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La mayoría del agua potable del mundo se utiliza en la agricultura

Un nuevo estudio analizó extensivamente el impacto de la humanidad sobre el agua en el planeta. Este estudio ilustra la dimensión global del consumo de agua y la contaminación al mostrar que varios países dependen mucho de recursos acuíferos extranjeros y que muchos países tienen un impacto significativo en el consumo de agua y la contaminación en otras partes.

El estudio fue publicado en la edición del 14 de Febrero de Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Fue llevado a cabo por Arjen Y. Hoekstra y Mesfin M. Mekonnen, para el Departamento de Ingeniería y Manejo del Agua, en la Universidad de Twen.

Este estudio analizó y reportó el consumo de agua de lluvia, de agua en la tierra y en la superficie y el volumen de agua contaminada. El promedio del impacto en el agua global anual en el periodo de 1996 al 2005 fue de 9,087 Gm³ por año (Gigametros cúbicos), de estos, un 73% fue de agua de lluvia, un 11% de agua en la superficie y en la tierra, y un 15% de agua contaminada. La agricultura contribuye con un 92%. Alrededor de un quinto del impacto sobre el agua está relacionado con la producción agrícola e industrial para exportación.

El impacto promedio global de los consumidores sobre el agua fue de 1,385 m³ por año. El consumidor promedio en los Estados Unidos tuvo un impacto sobre el agua de 2,842 m³ por año, lo suficiente para llenar una alberca olímpica, mientras que el promedio de los habitantes en China y la India tuvieron un impacto de 1,071 y 1,089 m³ por año, respectivamente.

El consumo de productos de cereal fue el principal contribuyente al impacto sobre el agua del consumidor promedio (27%), seguido por la carne (22%) y los productos lácteos (7%). El volumen, el patrón de consumo y el impacto sobre el agua por tonelada de producto, de los productos consumidos son los principales factores que se usaron para determinar el impacto sobre el agua de un consumidor. El estudio ilustra la dimensión global del consumo de agua y la contaminación al mostrar que varios países dependen altamente de los recursos extranjeros de agua y que muchos países tienen un impacto significativo en el consumo de agua y la contaminación en otras partes.

Este estudio no solo trata sobre cuanta agua se consume sino que toma en consideración algo que llama “corrientes internacionales de agua virtual”. Cuando algo es cultivado y esto es exportado, el estudio ve esto como si el agua fluyera virtualmente entre un país y otro, ya que aunque un país utilizó su agua para producir el alimento, en realidad éste es consumido por otro país.

Esta imagen muestra el balance de agua por país y los más grandes flujos de agua virtual. Los países en verde son países que tienen un balance negativo, lo cual significa que exportan lo que producen con su agua. Los países en amarillo a rojo en cambio importan los productos creados con el agua de otros países.

El volumen total de corrientes internacionales de agua virtual relacionados con el comercio de productos industriales y de agricultura fue de 2,320 Gm³ por año (68% agua de lluvia, 13% agua del suelo, 19% agua contaminada).

Los más grandes exportadores de agua virtual son encontrados en Norteamérica y Sudamérica (Estados Unidos, Canadá, Brasil y Argentina), Sur Asia (India, Pakistán, Indonesia y Tailandia) y Australia. Los más grandes importadores de agua son el Norte de África y el Medio Este, México, Europa, Japón y Corea del Sur.

Los países con una gran huella sobre el agua aparentemente son países que dependen de otros países para su sustento. Países con mucha escasez de agua y que dependen en gran medida de las fuentes de agua de otros países son Malta (92%), Kuwait (90%), Jordán (86%), Israel (82%), Emiratos Árabes Unidos (76%), Yemen (76%), Mauritania (74%), Líbano (73%), y Chipre (71%).

En la estimación de la huella sobre el agua de los productos al consumidor, se consideraron grandes cantidades de diferentes bienes agrícolas de forma separada, mientras que los bienes industriales fueron tratados como una categoría entera. En esta forma el estudio no detalla dentro de la estimación la huella sobre el agua de la producción y el consumo de productos industriales, pero esto está basado en que la mayoría de la huella sobre el agua de la humanidad está dentro del sector agrícola.

Más información
El estudio completo (www.pnas.org) (Licencia Open Access, en inglés)

Exposición fetal a radiación aumenta el riesgo de cáncer de testículo

Los fetos machos de madres que son expuestas a la radiación durante los inicios del embarazo tienen una posibilidad aumentada de desarrollar cáncer de testículo, de acuerdo a un estudio en ratones en el Centro de Cáncer MD Anderson de la Universidad de Texas. El artículo fue recientemente publicado en PLoS ONE.

De acuerdo a la Sociedad Americana del Cáncer, más de 8,500 casos nuevos de cáncer de testículo son diagnosticados cada año en los Estados Unidos. Durante los últimos 50 años, la incidencia se ha triplicado en los hombres caucásicos jóvenes a través del mundo.

Este estudio comenzó como una examinación de alteradores endócrinos como una causa posible del cáncer de testículo. Los investigadores probaron introducir dos de estas sustancias, el estrógeno Dietilestilbestrol (DES) y el antiandrógeno flutamida. Estos agentes externos debieron causar un incremento en el cáncer de testículo de ratones modificados para ser más sensibles a cáncer por factores externos. Pero los resultados no mostraron ningún incremento. Sin embargo, los investigadores dieron dosis moderadas de radiación, un agente que daña el ADN, a ratones hembras en el medio de sus embarazos, y todos los machos desarrollaron cáncer de testículo, comparado al 45 por ciento de los ratones no expuestos a la radiación. Además, los tumores eran más agresivos y tenían más sitios de origen.

Este estudio sugiere que agentes que dañan el ADN, y no alteradores endócrinos, deberían ser examinados como un factor en la alta prevalescencia del cáncer de testículo.

Imagen
Micrografía de un seminoma. Imagen: Nephron. Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

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http://www.sciencedaily.com/ (en inglés)

Laboratorio especial para el estudio de bacterias luminiscentes

Laboratorio bacterias hongos — Imagen: RIA Novosti

En Krasnoyarsk, Siberia, avanza la creación de un laboratorio biotecnológico que será de alto nivel mundial, el cual estará bajo la dirección del científico estadounidense y premio nobel Osamu Shimomura, quien aceptó presidir el cargo por considerar que en esta región es donde se encuentran los mejores y mayor números de científicos que se ocupan del estudio de la bioluminiscencia.

La Bioluminiscencia es la ciencia que estudia la capacidad de los organismos vivos de emitir luz. Hace más de 30 años que los científicos rusos investigan esta área de la biología y en el transcurso de este tiempo han logrado una colección extraordinaria de más de 700 bacterias luminiscentes. El estudio de la luminiscencia en las bacterias tiene, tanto intereses científicos como prácticos .

Valentina Kratasiuk, biofísica de la Universidad de Siberia, dice:
“Estudiamos los organismos luminiscentes en todas las fases de la vida. Estos seres permiten estudiar diferentes procesos. Ahora hemos instrumentado un sistema con bacterias luminiscentes que permiten analizar la calidad del agua. Y los servicios ecológicos recibirán un buen instrumento para determinar la toxicidad del medio, ya que la velocidad del análisis incrementará notablemente. También hay otras esferas en las que funcionan exclusivamente los métodos de los organismos luminiscentes”.

Los biólogos han creado sistemas únicos de análisis usando organismos luminiscentes, los cuales permiten diagnosticar enfermedades, observar el efecto de los fármacos en el organismo humano, distinguir las sustancias nocivas en el agua, en el aire y en productos alimenticios. Actualmente los biólogos buscan un método para poder detectar y medir la concentración de mercurio en la atmósfera, cuya presencia es la causa del nacimiento de bebés con algunas enfermedades incurables, con mayor incidencia en las ciudades industriales.

En Siberia existen gran variedad de organismos luminiscentes, especialmente especies de gusanos y hongos.

Osamu Shimomura, puntualiza:
“Supongo que la revelación del secreto de la luminiscencia de los hongos será un gran descubrimiento científico y de gran provecho para la humanidad”.

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http://spanish.ruvr.ru/

Terapia de radiación genera agresivas células madre cancerosas

Se piensa que las células madre del cáncer de mama eran la única fuente de la recurrencia de tumores y se sabe que son resistentes a la terapia de radiación además de que no responden bien a la quimioterapia.

Investigadores del Departamento de Oncología de Radiación de UCLA reportaron por primera vez que el tratamiento por radiación – a pesar de matar a la mitad de las células del tumor durante cada tratamiento – transforma otras células cancerosas en células madre de cáncer de mama resistentes al tratamiento.

La generación de estas células madre del cáncer de mama contrarresta lo altamente efectivo que se considera el tratamiento por radiación. Si los científicos pueden descubrir el mecanismo de esta transformación y prevenir que ocurra, el tratamiento por radiación del cáncer de mama podría volverse aún más efectivo.

Utilizando una técnica de obtención de imágenes el equipo investigador pudo observar la generación inicial de las células madre cancerosas inducidas en respuesta al tratamiento por radiación. Estas células madre cancerosas inducidas eran muy similares a las células madre del cáncer de mama encontrada en tumores que no habían sido irradiados. Estas células madre cancerosas inducidas tenían una gran habilidad de formar tumores comparado a las células cancerosas no irradiadas a partir de las que se originaron.

El estudio apareció en la edición temprana en línea del diario Stem Cells. El estudio fue patrocinado por el Instituto Nacional del Cáncer, el Programa para Investigación del Cáncer de Mama de California, y el Departamento de Defensa.

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http://www.sciencedaily.com/ (en inglés)

Hipótesis sobre el origen de la vida

Científicos rusos y estadounidenses del Instituto Nacional de Salud en Bethesda (Maryland, EE. UU.) publicaron un artículo en la revista Proceeding of the National Academy of Sciences (PNAS), donde dan a conocer su hipótesis: de que las primeras células de la vida se originaron en antiguos lagos de agua dulce, enriquecidas con diferentes minerales de las fuentes geotérmicas y no en el océano primordial cuyas aguas eran bastante saladas.

Los científicos determinaron que las aguas dulces fueron las más adecuadas para dar origen a la vida, a raíz de haber analizado la composición química del citoplasma (protoplasma o sustancia que rodea el núcleo de una célula y posee estructuras en las que se realizan la mayoría de los procesos vitales celulares) de las células de muchos organismos actuales y después haberlos comparado con un conjunto de elementos presentes en las aguas de los actuales océanos así como de las aguas de los actuales maniantiales geotérmicos y lagos.

Referencias
http://spanish.ruvr.ru/
http://actualidad.rt.com/

Las plantas usan su reloj interno para defenderse de insectos

Día a día, las plantas entran en un estado de defensa, preparándose para enfrentar el ataque de los insectos hambrientos que intentarán alimentarse de ellas.

Al igual que muchos seres vivos, ya es sabido que las plantas tienen un reloj interno que no depende únicamente de la luz solar. Este reloj interno, llamado ritmo circadiano, va sincronizado con la duración del día de 24 horas y les permite regular algunos mecanismos independientemente de condiciones de luz. Las hojas siguen el camino del sol, y por la noche reinician las posiciones y vuelven a mirar hacia el este para esperar el siguiente día.

Los científicos han estado interesados en averiguar que otros procesos biológicos están regulados por este ritmo circadiano de las plantas, y en un estudio genético se descubrió que hasta una tercera parte del material genético de la planta Arabidopsis (un género de plantas herbáceas de la familia de las brasicáceas, que han sido objeto de intenso estudio en época reciente como modelos para la investigación fitobiológica) está hecho para responder al reloj interno de la planta.

Un estudio para la resistencia contra las plagas conducido por biólogos de la Universidad Rice mostraron que las plantas utilizan su ritmo circadiano para anticipar los ataques diurnos de insectos hambrientos y hacen sofisticadas preparaciones para repelerlos. Uno podría pensar que las plantas solo están ahí todo el día sin hacer nada, cuando la realidad es que llevan a cabo complejos procesos para sobrevivir.

Para comprobar esto Danielle Goodspeed, una estudiante graduada en bioquímica y biología celular, diseñó un experimento. Preparó los relojes biológicos de plantas Arabidopsis y gusanos de lechugas que comen Arabidopsis. La mitad de las plantas fueron colocadas con gusanos con el ciclo regular de día-noche, mientras que la otra mitad fue colocada fuera de fase, los gusanos estaban en modo diurno mientras que las plantas estaban en modo nocturno y viceversa.

“Encontramos que las plantas cuyos relojes estaban en fase con los insectos eran relativamente resistentes, mientras que las plantas cuyos relojes estaban desfasados fueron acababas por los insectos que se alimentaban de ellas”, dijo Goodspeed.

Un experimento posterior encontró que las plantas incrementan la producción de una hormona llamada Jasmonate durante el día, que es cuando los gusanos por lo general se alimentan. Esta hormona es usada por las plantas para regular la producción de metabolitos que interfieren con la digestión de los insectos.

“La defensa de Jasmonate es empleada por virtualmente todas las plantas, incluidos los tomates, el arroz y el maíz”, dijo Chehab, quien diseñó el experimento subsecuente. “Entender como regulan las plantas estas hormonas podría ser importante para entender por que algunas pestes son más dañinas que otras, y podría ayudar a encontrar nuevas estrategias para la resistencia contra los insectos”.

La investigación fue patrocinada por la Fundación Nacional de Ciencia y la Universidad Rice en los Estados Unidos. El estudio aparecerá esta semana en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Imagen
Alton N. Sparks, Jr., University of Georgia, United States. Creative Commons Attribution 3.0 Unported

Más información
Video en Youtube sobre el estudio (en inglés)
http://www.media.rice.edu/ (en inglés)

La contaminación del aire en China impacta su economía

Contaminación en China. Imagen: Suicup. Creative Commons. — Imagen: Suicup. CC

A pesar de mejoras en la calidad del aire, el impacto económico de la contaminación atmosférica en China se ha incrementado dramáticamente, muestra un nuevo estudio del MIT.

Por Vicki Ekstrom, Joint Program on the Science and Policy of Global Change (Programa Conjunto sobre la Ciencia y la Política del Cambio Global). Original (en inglés).

Aunque China ha progresado sustancialmente en limpiar la contaminación de su aire, un nuevo estudio del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts) muestra que el impacto económico del ozono y partículas en su aire se han incrementado dramáticamente.

En décadas recientes, China ha experimentado un crecimiento sin precedentes. Pero ese crecimiento viene con un alto costo, de acuerdo al estudio, que apareció en la edición de febrero del diario Global Environmental Change (Cambio del Entorno Global). El estudio, por investigadores de un programa conjunto del MIT sobre la Ciencia y la Política del Cambio Global, analiza los costos asociados con impacto en la salud del ozono y partículas, que pueden llevar a enfermedades respiratorias y cardiovasculares.

Cuantificar los costos en labor perdida y el incremento en la necesidad por cuidado de la salud, el estudio encuentra que esta contaminación atmosférica de aire le costó a la economía China $112 mil millones de dólares en el 2005. Eso es comparado a los $22 miles de millones por dichos daños en 1975.

“Los resultados indican claramente que el ozono y las partículas han impactado sustancialmente la economía China durante los últimos 30 años”, aunque ha habido mejoras significativas en la calidad del aire detectadas en este período de tiempo, dijo Noelle Selin, una profesora asistente de sistemas de ingeniería y química atmosférica en el MIT.

Los investigadores descubrieron este gran impacto económico por que observaron los efectos a largo plazo de la contaminación atmosférica sobre la salud, no solamente el costo inmediato. Al hacerlo, encontraron que las dos principales causas del incremento del costo de la contaminación atmosférica: rápida urbanización en conjunto con un crecimiento de la población incrementó el número de personas expuestas a la contaminación atmosférica, y sueldos más altos incrementaron el costo asociado con la pérdida de productividad.

“Esto sugiere que los métodos convencionales estáticos niegan el impacto acumulativo del daño al bienestar causado por contaminación atmosférica, y otras distorsiones del mercado sustancialmente subestiman el costo en la salud de la contaminación atmosférica, particularmente las economías que crecen rápidamente como China”, dijo Kyung-Min Nam, uno de los autores del estudio y un postdoctorado en el programa conjunto Ciencia y la Política del Cambio Global.

Nam da un ejemplo del estudio mostrando que la contaminación llevó a una pérdida de $64 mil millones de dólares en el producto interno bruto en 1995. Eso comparado a un estimado estático del Banco Mundial que encontró que la pérdida era de solo $34 mil millones de dólares.

De esta manera, dijo Selin, “este estudio representa una imagen más precisa que los estudios previos”.

Kelly Sims Gallagher, una profesora asociada de política ambiental y energética en la escuela Fletcher de la Universidad Tufts, concuerda: “Este importante estudio confirma estimados anteriores de daños mayores a la economía China por su contaminación del aire, y de hecho, encuentra que los daños son aún mayores de lo que se pensaba anteriormente”.

Los investigadores calcularon estos impactos de largo término usando herramientas de modelado atmosférico y un modelado económico global extenso. Estos modelos probaron ser de especial importancia cuando se trató de medir el impacto acumulativo del ozono, el cual China comenzó a monitorear muy recientemente. Usando sus modelos, los investigadores del MIT pudieron simular los niveles históricos de ozono.

China se ha convertido en el emisor más grande del mundo de mercurio, dióxido de carbono y otros contaminantes. En los 80s, las concentraciones de partículas suspendidas de China eran al menos de 10 a 16 veces más grandes que los lineamientos anuales de la Organización Mundial de la Salud. Aún después de mejoras significativas alrededor del 2005, las concentraciones seguían siendo cinco veces más altas de lo que es considerado seguro. Estos altos niveles de contaminación atmosférica han llevado a 656,000 muertes prematuras en China cada año por enfermedades causadas por contaminación atmosférica interior y exterior, de acuerdo a los estimados de la Organización Mundial de la Salud del 2007.

“El estudio es evidencia de que un control más estricto de la contaminación del aire podría ser justificado en China”, dijo Gallagher – por que no son solo los efectos de la contaminación en la salud, sino también los efectos económicos.

China está tomando medidas para responder a estas preocupaciones de salud y económicas. En enero, la nación puso como meta limitar la intensidad del carbón (la cantidad de carbón emitida por unidad de producto interno bruto) en 17 por ciento para el 2015, comparado con los niveles del 2010.

Mientras que el estudio del MIT observó los beneficios de las medidas de control de la contaminación en la salud en China, no calculó el costo de implementar dichas medidas. Ese es un trabajo que el programa conjunto de Ciencia y la Política del Cambio Global espera alcanzar.

“Apenas vamos comenzando el emocionante programa de trabajo que involucrará modelado de los impactos energéticos, ambientales y económicos de las políticas del clima y la calidad del aire en China”, dijo Valerie Karplus, directora del proyecto Clima y Energía China. “El estudio actual ha provisto una visión inicial y una fuerte base para que esta investigación avance”.

El proyecto Clima y Energía China analizará el impacto de políticas energéticas y climáticas propuestas en China sobre la tecnología, el uso de energía el medio ambiente y el bienestar económico.

Reimpreso con permiso de MIT News.

Fuente
http://web.mit.edu/ (en inglés)

Droga para cáncer de piel revierte rápidamente el Alzheimer en ratones

Una droga usada en el tratamiento del cáncer de piel podría revertir rápidamente el deterioro patológico, cognitivo y de la memoria asociada con la enfermedad de Alzheimer, de acuerdo a un estudio publicado el jueves.

La droga Bexaroteno que se utiliza actualmente para compartir el linfoma de células T, parece que mejoró la memoria en los ratones con enfermedad de Alzheimer al reducir los niveles de placa Beta-amiloide en el cerebro, que causan déficit mental en la enfermedad de Alzheimer.

En ratones viejos con placas de amiloide más establecidas, solo siete días de tratamiento redujo el número de placas a la mitad.

“Este es un encuentro sin precedentes. Previamente, el mejor tratamiento existente para la enfermedad de Alzheimer en ratones requería de varios meses antes de reducir las placas en el cerebro”, dijo Paige Cramer, investigador que llevó a cabo el estudio.

Este mes ha sido esperanzador para pacientes que sufren de Alzheimer y demencia. Justo la semana pasada investigadores descubrieron la ruta metabólica por la que se transmite el Alzheimer, proteínas anormales Tau brincan de neurona en neurona.

Más información
http://www.medicaldaily.com/ (en inglés)

Nuevo dispositivo permitirá a celulares realizar exámenes visuales

Un grupo de investigadores de EyeNetra están trabajando en un dispositivo que convertirá teléfonos celulares en máquinas examinadoras de ojos. Se estima que 2,400 millones de personas que necesitan lentes no los tienen. Aunque el costo de los lentes ha bajado mucho, existe un problema para hacer el diagnóstico, ya que las máquinas para hacerlo son grandes y caras, por lo que no son accesibles en algunas regiones.

EyeNetra desarrolló un visor de dos dólares que se puede anexar a un teléfono celular. El paciente observa en el visor y sigue líneas coloreadas que aparecen en la pantalla mientras que un software en el teléfono traduce las respuestas en mediciones de “error refractivo,” que los optometristas usan para hacer lentes.

El objetivo de EyeNetra es el llevar los beneficios de la optometría a países en desarrollo y áreas rurales, las máquinas que EyeNetra espera reemplazar son realmente caras. Pero el exámen es solo una parte, EyeNetra quiere crear una red de proveedores que utilizarían estas prescripciones para proveer a los pacientes con los lentes necesarios a un bajo costo.

EyeNetra es una compañía basada en Cambridge, Massachusetts. Nació de una investigación realizada por el Grupo Cultural de Cámaras de los Laboratorios de Medios del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts).

Más información
EyeNetra.com (en inglés)
http://www.npr.org/ (en inglés)
Investigación que llevó a la creación de Netra (http://web.media.mit.edu/) (en inglés)

Escorpiones podrían ayudar a los diseñadores de aviones

Investigadores de la Universidad Jilin en China encontraron que el caparazón de los escorpiones podría tener la clave para disminuir la abrasión por arena que actualmente afecta rotores y el fuselaje de aviones. El androctonus australis, un escorpión desértico del norte de Africa, puede resistir fuertes tormentas de arena capaces de pelar la pintura del acero.

Han Zhiwu y sus colegas fotografiaron varios escorpiones bajo un microscopio. El equipo encontró que la armadura está cubierta de gránulos con forma de domo con 10 micrómetros de altura y entre 25 y 80 micrómetros de largo. Tras esto utilizaron un sistema de escaneo por láser para hacer un modelo tridimensional que después fue probado en simulaciones arrojando a la textura arena desde varios ángulos. El modelo predijo que si la superficie era lisa, ésta experimentaría un mayor desgaste que si tenía la textura del caparazón de los escorpiones.

Después crearon muestras de acero con la textura del caparazón de un escorpión, además de la textura con diferentes alturas, anchos y separaciones, y una muestra lisa como control. Colocaron las muestras en un túnel de viento, y estas fueron expuestas a una tormenta de arena ficticia por 5 minutos. Los investigadores encontraron que el patrón más similar al encontrado en los caparazones de los escorpiones sufrió menos abrasión que el resto, aunque no tanto como en la simulación.

Más información
http://www.economist.com/ (en inglés)