الريــم
02-07-2024, 01:40 PM
Los cient?ficos llevan décadas buscando formas de degradar materiales vegetales de manera eficiente y asequible para que puedan convertirse en bioproductos ?tiles para la vida cotidiana, como biocombustibles, detergentes, suplementos nutricionales e incluso pl?sticos. Un equipo de investigadores han concluido que las hormigas cortadoras de hojas u hormigas podadoras tienen la clave para la fabricaci?n de estos productos.
Es verdad que los cient?ficos han hallado formas de degradar plantas para producir gran variedad de productos, pero pol?meros como la lignina, que es un ingrediente principal en la pared celular de las plantas, siguen siendo incre?blemente dif?ciles de descomponer de manera asequible y sin volver a agregar contaminantes al entorno. Estos pol?meros quedan como productos de desecho sin ning?n uso posterior.
Es conocido que una comunidad microbiana especializada, compuesta por hongos, hormigas cortadoras de hojas y bacterias, degrada naturalmente las plantas, convirtiéndolas en nutrientes y otros componentes que son absorbidos y utilizados por los organismos y sistemas circundantes. Pero identificar todos los componentes y*reacciones bioqu?micas*necesarias para el proceso segu?a siendo un desaf?o importante. Hasta ahora.
Los autores del informe, que acaba de publicarse en la revista ‘Nature Chemical Biology’, han desarrollado un método que les ha permitido profundizar en el nivel molecular y ver exactamente qué componentes b?sicos forman parte del proceso de degradaci?n de las plantas, as? como qué, cu?ndo y d?nde ocurren las reacciones bioqu?micas que lo hacen posible.
Image ID:
97754007
Hormigas cortadoras de hojas.
Matthew Nelsen / Field Museu
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1000
750
El equipo descubri? importantes metabolitos y enzimas que estimulan reacciones bioqu?micas que son vitales en el proceso de degradaci?n. También observaron que las bacterias residentes en el sistema permiten que el proceso sea a?n m?s eficiente. Los autores del estudio est?n convencidos de que estos conocimientos pueden aplicarse al futuro desarrollo de biocombustibles y otros bioproductos.
‘Huertos’ subterr?neos
Las hormigas crean auténticos ‘huertos subterr?neos’ en los que ‘cultivan’ hongos que degradan los pol?meros vegetales y otros materiales. Adem?s, los remanentes de este proceso de degradaci?n son utilizados y consumidos por una gran variedad de organismos en el jard?n, lo que permite que todos prosperen. No hay desechos
Maegan Murray, responsable de comunicaci?n del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pac?fico (PNNL), explica las hormigas logran este proceso cultivando los hongos en hojas frescas en estructuras subterr?neas especializadas. Estas estructuras acaban convirtiéndose en jardines de hongos que consumen el material.
Los miembros bacterianos residentes ayudan con la degradaci?n al producir amino?cidos y vitaminas que sustentan el ecosistema general del huerto. "Es un sistema simbi?tico perfecto", subrayan los investigadores, que creen que se puede aprender de ése sistema para generar bioproductos.
Image ID:
97754097
Ilustraci?n del sistema estudiado por los cient?ficos del LNNP.
Mike Perkins y Nathan Johnson / LNNP
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1100
1200
La comunidad de hongos, no obstante, es tremendamente compleja. Si bien las plantas, los hongos, las hormigas y las bacterias son componentes activos en el proceso de degradaci?n de las plantas, "ninguno de ellos se centra en una tarea ni reside en un solo lugar", explican los autores del estudio.
Si adem?s se tiene en cuenta peque?o tama?o de las reacciones bioqu?micas que ocurren a nivel molecular, se presenta un rompecabezas incre?blemente dif?cil para los cient?ficos. Pero el nuevo método de im?genes desarrollado por estos investigadores les permite ver exactamente qué sucede durante todo el proceso de degradaci?n.
Utilizando un l?ser de alta potencia, el equipo escane? secciones de 12 micrones (un micr?n es una milésima parte de un mil?metro) de espesor de un huerto de hongos, lo que ayud? a determinar la ubicaci?n de los metabolitos en las muestras y a identificar la ubicaci?n y abundancia de pol?meros vegetales como celulosa, xilano y lignina, as? como otras moléculas.
‘Regiones calientes’
A partir de ah?, el equipo se centr? en las ‘regiones calientes’ en las que se hab?a descompuesto el material vegetal para observar enzimas, que se utilizan para iniciar reacciones bioqu?micas en un sistema vivo. Conocer el tipo y la ubicaci?n de estas enzimas les permiti? determinar qué microbios formaban parte del proceso.
Todos estos componentes juntos ayudaron a afirmar que el hongo es el principal degradador del material vegetal en el sistema. Adem?s, el equipo determin? que las bacterias transforman pol?meros vegetales previamente digeridos en metabolitos que se utilizan como vitaminas y amino?cidos en el sistema. Estas vitaminas y*amino?cidos*benefician a todo el ecosistema al acelerar el crecimiento de hongos y la degradaci?n de las plantas.
"Estas conclusiones pueden llevarse a un laboratorio y usarse para crear biocombustibles y bioproductos que son importantes en nuestra vida cotidiana", resalta Kristin Burnum-Johnson, l?der del grupo cient?fico de Biolog?a Funcional y de Sistemas del PNNL.
El equipo planea utilizar sus hallazgos para futuras investigaciones, con planes espec?ficos para estudiar c?mo las comunidades de hongos responden y se protegen en medio de perturbaciones. "Ahora entendemos c?mo estos sistemas naturales degradan muy bien el material vegetal", apunta Burnum-Johnson.
https://www.nature.com/articles/s41589-023-01536-7
...................
Contacto de la secci?n de Medio Ambiente: crisisclimatica@prensaiberica.es
أكثر... (https://www.sport.es/es/noticias/medio-ambiente/hormigas-clave-fabricacion-biocombustibles-97858602)
Es verdad que los cient?ficos han hallado formas de degradar plantas para producir gran variedad de productos, pero pol?meros como la lignina, que es un ingrediente principal en la pared celular de las plantas, siguen siendo incre?blemente dif?ciles de descomponer de manera asequible y sin volver a agregar contaminantes al entorno. Estos pol?meros quedan como productos de desecho sin ning?n uso posterior.
Es conocido que una comunidad microbiana especializada, compuesta por hongos, hormigas cortadoras de hojas y bacterias, degrada naturalmente las plantas, convirtiéndolas en nutrientes y otros componentes que son absorbidos y utilizados por los organismos y sistemas circundantes. Pero identificar todos los componentes y*reacciones bioqu?micas*necesarias para el proceso segu?a siendo un desaf?o importante. Hasta ahora.
Los autores del informe, que acaba de publicarse en la revista ‘Nature Chemical Biology’, han desarrollado un método que les ha permitido profundizar en el nivel molecular y ver exactamente qué componentes b?sicos forman parte del proceso de degradaci?n de las plantas, as? como qué, cu?ndo y d?nde ocurren las reacciones bioqu?micas que lo hacen posible.
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Hormigas cortadoras de hojas.
Matthew Nelsen / Field Museu
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El equipo descubri? importantes metabolitos y enzimas que estimulan reacciones bioqu?micas que son vitales en el proceso de degradaci?n. También observaron que las bacterias residentes en el sistema permiten que el proceso sea a?n m?s eficiente. Los autores del estudio est?n convencidos de que estos conocimientos pueden aplicarse al futuro desarrollo de biocombustibles y otros bioproductos.
‘Huertos’ subterr?neos
Las hormigas crean auténticos ‘huertos subterr?neos’ en los que ‘cultivan’ hongos que degradan los pol?meros vegetales y otros materiales. Adem?s, los remanentes de este proceso de degradaci?n son utilizados y consumidos por una gran variedad de organismos en el jard?n, lo que permite que todos prosperen. No hay desechos
Maegan Murray, responsable de comunicaci?n del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pac?fico (PNNL), explica las hormigas logran este proceso cultivando los hongos en hojas frescas en estructuras subterr?neas especializadas. Estas estructuras acaban convirtiéndose en jardines de hongos que consumen el material.
Los miembros bacterianos residentes ayudan con la degradaci?n al producir amino?cidos y vitaminas que sustentan el ecosistema general del huerto. "Es un sistema simbi?tico perfecto", subrayan los investigadores, que creen que se puede aprender de ése sistema para generar bioproductos.
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Ilustraci?n del sistema estudiado por los cient?ficos del LNNP.
Mike Perkins y Nathan Johnson / LNNP
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La comunidad de hongos, no obstante, es tremendamente compleja. Si bien las plantas, los hongos, las hormigas y las bacterias son componentes activos en el proceso de degradaci?n de las plantas, "ninguno de ellos se centra en una tarea ni reside en un solo lugar", explican los autores del estudio.
Si adem?s se tiene en cuenta peque?o tama?o de las reacciones bioqu?micas que ocurren a nivel molecular, se presenta un rompecabezas incre?blemente dif?cil para los cient?ficos. Pero el nuevo método de im?genes desarrollado por estos investigadores les permite ver exactamente qué sucede durante todo el proceso de degradaci?n.
Utilizando un l?ser de alta potencia, el equipo escane? secciones de 12 micrones (un micr?n es una milésima parte de un mil?metro) de espesor de un huerto de hongos, lo que ayud? a determinar la ubicaci?n de los metabolitos en las muestras y a identificar la ubicaci?n y abundancia de pol?meros vegetales como celulosa, xilano y lignina, as? como otras moléculas.
‘Regiones calientes’
A partir de ah?, el equipo se centr? en las ‘regiones calientes’ en las que se hab?a descompuesto el material vegetal para observar enzimas, que se utilizan para iniciar reacciones bioqu?micas en un sistema vivo. Conocer el tipo y la ubicaci?n de estas enzimas les permiti? determinar qué microbios formaban parte del proceso.
Todos estos componentes juntos ayudaron a afirmar que el hongo es el principal degradador del material vegetal en el sistema. Adem?s, el equipo determin? que las bacterias transforman pol?meros vegetales previamente digeridos en metabolitos que se utilizan como vitaminas y amino?cidos en el sistema. Estas vitaminas y*amino?cidos*benefician a todo el ecosistema al acelerar el crecimiento de hongos y la degradaci?n de las plantas.
"Estas conclusiones pueden llevarse a un laboratorio y usarse para crear biocombustibles y bioproductos que son importantes en nuestra vida cotidiana", resalta Kristin Burnum-Johnson, l?der del grupo cient?fico de Biolog?a Funcional y de Sistemas del PNNL.
El equipo planea utilizar sus hallazgos para futuras investigaciones, con planes espec?ficos para estudiar c?mo las comunidades de hongos responden y se protegen en medio de perturbaciones. "Ahora entendemos c?mo estos sistemas naturales degradan muy bien el material vegetal", apunta Burnum-Johnson.
https://www.nature.com/articles/s41589-023-01536-7
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Contacto de la secci?n de Medio Ambiente: crisisclimatica@prensaiberica.es
أكثر... (https://www.sport.es/es/noticias/medio-ambiente/hormigas-clave-fabricacion-biocombustibles-97858602)