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martes, 12 de septiembre de 2006

Como es lógico, no los residuos de todas las plantas se descomponen a la misma velocidad, ni generan los mismos tipos de humus (cuando lo hacen). La naturaleza de su biomasa y en especial su composición bioquímica tienen una gran influencia sobre las propiedades de la materia orgánica de los suelos. Más aún, algunos residuos desprenden sustancias que inhiben o ralentizan la actividad biológica de los suelos, afectando como corolario a su mal llamada calidad de los suelos. En este sentido en la literatura se habla de plantas mejorantes y desmejorantes. Abordemos el tema en una nota introductoria para nuestros lectores estudiantes. Veremos, por ejemplo, como algunas favorecen la propagación de los incendios y otras no. Reiteramos que dejamos las aportaciones más científicas a Salvador González Carcedo, ya que estas pretenden abundar sobre lo que se suele demandar a un estudiante que comienza su aprendizaje en CC. del Suelo y Edafología.

 


Como los lectores asiduos conocerán sobradamente, detesto los vocablos antropomórficos como mejorantes, desmejorantes y calidad. Empero, dado que este artículo lo escribo especialmente para jóvenes estudiantes, respetaré las palabras muy extendidas en la literatura edafológica. Utilizaremos fundamentalmente la nomenclatura francesa como la descrita en los manuales y monografías de Duchaufour.  

 

Algunos tipos de residuos se descomponen muy rápidamente, al contrario que otros, existiendo todo un continuo en función de la especie vegetal considerada y el tipo de órgano a descomponer. Utilizáramos principalmente el vocablo necromasa con vistas a denominar a la biomasa muerta que cae sobre el suelo, si bien hablaremos esencialmente de la hojarasca. Del mismo modo, no debemos olvidar los lixiviados que se depositan sobre el suelo antes de que se precipiten sobre él la gran masa de los restos vegetales (necromasa).

 

Por lo que respecta a los órganos leñosos, ricos en lignina, tan solo cabe mentar que todos ellos son de difícil y lenta descomposición, aportando a los suelos escasos nutrientes.

 

La razón carbono/nitrógeno (C/N) de los tejidos a descomponer es de capital importancia para una rápida descomposición y humificación de la materia orgánica (SOM). Por estas razones, las plantas que fijan nitrógeno por sus asociaciones simbióticas con bacterias, como las leguminosas, suelen generar un humus de excelentes propiedades, que da lugar a agregados estables, favoreciendo una intensa actividad biológica en el medio edáfico. Del mismo modo, el contenido relativo de compuestos hidrosolubles en polisacáridos y otros electos nutritivos para la microflora y microfauna del suelo de una especie determinada puede favorecer la actividad biológica y como corolario, la rápida descomposición de los residuos que la atesoran.

 

En el extremo opuesto nos encontramos a las plantas ricas en compuestos tóxicos para los organismos del suelo, tales como los lípidos (resinas, ceras, etc.) o pilifenoles denominados “tatantes”, que ralentizan la biodegradación de las proteínas, al formar complejos con ellas. La lignina, como hemos mentado, se descompone muy lentamente, mucho más que la celulosa. Las coníferas (pinos, abetos, etc.), ericáceas (brezos, brecinas), cistáceas (como las jaras) entre otras, adolecen de estas características. Cabe mentar aquí, que muchas especies pirofíticas o amantes del fuego, adolecen de tales propiedades, dando lugar a suelos de escasa actividad biológica, así como a gruesos mantillos de hojarasca mal descompuesta que, al secarse arde como la yesca, potenciando la propagación del fuego. Se trata de una estrategia necesaria para que sus comunidades persistan. Nótese que muchas repoblaciones forestales se realizan con coníferas y eucaliptos, que son de la misma guisa.

 

Como hemos mentado, la riqueza en compuestos polifenólicos de las especies vegetales es de vital importancia con vistas a determinar las propiedades de los residuos vegetales y sus repercusiones sobre las comunidades microbianas del suelo. De acuerdo a Duchaufour cabe distinguir entre tres tipos de tales compuestos, que poseen propiedades y repercusiones distintas desde el punto de vista de su descomposición en el suelo.    

 

·         Compuestos de tipo juglona. Estos sufren una autooxidación muy rápida, dando lugar a melaninas vegetales de tonalidades muy obscuras y que suelen abundar en las especies nitratófilas. Estas últimas suelen dar lugar a un humus que beneficia la “calidad” de los suelos.

·         Los taninos hidrolizables. Tales substancias se degradan muy bien en los suelos con un humus de tipo mull,  y que no ejercen una acción tanate y por lo tanto negativa.

·         Los taninos condensados. Y en particular los difenoles, ralentizan la descomposición de la necromasa que cae sobre el suelo, bloqueando también la mineralización del nitrógeno. Por tanto es la abundancia en estos últimos la que confiera a la necromasa unas malas propiedades con vistas a su descomposición y empobrecen la actividad biológica del suelo.

 

En función de estas características de las especies se puede realizar una primera aproximación a la tipificación o clasificación de los taxones vegetales, como veremos en la próxima contribución. 

 

Debemos reiterar que otros factores del medio, tales como la textura y el edafoclima también son de gran relevancia con vistas a la descomposición (humificación y mineralización) de la SOM. Así, por ejemplo, una textura franca (equilibrada en el porcentaje de arena, limo y arcilla) resulta ser un medio abiótico más favorable que la excesivamente arenosa (como los Arenosoles) o arcillosa (como los Vertisoles, con drenaje impedido). Aunque todo ello sería discutible acudiendo a argumentos científicos más sólidos y recientes (ver las susodichas contribuciones de S. González Caicedo). Empero para los estudiantes más jóvenes y profanos en la materia lo dicho aquí nos parece apropiado, en una primera fase de formación.

 

Juan José Ibáñez

15:16 | gestionado por Juan José Ibáñez | Enviar comentario (5)

Terminamos nuestra nota anterior sobre el tema del fraude y la mala praxis científica, haciéndonos la siguiente pregunta: ¿Qué hacen las revistas cuando entre sus páginas se demuestra que hay material fraudulento? Esta nota podría ser más que escueta, si respondiéramos lacónicamente: Nada. Sin embargo las repercusiones sobre la literatura científica son enormes. Si un solo científico “prodigioso”, como ha ocurrido en diversas ocasiones, ya ha publicado varios centenares antes de ser descubierto, el resultado es dramático: hay miles de papers fraudulentos en la bibliografía que consultamos. Es decir, no podemos estar seguros de lo que leemos es objetivamente cierto (teniendo en cuenta lo efímero del “la verdad” científica). Veamos a que me refiero.

 


Resulta también una mala praxis científica que una vez descubierto y condenado un fraude las revistas científicas no adviertan a sus lectores del tema. Más aun en la era digital la supresión de tales papers ya no es tan difícil como lo fue con anterioridad. Pero las revistas actúan como si nada hubiera ocurrido, cuando en realidad son corresponsables, por cuanto como nos advierte H. Freeland, en mnucg¡chos casos una revisón por pares cuidadosa los hubiera detectado, en muchos casos con suma facilidad. Una cosa es que los casos famosos sean motivo de noticias editoriales en revistas como Nature o Science, y otra bien distinta que las revistas en donde se publicaron hagan “mutis por el forro”. Tales revistas deberían también ser sancionadas. Parece ser que las pertenecientes a la editorial Elsevier son las más criticadas.

 

El tema resulta muy grave por tres razones:

 

·         La mayoría de los investigadores no hacemos mucho caso, por lo que parece, de las notas editoriales que denuncian fraude, sino que pasamos directamente a la lectura de los “papers” de nuestra especialidad.

·         Los científicos “prodigiosos”, han sido descubiertos después de colar “cientos” de papers. Por tanto como son varios, hablamos de miles de papers, tan solo para este caso de fraude.

·         Los expertos en el tema reconocen que solo estamos hablando de la punta del iceberg

·         En los casos estudiados hablamos de  Premios  Nóbel o de candidatos a él, por lo que se trata de artículos generalmente muy leídos. Todo el mundo ha oído hablar del caso Gallo y el descubrimiento del virus del Sida (aunque no sé si en este caso en concreto había jóvenes prodigiosos detrás) o del Nóbel Baltimore (aquí si se daba esta circunstancia)

·         Resulta lógico pensar que en disciplinas de menor impacto y para investigadores de menor reputación tal práctica también se de. Ya señalaremos algún caso concreto en alguna nota posterior.  

 

Personalmente conozco varios casos de jóvenes pseudo-jóvenes “prodigiosos” que han hecho fraude. Empero como no se me atendió cuando lo denuncié, dejé de molestarme. Luego os relato un caso y otro relacionado con el tema. No hablo de invención, pero sí de repetir la misma información, recocinarla y publicar lo mismo en más de tres y cuatro ocasiones como  mínimo. Y digo varios casos, no uno. Empero al entrar en especialidades que no alcanzar la audiencia de la biotecnología o las ciencias biomédicas, suelen pasarse por alto.  Como os he mentado voy a explicaros dos casos que me han afectado personalmente, dejaré otros para notas posteriores.

 

Caso 1.    Este caso concierne al papel de las revistas, y aunque no es un fraude sí afecta a una conclusión falsa en un artículo que yo publiqué. Se trataba de una replica a un “Discussion Paper”. Para quien no lo sepa un “discussion paper” se trata de un artículo que una revista publica, por su especial interés, de modo que el autor o autores exponen sus investigaciones en el artículo (generalmente de mayor extensión que uno convencional) y seguidamente prestigiosos científicos de su especialidad discuten sus bondades y debilidades. Por último, el autor(es) responde(n) (reply en anglosajón) a los prestigiosos científicos en la misma publicación. En mi caso se publicó en Geoderma en 1998 (sa han publicado menos de 20 en treinta años). En total más de cuarenta páginas para dar cuenta del concepto de edafodiversidad y su medida.. Cabe mentar que el artículo salió bien parado del análisis de mis colegas. Otra cosa es como se originó, lo cual por ser motivo de mala praxis (no el paper, sino el proceso previo que dio lugar a él, y del cual yo no fui culpable), os lo explicaré cuando llegue el turno de el  “la revisión por iguales” y del “arbitraje editorial”.

 

El, caso es que tras la publicación, un colega (por cierto español, motivo por el que pedí un tribunal de ética que no tuvo a bien concederme en mi institución) arremetió contra mis conclusiones (y algo más y mucho peor). El editor de Geoderma, me lo envió diciendo que respondiera, ya que deseaba publicar su ataque y mi réplica. Así se hizo. Seguidamente a la editorial llegó otra segunda nota que apoyaba la primera mía en contra del ataque del primero. El editor reiteró la misma práctica y yo volví, más que a replicar (ya que me daba la razón) a abundar sobre el tema. Empero cometí un serio error. Reconozco que, por razones mentales que no alcanzo a entender, confundí distribuciones logarítmicas con potenciales y las hice sinónimas. Sabía que no lo eran pero tuve un lapsus mental de primera magnitud.  Cuando me di cuenta. Escribí al editor una carta solicitando la publicación de un “erratum” en el que sustituyera un párrafo por otro, añadiendo mis disculpas a los lectores. La verdad es que el error no afectaba a las conclusiones, pero era palmario y de detectarse sí lo haría a mi credibilidad. Por tres veces escribí. El editor no dio respuesta. Y (…) allí sigue aquella burrada. En otra publicación posterior abundé en el tema con rigor, por lo que nadie podrá decir que soy tan zopenco. Sirva el caso para ilustrar  lo que le importa a muchos editores la veracidad de lo que publica su revista.

 

Caso 2.  Este caso es más grave, aun no habiendo aparecido en una revista indexada sino en las actas de un congreso internacional. Y fue generado por uno de esos científicos pseudo-prodigiosos españoles que repiten la misma información en varias revistas indexadas. Empero en este caso su mala praxis fue de otra catadura. A aquel congreso, un colega de mi centro e íntimo amigo me pidió que le ayudara en una contribución a publicar en las correspondientes actas (congreso europeo sobre degradación de suelos). Mi participación fue modesta, por lo que si hubiera figurado en agradecimientos también habría sido justo. Mi amigo y autor principal lo envió al otro de los tres coautores para su revisión y mejora del inglés. No supe más hasta que me informaron que el capítulo había sido ya publicado, unos 2 años después.  Pedí a uno de los editores (buen amigo mío también) un volumen, por cuanto no había asistido personalmente al congreso y no me correspondía. He te aquí que el editor me envía el volumen de los Proceedings (era en inglés), y veo que en el mencionado capítulo el autor principal no era mi amigo, como se le había remitido al susodicho “pseudo-prodigio”, sino que este ultimo se había colocado en primer lugar. Más aún mi nombre había desaparecido y reemplazado por un autor inglés (que trabaja en la Universidad de Ámsterdam), que nada había hecho. Obviamente m entró un ataque de cólera. Sin embargo mi amigo y legítimamente el primer autor, me rogó que pasara del tema y no hiciéramos nada, ya que se trataba de una publicación menor de escasa relevancia para un CV. Le hice caso. De este pseudo-prodigio me llegan noticias de actos de tal catadura casi todos los años. Mucha gente lo sabe, pero nadie le hemos denunciado. Finalmente sacó una plaza en el departamento de una Universidad, que fue advertida. Que Dios les pille confesados, ya que sus miembros corren graves peligros. Hay más, mucho más y más grave, que iremos desgranando en futuras contribuciones.

 

Juan José Ibáñez

14:39 | gestionado por Juan José Ibáñez | Enviar comentario (4)

Nada es verdad ni es mentira. Todo depende del color con que se mira.

 

Simplificar es bueno siempre que existan límites racionales. Hablar de celulosas puede ser bueno, pero evaluarlas únicamente por su contenido en C, H, N, S y O (y digo bien) es una pasada.

 

Haciendo autocrítica, intentar inducir subliminarmente (como lo he hecho ayer en el apartado 3.1.b. no es bueno) porque no doy ninguna información sobre las celulosas vegetales, que permita acercarnos a la verdad de los hechos, pero sí lo es, cuando pretendo comprender cómo estos polímeros, en si mismos, se degradan estableciendo como hipótesis que son polímeros puros, y con ello explicar las dos formas de ataque degradativo que desarrollan hongos y bacterias.  Claro, que si uno no lo sabe o no se da cuanta, puede acabar diciendo que las celulosas no se degradan por hongos, si el medio de trabajo está insuficientemente hidratado o el nivel de compactación de sus estructuras es suficientemente elevado.

 

En resumen, debemos de saber (si es posible exactamente) que manejamos y luego hacer reducciones y no a la inversa.  Este es el caso de la “celulosa”.

 

Mostrar algunos equívocos nos permitirá comprender hasta que punto debemos de mejorar ciertos conocimientos.  Hoy la elección se va a centrar en las paredes celulares de los vegetales superiores dado que su NECROMASA, es el aporte natural mas abundante que reciben los suelos.

 

He escuchado en boca de muchos profesionales que la celulosa es el componente principal de las paredes vegetales.  ¿Es cierto?

 


 

Por de pronto, y sin cuantificar, podemos afirmar que no es el único polisacárido, dado que en las paredes, ya sean primarias o secundarias, además de celulosa, nos encontramos con polisacáridos de matriz, hemicelulosas, pectinas, arabinogalactanos, extensinas, expansinas y glucoarabinoxilanos.

 

La composición cuantitativa es claramente distinta según hablemos de mono y dicotiledóneas (paredes de tipo I) o de herbáceas en particular (Tipo II), sobre todo en su contenido en pectinas y glucoarabinoxilanos.

 

El valor cuantitativo de la celulosa respecto a otros componentes en las paredes vegetales de Tipo I  es el siguiente: 14% Celulosa, 20% Xiloglucanos, 4%  Glucoarabinoxilanos (GAX), 23% Homo (poli) galacturonanos, 11% Ramnogalacturonanos I (RGI)  8%, Ramnogalacturona-nos II (RGII), 14% Proteínas y el resto suelen ser componentes minerales.

 

Una idea de la complejidad del tema nos la dan las pectinas. Posiblemente, muchos lectores no sepan que son hetero-polímeros resultantes de la asociación entre los polímeros PGA (ácido galacturónico) y RGI (L-ramnosa) a los que se asocian monómeros como arabinosa, galactosa y pequeñas cantidades de fucosa.

 

Ante estos hechos hay que rendirse a la realidad de que las paredes de los vegetales NO SON UNICAMENTE CELULOSA, pero ésta se organiza en fibras.  Una evaluación global (simplificación) que permite la organización estable de las paredes vegetales, nos indica que hay al menos 56 compuestos orgánicos constitutivos diferentes.

 

Si analizamos las diferencias entre la pared primaria y secundaria (recuerdo que hay dos y son distintas) de un mismo vegetal, nos encontramos con otra historia diferente, el tamaño de los polímeros de celulosa.  Así las celulosas de las paredes primarias se conforman por 500 a 6.000 unidades de glucosa, y la cuantificación de las celulosas alcanza entre el 20 y 30% del peso total de la pared, mientras que en las paredes segundarias los polímeros son mucho mayores (14.000 unidades de glucosa, y significan entre el 40% en hojas y el 90% en tallo del peso total.

 

Estas diferencias en peso tienen nuevas lectura, hablamos ahora del número de cadenas de polímero de celulosa por microfibrilla, y del número de microfibrillas por unidad de volumen, lo que nos lleva a afirmar que las células vegetales de las hojas tienen una densificación de celulosa mucho menor que el tallo o la raíz leñosa.

 

El modelo de organización de las paredes celulares, y sus adaptaciones, definido por Albersheim nos indica que las microfibrillas de celulosa se unen con distintos componentes, según el tipo de pared de la que estemos hablando.  Así las de tipo I utilizan xiloglucanos, las de tipo II, glucuronoarabinoxilanos (GAX) y las de herbáceas uniones mixtas (1,3)(1,4) de beta-D-glucanos.

 

Parece claro que esta complejidad, variable según el tipo de vegetal del que hablemos, genera superficies que recubren a las células vegetales, y está relacionada con la resistencia que deben de generar las paredes frente a la fractura/elasticidad en los tallos, o la resistencia osmótica de deben de superar las células de las hojas o de la raíz.

 

Hablar ahora de degradación de las paredes vegetales y su transformación en humus, nos obliga a pensar en como deben de trabajar los sistemas biológicos y enzimáticos, frente a este cúmulo de situaciones moleculares diversas.  Y esto sin hablar de las ligninas, que complican aún más la situación a efectos del trabajo degradativo.

 

Tiene un interés (hay muchas microfotografías en la WEB) como son las superficies reales de ataque.  La paredes de un tejido no conforman una superficie plana. Mas bien parece la superficie de una calle adoquinada hace años. Y ello es muy interesante a la hora de poder facilitar las acciones externas de las bacterias.

 

Cuando una planta muere, o una hoja cae, han pasado ya ciertos hechos en sus paredes. Enzimas como las xiloglucanasas o xiloglucan-endo-transglicolasas, procedentes de sus propias células a las que protegían, han iniciado su actuación, rompiendo moléculas que actúan como enlaces entre los mazos de fibras de celulosa.  Así se afloja el nivel de compactación de la estructura de la pared.  Es evidente que para que toda acción enzimática se desarrolle se precisa agua, pero en otoño suelo llover (supongo).

 

La actuación detritívora de los pequeños animales, seleccionando y fragmentando por masticación, estos retos vegetales, facilita el incremento de la superficie activa susceptible de ser atacada. La humectación por lluvia y posteriormente por insalivación permite que los radicales hidroxilo de muchos azúcares que conforman polímeros, lo que lleva a un incremento del volumen que ocupan las moléculas carbohidratadas.  En muchos casos, la mezcla con excrementos de los mismos animales (los fragmentos suelen ser utilizados como lecho de su nicho ecológico, además de aportar el nitrógeno preciso, facilita la expansión de comunidades fúngicas, de gran interés cuando la lignina esté presente.

 

Los caminos metabólicos posteriores serán objeto de otro escrito.

 

La intención de esta exposición ha quedado clara, en cuanto a complejidad molecular, y a debemos de tener cuidado a la hora de simplificar las cosas. Otras ciencias no proporcionan información de lo que desconocemos. Sostenella (seguir hablando de C, H, etc) y no enmendalla, cuando otras ciencias nos ofrecen conocimientos sobre sus constituyentes y su organización, puede ser una de las causas de la falta de credibilidad de nuestra querida Edafología.  Además, este tipo de conocimientos, correctamente manejados, permitirá establecer estrategias degradativas, que facilitaran a los expertos, esquemas de trabajo eficaces a la hora de rehabilitar los suelos.

 

Saludos cordiales,

 

Salvador González Carcedo

14:21 | gestionado por Juan José Ibáñez | Enviar comentario (1)