plantas, como el maíz, la caña china o la caña de azúcar forman una molécula de 4 carbonos, el oxalacetato. Se llaman plantas C 4. Esta forma de fijación de CO 2 es más eficiente, más rápida y requiere menos agua. Por ese motivo, las plantas C 4 se usan con frecuencia para la producción de biomasa (se las llama también «cultivos energéticos»). A las plantas C 4 les agrada el calor; su temperatura óptima es más elevada que la temperatura de las plantas C 3. La eficiencia energética de la fotosíntesis oscila entre el 20 y el 35 %, según la longitud de onda de la luz absorbida. Para la síntesis de un mol de glucosa se requieren entre y kj de energía lumínica. Obtención de energía en las mitocondrias Volvamos a la teoría endosimbiótica. Las células de la planta se benefician de los cloroplastos, porque mediante la fotosíntesis estos absorben la energía lumínica y la transforman en compuestos orgánicos ricos en energía, como la glucosa y el almidón (macromolécula con muchas unidades de glucosa). Cuando la célula requiere energía y esto ocurre constantemente, ya sea por su actividad metabólica, para el crecimiento o para la división celular, tiene que recurrir al acumulador energético glucosa. También para ello la célula se sirve de ciertos orgánulos que poseen su propio ADN, se multiplican independientemente y que parecerían tener antecesores símiles a bacterias: las mitocondrias. Estos componentes se encuentran en todas las células eucariotas, en las plantas al igual que en los animales y los hongos. Mitocondrias son especialmente abundantes en las células con alto consumo de energía, como las células musculares, las células nerviosas o los óvulos. En las mitocondrias, la energía química de la glucosa o de otros compuestos orgánicos se convierte en energía útil mediante degradación oxidativa. Con la energía que se libera se «cargan los acumuladores» de la célula, es decir, el sistema ADP/ATP. La oxidación completa de 1 mol de glucosa proporciona 38 moles de ATP, lo que ubica Estructura de una célula vegetal Pared celular Membrana celular Mitocondria Retículo endoplasmático liso Cloroplasto Membrana nuclear con poros Ribosoma Retículo endoplasmático rugoso Microtúbulo Aparato de Golgi Lisosoma Vacúola 20 CORREO 2/08

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