La química, importancia y desarrollo en los campos agrícola y pecuario  (página 2)

NUTRICION DE LA PLANTA ‘’LA FOTOSINTESIS’’

Es la función por la cual las plantas verdes mediante la clorofila y en presencia de la luz solar, transforma el dióxido de carbono y el agua en sustancias hidrocarbonadas con desprendimiento de oxigeno.

Esta ruta metabólica concluye con las síntesis de carbohidratos, a partir de dióxido de carbono y agua mediante el uso dela energía radiante de la luz solar.

El proceso de la fotosíntesis ocurre en las células de organismos autótrofos, como las plantas superiores y las algas, en organelos especializados llamados cloroplastos. También se realiza en algunas bacterias en el ámbito de la membrana plasmática.

La ecuación general que describe el proceso de la fotosíntesis es la siguiente:

Luz

6CO2 + 6H2O + 18ATP C6H12O6 + 6O2 + 18ADP + 18 Pi

En otras palabras la fotosíntesis consiste en acumular energía luminosa en forma de energía química que luego es utilizada por los animales en la realización de sus diversas actividades.

La fotosíntesis es en realidad un conjunto de complejas reacciones químicas en las cuales se distinguen dos fases esenciales que son:

1. Se caracteriza por que se efectúa en presencia de la luz y en ella la energía solar (energía luminosa) captada por la clorofila se transforma en energía química. Esto ocurre mediante una serie de reacciones a partir de las cuales se forma ATP y oxigeno (O2) y de un aceptor de electrones conocido como NADPH. ( Nicotinamida Adenina Dinucleotido Fosfato + H) Ya que el ATP constituye una fuente de energía se dice también que la fase fotoquímica de la fotosíntesis es la fuente de energía de todo el proceso.

   Los pigmentos se encuentran en el interior de los Cloroplastos, en estructuras membranosas llamadas tilacoides, y en conjunto forman los denominados fotosistemas.

   Cuando la luz incide sobre una de las moléculas de clorofila, la exista, lo cual en términos químicos significa que uno de sus electrones externos salta en el ámbito de mayor energía. Este electrón es cedido de una cadena de aceptores (como los Citocromos, la Ferredoxina y la Plastocianina), hasta llegar finalmente hasta el NADP (Nicotinamida Adenina Dinucleotido Fosfato) + (ultimo aceptor), que al adquirir dicho electrón se convierte en NADPH.

   El transporte de los electrones a través de esta cadena libera energía, que es empleada en la formación del ATP, a partir de ADP y P (Adenosín Difosfato y un grupo Fosfato).

   Finalmente, el electrón que perdió la clorofila es reemplazado mediante la ruptura de una molécula de agua, produciéndose oxigeno molecular como residuo.

2. FASE LUMINOSA O FOTOQUÍMICA:
3. FASE OSCURA O BIOSINTETICA

También es conocida con el nombre de ciclo de Calvin.

Ocurre en ausencia de la luz pero en presencia de enzimas y mediante ellas se elaboran los productos finales del proceso que son el azúcar y los almidones.

Se genera la síntesis de la glucosa a partir del CO2, el ATP y el NADH producidos durante la fase luminosa. La primera parte ocurre en los cloroplastos, mientras que las reacciones finales tiene lugar en el citoplasma.

La fotosíntesis se realiza mediante materias primas, que se concentran en una sola estructura: los cloroplastos.

Las materias primas más importantes son:

El Agua absorbida por la raíz y que llega hasta las hojas por los tubos del xilema.

El anhídrido carbónico que la planta obtiene directamente del aire. Puesto que el anhídrido carbónico puede penetrar en las células solamente cuando esta disuelto, las células contiene una capa de agua que lo disuelven permitiendo así su llegada hasta el cloroplasto.

La Luz Solar pasa a través de la epidermis de la hoja, y aunque hasta la clorofila llega solamente una pequeña cantidad de ella, esta es utilizada casi en su totalidad.

En este proceso intervienen la clorofila y enzimas, elementos que no se consideran como materias primas ya que al terminar la reacción no han sido transformados.

La velocidad de la fotosíntesis depende de varios factores entre los cuales pueden mencionarse:

1. Concentración de dióxido de Carbono
2. Intensidad de luz
3. Abundancia de clorofila
4. Temperatura del ambiente

Sin embargo, los anteriores factores presentan limites de influencia favorable a la fotosíntesis.

Por ejemplo, una luz de intensidad excesiva podría destruir la clorofila. Las variaciones de temperatura provocan cambios en la velocidad de la reacción.

Algunas de la reacciones de la fotosíntesis pueden resumirse por medio de las siguientes ecuaciones:

H2O + CO2 H2CO3

AGUA + ANHÍDRIDO CARBÓNICO ÁCIDO CARBONICO

H2CO3 + O2 HCHO + 2O2

ÁCIDO CARBONICO + OXIGENO METANAL OXIGENO

6 (HCHO) C6 H12 O6

GLUCOSA (Fructuosa)

2(C6 H12 O6) -H2O C12 H22 O11

SACAROSA

n(C12 H22 O11) -n H2O C6 H10 O5

ALMIDON

Mediante la fotosíntesis las plantas ponen en evidencia su carácter de organismos autótrofos produciendo no solo los alimentos que le son útiles, sino también formando sustancias que van a ser fuente de energía para los organismos heterótrofos.

La fotosíntesis se considera como la reacción química más importante que se lleva a cabo sobre la Tierra, hasta tal punto que se cree que cada dos mil años este proceso reemplaza todo el oxigeno de la atmósfera.

Oxigeno

Alimento

La cantidad de nutrientes disponibles en una planta depende directamente de los nutrientes que contenga el suelo donde se halla plantada.

Un buen suelo es esencial para una buena cosecha. El suelo debe tener todos los nutrientes necesarios para el crecimiento de las plantas, y una estructura que las mantenga firmes y derechas. La estructura del suelo debe asegurar suficiente aire y agua para las raíces de la planta, pero debe evitar el exceso de agua mediante un buen drenaje. El humus se pierde rápidamente si al suelo se lo deja expuesto.

Los cultivos saludables crecerán solamente si el suelo tiene suficientes nutrientes. El cuadro 1 señala los tres principales nutrientes químicos que la planta necesita.

CUADRO 5 Los nutrientes y sus funciones

¿CÓMO SE ALIMENTA UNA PLANTA?

El aire, con su aporte de oxígeno y gas carbónico y las sales minerales en solución en el agua del suelo, constituyen el alimento necesario para la planta. Las sales minerales, tan importantes para la planta, proceden de las reservas orgánicas del suelo o bien de su aporte al suelo en forma de fertilizantes.

Con los elementos minerales de los vegetales podemos hacer una primera división en función del porcentaje con que forman parte de la materia seca vegetal; así podemos distinguir entre dos categorías

Elementos básicos:

Se consideran 12 elementos que constituyen el 99% de la materia seca vegetal, entre ellos destacamos: Carbono, Oxígeno, Calcio, Hidrógeno. Nitrógeno, Azufre, Fósforo, Potasio, Magnesio… A su vez, dentro de los que se aportan con los fertilizantes, se pueden establecer otras dos categorías vegetal., así podemos distinguir entre:

Macronutrientes elementos primarios. La planta para su correcto desarrollo precisa recibirlos de forma abundante: Nitrógeno (N), Fósforo (P2O5) y Potasio (K2O)

 Macronutrientes elementos secundarios. Imprescindibles para la alimentación vegetal y en muchas ocasiones, escasos en los terrenos de cultivo. Si su nivel es insuficiente, el abonado periódico es tan importante como el de cualquier otro macronutriente. Sus deficiencias no suelen presentarse en parcelas aisladas sino en comarcas. Calcio (CaO), Magnesio (MgO), Sodio (Na2O) y Azufre (SO3)

Microelementos u oligoelementos

En su conjunto representan una parte insignificante del peso de la planta, pero son también importantes para las mismas: Boro (B), Cobre (Cu), Hierro (Fe), Manganeso (Mn), Molibdeno (Mo), Cinc (Zn), entre otros.

¿QUÉ SON PLAGAS Y ENFERMEDADES?

Un buen agricultor debe saber la manera de controlar las plagas y enfermedades de sus cultivos, para lo cual debe conocer qué son plagas y enfermedades. Lo primero que se debe aprender es a reconocer el tipo de plaga o enfermedad que está causando el problema de salud de la planta. Puntos a recordar:

• Las plagas y enfermedades son causadas por seres vivos: insectos, hongos y bacterias. Generalmente no pueden sobrevivir sin un lugar adecuado.
• Los insectos pueden ser vistos en las plantas o en el suelo. Dañan las plantas al masticar las hojas; la raíz o el fruto al chupar la savia de las hojas, el tronco o el fruto. No todos los insectos son plagas, algunos (por ejemplo las abejas) polinizan las flores ayudando a que el cultivo tenga frutos y semillas.
• Los hongos son muy pequeños y atacan cualquier parte de la planta. Un signo de la presencia de hongos puede ser una substancia polvorosa debajo de las hojas, manchas de podrido, puntos negros en el tallo, hojas y fruto marchitos por podrido de raíz. Los hongos se propagan a través de la lluvia cuando salpica las hojas con la tierra, o pueden ser llevados por el viento de una planta a otra.
• Las bacterias y los virus sólo pueden ser vistos al microscopio. Producen podrido en raíces y tallos, exudados de savia, hojas torcidas o rayadas con franjas, manchas negras y otros síntomas. Se propagan por el agua, el suelo y las plantas infectadas.

CUADRO 7 Plagas y enfermedades comunes en huertos

NUTRICIÓN ANIMAL

Los animales, como todos los seres vivos, deben tomar del medio exterior las sustancias necesarias para mantener sus estructuras y realizar sus funciones.

Estas sustancias reciben el nombre de nutrientes y el conjunto de procesos que llevan a cabo para obtenerlas y utilizarlas se llama nutrición.

Los animales son seres heterótrofos, lo que quiere decir que necesitan alimentarse de materia orgánica ya elaborada (alimento), producida por los seres autótrofos. Al tener que tomar sustancias orgánicas ya elaboradas, los animales deben "hacerlas suyas", es decir incorporarlas a su organismo para poder utilizarlas. Surge así la necesidad de un aparato digestivo que transforme esta materia vegetal o animal, en pequeñas moléculas asimilables por las células del organismo. Si el organismo es complejo, para llevar el alimento a las células de su cuerpo precisa de un sistema de transporte: el aparato circulatorio.

La utilización de los nutrientes por las células para obtener energía, implica la necesidad de O2. Por tanto, el O2 procedente del exterior debe incorporarse al organismo problema que se resuelve a través del aparato respiratorio. .

Las células del organismo, realizan entonces con los nutrientes y el O2 los procesos metabólicos para obtener la materia y la energía necesarias. En estos procesos, además del CO2, se producen otras sustancias de desecho, que deben ser eliminadas, lo cual implica la necesidad de un aparato excretor

Para realizar la nutrición, el organismo necesita por tanto cuatro aparatos:

1. Aparato digestivo:  se encarga de tomar el alimento del exterior, digerirlo y absorberlo.
2. Aparato circulatorio:  transporta, por el interior, todos los productos digeridos y absorbidos, así como los desechos originados en los procesos de nutrición.
3. Aparato respiratorio:  toma el oxígeno del aire y expulsa el CO2 sobrante.
4. Aparato excretor:  concentra y expulsa al exterior las sustancias tóxicas producidas en las funciones de nutrición.

PROCESOS DE LA NUTRICIÓN ANIMAL.

Se pueden considerar las siguientes etapas:

1.- Ingestión De Los Alimentos:

Consiste en la incorporación de los alimentos mediante los órganos situados en la boca o en sus proximidades. Los alimentos pueden ser:

• Alimentos líquidos. Muchos animales toman sólo líquidos, como jugo de plantas, sangre o materia animal disuelta. Tienen estos animales, estructuras chupadoras de diversas clases.
• Alimentos de partículas sólidas microscópicas. En este caso la ingestión se realiza por medio de filtros localizados en la boca y en los cuales quedan retenidas las partículas.
• Alimentos sólidos en grandes fragmentos. La ingestión se realiza cortando y masticando. Las estructuras que realizan este proceso son las mandíbulas y los dientes.

2.- Digestión:

Consiste en la transformación de las macromoléculas componentes de los alimentos en moléculas sencillas, que pueden ser absorbidas y utilizadas por las células del propio organismo. Dependiendo de la complejidad de los animales, la digestión puede ser:

• Digestión intracelular: Propia de organismos unicelulares (protozoos) y de algunos pluricelulares sencillos, como las esponjas. Al carecer de medio interno, la digestión se efectúa dentro de las células y los lisosomas vierten sus enzimas digestivos a las vacuolas digestivas. Después de realizar la digestión, los productos de desecho se expulsan al exterior por una vacuola fecal.
• Digestión mixta. Algunos metazoos inferiores, como los celentéreos tienen una digestión en parte intracelular y en parte extracelular. Estos animales poseen, tapizando la cavidad gástrica, unas células secretoras de enzimas. Los alimentos llegan a dicha cavidad y empiezan a ser digeridos (digestión extracelular). Las partículas parcialmente digeridas son fagocitadas por otras células de la pared de la cavidad gástrica, terminando allí la digestión (digestión intracelular). Los residuos se expulsan a la cavidad gástrica y posteriormente al exterior.
• Digestión extracelular: Característica de animales superiores, que tienen un tubo digestivo dividido en varias partes, en cada una de las cuales se segregan distintos enzimas digestivos específicos. La digestión , por tanto , se va realizando de una forma gradual. Es el aparato digestivo que veremos con más detalle.
• 1. Transporte de los Alimentos Digeridos a las Células:

  2. Una vez transformados los alimentos en sustancias asimilables, la sangre y el aparato circulatorio tienen la misión de transportar estas sustancias a todas las células. En este proceso, el aparato respiratorio es el encargado de llevar el oxígeno a las células.

     Las moléculas nutritivas digeridas y transportadas por la sangre, son transformadas en el interior de la célula en energía (catabolismo) o bien utilizadas para la síntesis de moléculas más complejas ( anabolismo).

  3. Metabolismo Celular:
  4. Excreción:

  Por último, los residuos metabólicos son expulsados al exterior por medio del aparato excretor.

  COMPOSICIÓN DE LOS ALIMENTOS

  Agua (H2O) y materia seca

  Cuando una muestra de alimento esta colocada en un horno a una temperatura de 105deg.C durante 24 horas, el agua evapora y el alimento seco restante se llama materia seca. Los alimentos contienen cantidades diferentes de agua. En sus etapas inmaduras las planta contienen 70-80% agua (es decir 20-30% materia seca). Sin embargo, las semillas no contienen más de 8 a 10% de agua (y 90 a 92% materia seca).

  La materia seca del alimento contiene todos los nutrientes (excepto agua). La cantidad de agua en los alimentos es típicamente de poca importancia. La composición nutricional de los alimentos es comúnmente expresada como porcentaje de materia seca (%MS) en lugar de porcentaje del alimento fresco (% "como alimentado") porque:

  • La cantidad de agua en los alimentos es muy variable y el valor nutritivo es más fácilmente comparado cuando se expresa en base a materia seca.
  • La concentración de nutriente en el alimento puede ser directamente comparada a la concentración requerida en la dieta.

  Materia orgánica y minerales

  La materia orgánica en un alimento puede ser dividida en materia orgánica y inorgánica. Compuestos que contienen carbón (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N) son clasificados como orgánicos. Los compuestos inorgánicos o minerales son los demás elementos químicos (calcio, fósforo etc.). Cuando una muestra de alimento esta colocada en un horno y mantenida a 550deg.C por 24 horas la materia orgánica esta quemada y la materia restante es la parte mineral, llamada ceniza. En las plantas, el contenido de minerales varia entre 1 a 12%. Los forrajes usualmente contienen más minerales que semillas o granos. Los subproductos de animales que contienen huesos pueden tener hasta 30% minerales (principalmente calcio y fósforo). Minerales son frecuentemente clasificados como macro- y micro minerales (Cuadro 1). Esta distinción se base solo en la cantidad requerida por los animales. Algunas minerales posiblemente son esenciales (por ejemplo bario, bromo, níquel) y otros son reconocidos por tener un efecto negativo en la digestibilidad de los alimentos (por ejemplo silico).

  Cuadro 6: Los minerales requeridos en la dieta de animales y sus símbolos químicos

  Marco Mineral	Símbolo químico
  Calcio	Ca
  Fósforo	P
  Magnesio	Mg
  Sodio	Na
  Potasio	K
  Cloro	Cl
  Azufre	S
  Yodo	I
  Hierro	Fe
  Cobre	Cu
  Cobalto	Co
  Manganeso	Mn
  Molibdeno	Mo
  Zinc	Zn
  Selenio	Se

  NUTRIENTES QUE CONTIENEN NITRÓGENO

  El Nitrógeno se encuentra en proteínas y otros compuestos, incluidos en la materia orgánica de un alimento. Las proteínas son compuestos de una o más cadenas de aminoácidos. Hay 20 aminoácidos que se encuentran en proteínas. El código genético determina la estructura de cada proteína, que en su turno establece una función específica en el cuerpo. Algunos aminoácidos son esenciales y otros no-esenciales. Los aminoácidos no-esenciales pueden ser sintetizados en el cuerpo, pero los aminoácidos esenciales deben estar presentes en la dieta.

  Parte del nitrógeno en los alimentos se llama nitrógeno no-proteína (NNP) porque el nitrógeno no se encuentra como parte de la estructura de una proteína. Nitrógeno no-proteína (por ejemplo amoniaco, urea, aminos, ácidos nucleicos) no tienen valor nutritivo para los animales de estomago sencillo. Sin embargo en los rumiantes, nitrógeno no-proteína puede ser utilizado por las bacteria del rumen para sintetizar aminoácidos y proteínas que benefician la vaca.

  Un químico danés, J.G. Kjeldahl, desarrolló un método en 1883 para determinar la cantidad de nitrógeno en un compuesto. En promedio en proteínas el contenido de nitrógeno es 16%. Así, el porcentaje de proteína en un alimento es típicamente calculado como el porcentaje de nitrógeno multiplicado por 6.25 (100/16 = 6.25). Esta medida se llama la proteína cruda. La palabra cruda refiere a que no todo el nitrógeno en el alimento esta en forma de proteína. Usualmente la cifra para proteína cruda da un sobre-estimado del porcentaje verdadero de proteína en un alimento. La proteína cruda en forrajes se encuentra entre menor de 5% (residuos de cosechas) hasta más de 20% (leguminosas de buena calidad). Subproductos de origen animal son usualmente muy ricos en proteína (más de 60% de proteína cruda).

  NUTRIENTES QUE CONTIENEN ENERGÍA

  Al contraste de otros nutrientes, el contenido de energía en un alimento no puede ser cuantificada por un análisis del laboratorio. La cantidad de energía en los alimentos es mejor medido vía experimentación. En el cuerpo el carbón (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O) de los carbohidratos, lípidos y proteínas puede ser convertido a H2O y CO2 con la liberación de energía. La megacaloría (Mcal) es típicamente utilizado como una unidad de energía, pero el joule (J) es la unidad oficial de medida. Por ejemplo en los alimentos para las vacas lecheras, la energía esta expresada como de energía neta de lactancia (ENl). Esta unidad representa la cantidad de energía en el alimento que es disponible para el mantenimiento del peso corporal y la producción de leche. Por ejemplo, requiere 0.74 Mcal ENl para producir 1kg. de leche y la energía en los alimentos es entre 0.9 y 2.2 Mcal ENl/kg. materia seca.

  Las cantidades de lípidos y otras sustancias grasosas son determinadas por un método que se llama extracción con éter y ellos usualmente rinden 2.23 veces la energía que carbohidratos. Sin embargo la mayoría de energía en forrajes y muchos concentrados vienen principalmente de los carbohidratos. Los alimentos para algunos animales usualmente tienen menos de 5% de lípidos pero 50-80% de carbohidratos.

  Hay tres clases principales de carbohidratos en plantas:

  • Azucares sencillos (glucosa, fructosa)
  • Carbohidratos de almacenamiento (almidón) también conocidos como carbohidratos no-fibrosos, no-estructurales, o que no son parte de las paredes de las células
  • Carbohidratos estructurales, conocidos como fibrosos, o de la pared de las células (celulosa y hemicelulosa).

  La Glucosa se encuentra en alta concentración en algunos alimentos (melaza, suero de leche). El Almidón es un componente importante de los granos de cereales (trigo, cebada, maíz etc.). La Celulosa y hemicelulosa constituyen cadenas largas de unidades de glucosa. El enlace químico entre dos unidades de glucosa es fácilmente roto en el caso de almidón, pero en celulosa el enlace resiste el ataque de enzimas digestivas de los mamíferos. Sin embargo, algunas bacteria posean las enzimas que pueden extraer las unidades adicionales de glucosa de células y hemicelulosa.

  La Celulosa y hemicelulosa son asociadas con lignina, una sustancia fenólica en la pared de la célula. La fibra, o cantidad de pared de células, en un alimento tiene efectos importantes en su valor nutritivo. En general, el más bajo el contenido de fibra, el más alto el contenido de energía.

  En muchos países, el contenido de fibra cruda es la medida oficial para determinar el contenido de fibra en un alimento. Sin embargo, no es un método preciso para medir las paredes de las células. Un procedimiento más reciente es la determinación de fibra neutro detergente (FND) en el laboratorio, que ofrece un estimación más precisa del total de fibra en el alimento. FND incluye celulosa, hemicelulosa y lignina. Los azucares en la fibra son fermentados lentamente por las bacterias en el rumen en el caso de las vacas, pero la materia que no se encuentra en las paredes de las células es fácilmente accesible a las bacterias.

  Usualmente los carbohidratos no fibrosos no son cuantificados por análisis, pero en base de cálculos, restando la ceniza, proteína cruda, extractos de éter del total y asumiendo que el resultado representa los FND.

  VITAMINAS

  El contenido de vitaminas en un alimento no esta determinado rutinariamente pero son esenciales en pequeñas cantidades para mantener la salud. Las vitaminas son clasificadas como solubles en agua (9 vitaminas del complejo B y vitamina C) y solubles en grasa (ß-caroteno, o provitamina A, vitaminas D2, D3, E y K. En algunos animales, las vitaminas del complejo B no son esenciales porque las bacterias de su estomago no las pueden sintetizar.

  • Vitamina D:

  La vitamina D existe en dos formas, ergosterol o vitamina D2 y colecalciferol o vitamina D3. Aunque ambas formas son activas, la vitamina D3 tiene una actividad 10 veces mayor que la vitamina D2 en aves y entre 2 y 3 veces en rumiantes. Sin embargo, en porcino no está claro si las dos formas tienen una actividad equivalente o si los cerdos discriminan entre las dos formas.

  La vitamina D3 o colecalciferol tiene que ser metabolizada en el organismo animal para producir la forma 25-hidroxicolecalciferol (25-0HD3) en el hígado y la forma 1,25-dihidroxicolecalciferol (1,25-diOHD3), que es la forma activa u hormonal de la vitamina, en el riñón. La 1,25-diOHD3 actúa a nivel intestinal estimulando la síntesis de proteínas que ligan el calcio para absorberlo. Una suplementación con una dosis de 550 a 1.100 µg de vitamina D3/kg (22.000 a 44.000 UI/kg) en lechones de 10 a 20 kg puede tener efectos tóxicos con reducciones de crecimiento y empeoramiento del índice de conversión con aparición de calcificación de tejidos blandos a dosis de 6.250 µg de colecaciferol/kg de pienso.

  La mayor parte de la investigación que se ha llevado a cabo con vitamina D3 en los últimos años ha estado encaminada a establecer su posible eficacia en la prevención de la discondroplasia tibial en broilers. Se determinó que la mejor combinación de 1,25-diOHD3 y calcio para prevenir los problemas de patas en broilers era de 5 µg/kg de la vitamina con un 1% o menos de calcio. Se estimaron que se necesitaban 6 µg/kg de 1,25 diOHD3 para disminuir la incidencia y severidad de la discondroplasia tibial aumentando la concentración de cenizas en hueso en uno de los dos experimentos. Este efecto parece que se puede apreciar en líneas genéticas en las que la incidencia de discondroplasia tibial es relativamente baja.

  Se observó que la concentración de 1,25-diOHD3 en plasma de broilers de una línea con alta incidencia de discondroplasia tibial era igual a la de otra con menor incidencia a un día de edad pero era entre un 40 y un 50% inferior a los 7, 14 y 21 días de edad.

  Para intentar paliar este problema se ha intentado suministrar vitamina D3 a broilers en forma hidroxilada en los carbonos 25 ó 1 y 25. Observaron que la 1,25-diOHD3 era poco efectiva en la reducción de discondroplasia tibial en una línea genética seleccionada para tener una alta incidencia de discondroplasia tibial. De igual forma, llegaron a la conclusión de que la 25-OHD3 previene en parte la aparición de discondroplasia tibial en líneas con baja incidencia de la misma, pero no en las líneas con alta incidencia. Por tanto, parece que en las líneas genéticas con alta incidencia de discondroplasia tibial hay una alteración del metabolismo de la vitamina D3 y/o en la actividad de algunos enzimas que intervienen en la remodelación ósea.

  Otro aspecto de la utilización de la vitamina D3 que ha despertado gran interés es el uso de la forma 25-OHD3, con lo que se evita el proceso de hidroxilación a nivel hepático. En 1995 se indicaron que la forma 25-OHD3 mejoró el crecimiento y el índice de conversión de pollos broiler en un total de 10 estudios. Para sustituir parte del colecalciferol en el pienso por 25-OHD3, en 1997 se estimó que 20 mg de 25- OHD3 eran equivalentes a 40 mg de colecalciferol tomando como criterio de respuesta la resistencia ósea.

  • Vitamina E:

  La vitamina E tiene distintas funciones en el organismo, gracias a su función como antioxidante. En los últimos años se ha prestado especial atención a su influencia a nivel reproductivo y transferencia a las crías y, a su influencia en la función del sistema inmunitario y al efecto estabilizador de los procesos oxidativos de la carne.

  Los efectos de una suplementación extra de vitamina E sobre la prolificidad de las cerdas no son consistentes. Aunque en algunos trabajos se detectan mejoras, en otros no ocurre así. No observaron mejoras en la productividad de cerdas cuando se inyectaban 600 UI de vitamina E a los 110 días de gestación o cuando se añadían 50 UI de vitamina E a los piensos de gestación y lactación.

  El tocoferol cruza a un ritmo muy lento la barrera placentaria, lo que explica su bajo contenido en los tejidos de los lechones recién nacidos. Durante los últimos 10 días de gestación, la concentración de vitamina E y selenio en el plasma de la cerda disminuye, produciéndose una concentración en la glándula mamaria para pasar al calostro, donde la concentración es 5 veces superior a la de la leche. La administración de vitamina E en la dieta o por inyección puede corregir esta disminución en cerdas y en vacas de leche. Si se incrementan los niveles de vitamina E a 50 IU/kg en los piensos de gestación y lactación se incrementa la concentración de vitamina E en el calostro y leche y, como consecuencia, en los tejidos de los lechones De esta forma, observaron que la suplementación de las madres con 140 ppm de vitamina E en lactación mejoraba los rendimientos de los lechones frente a 40 ppm.

  Además, observaron un efecto positivo de la suplementación a los lechones con 200 ppm de vitamina E sobre una dieta basal en crecimiento e índice de conversión.

  El aspecto que ha llamado más la atención del uso de la vitamina E es su papel como antioxidante en la carne, mejorando la estabilidad de la oximioglobina y de la grasa, con lo que se mantiene el color y se retrasa el proceso de enranciamiento de las grasas. Para conseguir estos efectos se necesitan dosis mucho más elevada que las necesarias para obtener los máximos crecimientos. Administraron 100 mg de vitamina E/kg de pienso de porcino y observaron que había una mejora de la palatabilidad del lomo, mayor concentración de tocoferol en la misma y menor oxidación, aunque otros aspectos de la calidad de la misma no se vieron afectados. También observaron que los jamones de cerdos que habían consumido 200 mg de vitamina E/kg eran menos susceptibles a los procesos de oxidación y eran preferidos en paneles de degustación a la carne de jamón de cerdos que consumían un pienso con 8 mg de vitamina E/kg entre los 45 y 100 kg de peso vivo. En experimentos con terneros, observaron que la suplementación de piensos de terneros con 1.000 ó 2.000 UI de vitamina E/día y cabeza mejoró el color de los filetes, disminuyó la oxidación de la grasa e hizo que los filetes de terneros suplementados fueran más aceptables para un panel de consumidores. Observaron que la administración entre 500 y 1000 UI de vitamina E/cabeza/día eran durante 90-100 días antes del sacrificio eran suficientes para mejorar la durabilidad de la carne, basándose en estudios de campo.

  El mismo tipo de efecto observado en carnes de vacuno y de porcino se ha podido observar en carne de ave. Observaron que, para optimizar el contenido de vitamina E en músculo y la estabilidad frente a la oxidación, había que administrar 200 mg de α -tocoferil acetato/kg durante 4 semanas antes del sacrificio. Obtuvieron resultados similares en pavos, a los que habνa que administrar entre 10 y 25 veces la recomendación nutricional del NRC (1994) para

  conseguir el mejor color y disminuir los procesos de oxidación durante el almacenamiento de carne en refrigeración y en congelación. También en carne de pavo precocida se ha observado que la suplementación con 200 UI de dl-α -tocoferil-acetato de los 105 a los 122 días disminuía la oxidación y la producción de aldehídos volátiles, asociados con olores extraños, que se producen en la carne precocida e irradiada.

  • Vitamina A. Interacciones Entre Vitaminas Liposolubles:

  El interés en investigar las necesidades de vitamina A ha sido mucho menor que el que se ha prestado a las vitaminas E y D. Algunos trabajos se han orientado hacia la determinación de la función como estimulante del sistema inmunitario por su función antioxidante o a su función en el sistema reproductivo de la cerda.

  Observaron que la inyección de 1.000.000 UI de vitamina A incrementaba el número de embriones recuperado a los 11 ½ días de gestación. Sin embargo, detectaron un aumento de la longitud del útero a los 44 a 46 días de gestación tras la suplementación con retinil palmitato pero no un aumento del número de fetos, peso fetal, o concentración de proteína de transporte del retinol a nivel del endometrio.

  En un estudio cooperativo entre cuatro estaciones experimentales, inyectaron cerdas con placebo, 250.000 o 500.000 UI de vitamina A en el momento de la cubrición y del parto. La única diferencia que observaron fue un mayor número de lechones destetados por camada en las cerdas inyectadas con vitamina A.

  Algunos trabajos experimentales han intentado determinar si el exceso o concentraciones relativamente elevadas de una vitamina liposoluble puede afectar la concentración de otras vitaminas del mismo grupo a nivel sanguíneo o en otros tejidos.

  Las conclusiones que obtienen no son siempre coincidentes. Concluyeron que un exceso de vitamina A no afectaba de forma negativa el crecimiento de cerdos en cebo, ni la concentración de α -tocoferol en suero y tejidos. Por el contrario, administraron cantidades de vitamina A que oscilaban entre 0 y 200 veces las recomendaciones del NRC. Al aumentar la suplementación con vitamina A, aumentaba la concentración de retinol en plasma pero disminuía la concentración de α -tocoferol en plasma y en hígado. La conclusión es que no se deben superar concentraciones de vitamina A superiores a 10 veces las recomendaciones del NRC. También observaron que la suplementación con vitamina A disminuye la concentración de vitamina E en terneros Hosltein .

  • Vitaminas del Grupo B:

  Dentro del grupo B de vitaminas, se ha prestado especial atención a la influencia del ácido fólico sobre la reproducción porcina. En su última revisión de las necesidades de cerdas gestantes, el NRC, basándose en distintas publicaciones hasta el año 1994, aumentó las necesidades en cerdas gestantes a 1,3 mg de ácido fólico/kg frente a los 0,3 mg/kg de la edición anterior. Desde entonces se han publicado varios artículos más con datos referentes al efecto de esta vitamina sobre la reproducción porcina. Estimaron las necesidades de ácido fólico en distintas fases de la gestación, concluyendo que las mismas son de 10,1 mg/kg.

  Se suplemento el pienso de cerdas con 15 mg de ácido fólico desde dos semanas antes de la aparición del celo hasta 15 días después de la cubrición y observaron que esta suplementación atenuaba la disminución de folatos en suero que se producía en el control sin suplementar. Por otro lado, Observaron que suplementando los piensos de gestación con 2 mg de ácido fólico/kg no se incrementaba el número de fetos a los 45 días de gestación, pero aumentaba la longitud y el peso fetal así como su contenido en proteína y RNA. En cuanto a las necesidades de ácido fólico para el crecimiento, los trabajos publicados sitúan las necesidades por encima de las estimadas por el NRC, que se basaban en publicaciones de los años 5º y 60. Calcularon las necesidades totales de ácido fólico para broilers en 2 mg/kg basándose en crecimientos, índices de conversión y algunos criterios metabólicos. Estudiaron la interacción del ácido fólico con la colina y aminoácidos azufrados. Cuando no se incluía colina en el pienso, las necesidades de ácido fólico eran de 1,5 mg/kg, mientras que, cuando se incluía colina, las necesidades eran de 1,2 mg/kg. En otro trabajo, se demostraron las interacciones entre el ácido fólico y metionina, obteniendo las mejores respuestas en crecimiento e índices de conversión con concentraciones de ácido fólico de 0,92 a 1,79 mg/kg y entre 0,84 y 0,87% de aminoácidos azufrados.

  Dentro de este grupo de vitaminas, se están iniciando trabajos encaminados a revisar las necesidades para maximizar los rendimientos productivos. Se concluyeron que las concentraciones de riboflavina, niacina, ácido pantoténico, cobalamina y ácido fólico necesarias para optimizar los procesos productivos eran superiores a las publicadas en el NRC. Posteriormente, se han estimado que las necesidades de riboflavina para la deposición de músculo son cinco veces superiores a las de deposición de grasa. Se determinaron que las necesidades de piridoxina en cerdos entre los 7 y 56 kg de peso vivo eran de 10 ppm, basándose en determinaciones de crecimiento y criterios metabólicos en animales canulados.

  • Cromo:

  El interés en determinar si la suplementación con cromo en formas orgánicas mejora alguno de los aspectos productivos del ganado porcino y bovino se basa en su funcionamiento como cofactor en el factor de tolerancia a la glucosa, de forma que favorece la acción de la insulina, con una desaparición más rápida de la glucosa.

  Por este motivo se ha prestado atención a sus posibles efectos sobre la reproducción porcina y sobre los crecimientos y porcentaje de magro en la canal.

  Los resultados de la suplementación con cromo sobre parámetros reproductivos no son siempre constantes. Se inyectaron 200 mg de cromo quelado a cerdas reproductoras a los 0, 60 y 100 días de gestación y observaron un aumento en la concentración de IGF-1 a los 113 días de gestación, pero no observaron efectos positivos en la supervivencia de los embriones o en otros criterios de desarrollo uterino.

  Sin embargo, observaron que la administración de fuentes orgánicas de cromo a cerdas desde los 40 kg de peso y durante dos partos incrementaba el número de lechones por camada. En otro experimento, no observaron efectos significativos de la suplementación de los piensos de cerdas gestantes, lactantes, o ambas con 200 ppb de cromo orgánico. Una de las mayores dificultades para observar diferencias significativas en parámetros reproductivos es la elevada variabilidad asociada a ellos y, por tanto, el número de animales implicados en estudios de este tipo tiene que ser muy elevado.

  En estudios realizados con vacas, observaron que la adición de 0,5 g de cromo quelado con aminoácidos aumentaba la producción de leche en el primer parto pero no observaron efectos significativos en la producción de vacas multíparas. Se sugieren que las vacas primíparas podrían haber pasado por un período carencial de cromo al final de la gestación y principio de la

  lactación y no en fases posteriores de producción.

  Los efectos de la suplementación con cromo sobre el crecimiento y la cantidad de magro en la canal han despertado todavía más interés que el efecto sobre los parámetros reproductivos.

  Los resultados productivos no han sido siempre consistentes entre experimentos, de forma que algunos autores han intentado explicar los factores que pudieran causar estas discrepancias. Uno de los factores a considerar es la duración de la suplementación. Observaron una mejora en la deposición de tejido magro y un descenso en la acumulación de grasa cuando se suplementaba el pienso con 200 ppb de cromo desde los 27 a los 109 kg. Sin embargo, observaron efectos similares cuando la suplementación se hacía entre los 57 y los 106 kg de peso, pero no cuando se comenzaba a suplementar a los 19 kg. Además, no observaron efectos favorables de la suplementación con 50, 100, 200 o 400 ppb de cromo en forma de nicotinato o picolinato sobre el crecimiento de lechones en la fase de arranque.

  El segundo factor que se puede considerar es la influencia del sexo. Observaron que la suplementación con cromo de los 26 a los 117 kg mejoraba el porcentaje de magro en machos castrados pero no en hembra. Observaron efectos positivos de la suplementación con cromo en un trabajo en el que sólo se utilizaron machos castrados. Estas diferencias en la respuesta a la suplementación con cromo se pueden deber a diferencias en la cinética de la glucosa.

  Observaron que los machos castrados a los que se da un suplemento de cromo tienen mayor tolerancia a la glucosa puesto que ésta desaparece más rápidamente de la circulación y tiene menor vida media. Sin embargo, este efecto no se observa en las hembras. También el tipo de alimentación podría influir en el efecto del cromo. Se oobservó que el picolinato de cromo mejoraba los crecimientos y los índices de conversión en piensos bajos en proteína, pero no en

  piensos con alto contenido proteico. Sin embargo, no observaron mejoras en los crecimientos de machos castrados ni hembras suplementados con picolinato de cromo y ésta ausencia de efectos era independiente del tipo de pienso formulado.

  Finalmente, la forma de suplementación también puede ser de importancia, puesto que puede variar la disponibilidad del cromo. Observaron que el picolinato de cromo era más eficaz que el cloruro de cromo para mejorar la calidad de la canal. La consideración de estos factores, junto con el grado de estrés al que están sometidos los animales, puede ir permitiendo obtener un mayor cuerpo de información para establecer las condiciones de uso del cromo en alimentación

  animal y si existe una necesidad mínima del mismo.

  • Zinc:

  La investigación sobre el zinc ha tenido dos orientaciones principales. Una de ellas es la utilización de dosis muy por encima de las nutricionales y próximas a dosis tóxicas, con el objetivo de disminuir la incidencia de problemas entéricos. Esta forma de utilización del zinc no se va a cubrir en este apartado, sino que se va a dedicar únicamente a los estudios nutricionales, que han tenido como principal objetivo intentar establecer los criterios de respuesta para determinar las necesidades y comparar la disponibilidad del zinc de distintas fuentes. Estudiaron cómo la adición de Zn hasta 255 ppm en forma de óxido de zinc aumentaba la concentración de. este elemento en tejidos sin afectar la de otros minerales. Según Henry(…?), sería la concentración de Zn en hígado y riñón los mejores tejidos para indicar el estado nutricional de zinc en rumiantes, puesto que la concentración en estos tejidos variaba cuando se aumentaba la concentración de zinc en la dieta de 500 a 2500 mg/kg. No se observó respuesta en corazón, hueso o músculo.

  Otro criterio utilizado para determinar la disponibilidad de zinc es la cantidad de cenizas en hueso o la actividad de enzimas específicos que dependen de la presencia de este microelemento. Así, determinaron la disponibilidad del óxido de zinc, del metioninato de zinc y de un complejo de zinc con un polisacárido utilizando como criterios de respuesta la actividad de la fosfatasa alcalina y de la superóxido dismutasa por ser los que mejor respondían a la suplementación con zinc de dietas marginales en zinc. También observaron que la respuesta de la metalotioneína intestinal era distinta según fuera la suplementación con formas orgánicas o inorgánicas. Utilizaron como criterio de respuesta la concentración de metalotioneína en hígado. En un primer estudio calcularon biodisponibilidades relativas de 100, 106 y 76 para el sulfato de zinc, el óxido de zinc y el zinc metal, respectivamente. En un segundo estudio vieron que había diferencias importantes en la biodisponibilidad de zinc según el origen del mismo. Utilizando sulfato de zinc y óxido de zinc de dos orígenes distintos cada uno, los sulfatos tenían biodisponibilidades de 100 y 86 y las dos formas de óxido de zinc 87 y 79. Finalmente, también se pueden usar medidas de digestibilidad o de retención. De esta forma, Observaron que, aunque el balance de zinc era similar cuando se usaban formas orgánicas o inorgánicas, cuando se suplementaba zinc en forma de óxido, el zinc suponía un mayor porcentaje del zinc en heces y orina y no era utilizado.

  PRODUCCION ANIMAL

  INTRODUCCION

  El conocimiento de Reproducción Animal, en su concepto más actual incluye toda una serie de áreas temáticas muy diversas, que van desde los aspectos más básicos de la fisiología de la reproducción o la manipulación de los gametos, a otros más aplicados a la mejora de los rendimientos reproductivos dentro de un determinado sistema de explotación.

  En la actualidad estas áreas temáticas han ido evolucionando de forma muy rápida, observándose nuevas líneas dentro de los campos de la endocrinología, la biología celular y molecular y la biotecnología. En su contenido abarca los diferentes aspectos actuales relacionados con la materia, en las especies de mayor interés como ganado vacuno, porcino, ovino y caprino, desde los conceptos básicos de biología reproductiva, las tecnologías aplicadas al control de la reproducción y biotecnología.

  Su estudio comprende:

  – Control del ciclo sexual y del desarrollo folicular y la ovulación

  – Fotoperíodo y reproducción

  – Producción, congelación y transferencia de embriones

  • Prácticas sobre TE y técnicas de valoración de la actividad endocrina y ovárica: RIA, ELISA, Ecografía y Laparoscopia.

  – Manejo reproductivo

  – Manejo y determinación de la aptitud reproductiva

  – Patología y control reproductivo

  – Medicina de la producción programas de control reproductivo

  – Producción y congelación de embriones producidos in vivo e in Vitro.

  – Estructura y funcionamiento. Resultados reproductivos.

  – Predeterminación del sexo y síndrome de gigantismo de embriones producidos in vitro (EPIV).

  – Manejo reproductivo y programa de gestión

  – Estructura y sistemas de explotación

  – Nuevas técnicas desarrolladas en IA y congelación de semen

  – Bioquímica seminal, resultados bioquímicos de la analítica seminal.

  – Transferencia de Embriones.

  – Obtención de embriones in vitro.

  – Características reproductivas de animales silvestres.

  – Determinación del ciclo sexual en heces y marcadores bioquímicos en el eyaculado.

  – Aplicación de técnicas reproductivas a poblaciones cinegéticas

  – Tecnologías reproductivas y conservación del esperma en ungulados en peligro de extinción.

  – Programa de reinserción de ungulados salvajes.

  – Bases moleculares y sistemas de producción de animales transgénicos.

  – Aplicaciones de los animales transgénicos en Producción.

  – OMGs como modelos para el estudio de enfermedades. Clonación.

  PRODUCCIÓN VEGETAL

  La propagación clonal consiste en la reproducción de individuos a partir de porciones vegetativas de las plantas y es posible porque en muchas de éstas los órganos vegetativos tienen capacidad de regeneración. La principal ventaja que posee es que permite obtener ejemplares idénticos a la planta madre, lo que se conoce con el nombre de clonación.

  En los últimos años, la biotecnología ha suministrado técnicas que permiten lograr mejores individuos en forma más rápida, al mismo tiempo que ha hecho posible extender la capacidad de propagación clonal a especies que no eran posible propagarse por las técnicas convencionales (estacas, acodos, injertos, etc.) En esta forma se ha extendido la formación de clones de ejemplares selectos a un número de especies cultivadas.

  En el avance de la biotecnología ha cumplido un papel importante el desarrollo de las técnicas del cultivo in vitro de células, tejidos y órganos. La micro propagación, o sea la propagación clonal por cultivo in vitro constituye uno de los métodos biotecnológicos que mayores logros ha aportado al desarrollo de una nueva agricultura.

  El número de especies hortícolas, frutícolas, ornamentales, floríferas y forestales que se multiplican por alguna de las técnicas del cultivo in vitro es cada vez mayor, como así son más numerosas las empresas comerciales que se dedican a la producción de plantas por medio de estas técnicas.

  La micropropagación busca lograr el desarrollo de individuos en un medio artificial en condiciones asépticas, a partir de porciones (explantos) muy pequeñas de plantas (por ejemplo:

  entrenudos conteniendo una yema), un medio artificial o medio de cultivo que está compuesto por: macronutrientes, micronutrientes, gelificantes y compuestos orgánicos tales como hidratos de carbono, vitaminas, aminoácidos y reguladores del crecimiento.

  Las etapas que podemos distinguir en este proceso son las siguientes:

  1) Establecimiento: consiste en la desinfección de los explantos y su posterior adaptación al medio artificial.

  2) Multiplicación: busca lograr la brotación masiva de las yemas y generar nuevos explantos, hasta obtener el número deseado de futuros individuos.

  3) Enraizamiento: durante esta etapa es cuando se obtiene una verdadera planta ya que se buscará la formación de raíces en los brotes producidos.

  4) Rusticación: es adaptar las plantitas obtenidas al ambiente en el que finalmente crecerán.

  Desde 1992, en el PROVEG se vienen elaborando los protocolos de propagación por cultivo in vitro para diversas especies a saber: Ribes magellanicum "parrilla", Berberís bzcqfolia "calafate", Pernettya mucronata "chaura", Nothofagus obliqua "rauli", iV. nervosa "roble pellín", N.. antarctica "ñire", N. pumilio "lenga" y N. leoni "huala".

  Para ello, el Programa cuenta con un cuarto estéril en el que se encuentra una cámara de flujo laminar, un cuarto de crecimiento con condiciones de luz y temperatura controladas, un laboratorio para la preparación de los medios de cultivo y su posterior esterilización en autoclave y un invernáculo para la rusticación de las plantas micropropagadas.

  Dentro de las innumerables ventajas que posee la micropagación en relación a la propagación convencional se encuentra el reducido espacio que se necesita para producir un importante número de plantas a partir de un explanto. Por ejemplo: a partir de una yema de "parrilla" al cabo de seis meses se pueden obtener de 800 a 1000 plantas enraizadas sin importar la época del año pudiendo efectuar así la introducción rápida de esta especie. La producción de plantas de sanidad controlada, la propagación de plantas recalcitrantes a las técnicas convencionales y la posibilidad de conservar por un largo tiempo germoplasma importante o en vías de extinción son otras de las ventajas que ofrece el cultivo in vitro.

  El conocimiento de la propagación de las especies frutales menores y su posterior cultivo se convierte en una alternativa viable para la diversificación de la producción agropecuaria patagónica. A su vez, para el mejoramiento forestal, la selección del material vegetal a propagar es de crucial importancia, ya que esto determinará el futuro de la calidad y productividad de las especies elegidas. El desarrollo de técnicas de propagación in vitro para donar los mejores fenotipos forestales es necesario dada la dificultad para propagar las especies de Nothofagus por los métodos convencionales.

  INGENIERIA GENETICA

  INTRODUCCIÓN

  La ingeniería genética es una aplicación de la biotecnología que involucra la manipulación de ADN y el traslado de genes entre especies para incentivar la manifestación de rasgos genéticos deseados. Aunque hay muchas aplicaciones de la ingeniería genética en la agricultura, el enfoque actual de la biotecnología está en el desarrollo de cultivos tolerantes a herbicidas, así como en cultivos resistentes a plagas y enfermedades. Quienes son los principales proponentes de la biotecnología, ven los cultivos transgénicos como una manera de reducir la dependencia de insumos, tales como pesticidas y fertilizantes. Lo irónico es que la biorevolución esta siendo adelantada por los mismos intereses que promovieron la primera ola de agricultura basada en agroquímicos, pero ahora, equipando cada cultivo con nuevos "genes insecticidas," prometen al mundo pesticidas más seguros, reduciendo la agricultura químicamente intensiva y a la vez haciéndola más sustentable.

  Siempre que los cultivos transgénicos sigan estrechamente el paradigma de los pesticidas, los productos biotecnológicos reforzaran el espiral de los pesticidas en los agroecositemas, legitimando así las preocupaciones que tantos científicos han expresado con respecto a los posibles riesgos medioambientales de organismos genéticamente modificados. De acuerdo a varios autores, los riesgos ecológicos más serios que presenta el uso comercial de cultivos transgénicos son:

  • La expansión de los cultivos transgénicos amenaza la diversidad genética por la simplificación de los sistemas de cultivos y la promoción de la erosión genética;
  • La potencial transferencia de genes de Cultivos Resistentes a Herbicidas (CRHS) a variedades silvestres o parientes semidomesticados pueden crear supermalezas;
  • CRHS voluntarios se transformarían subsecuentemente en malezas;
  • El traslado horizontal vector-mediado de genes y la recombinación para crear nuevas razas patogénicas de bacteria;
  • Recombinación de vectores que generan variedades del virus más nocivas, sobre todo en plantas transgénicas diseñadas para resistencia viral en base a genes vírales;
  • Las plagas de insectos desarrollarán rápidamente resistencia a los cultivos que contienen la toxina de Bt;
  • El uso masivo de la toxina de Bt en cultivos puede desencadenar interacciones potencialmente negativas que afecten procesos ecológicos y a organismos benéficos.

  Los impactos potenciales de la biotecnología agrícola se evalúan dentro del contexto de metas agroecológicas que apuntan hacia una agricultura socialmente mas justa, económicamente viable y ecológicamente apropiada. La mayoría de las innovaciones en biotecnología agrícola están orientadas por la búsqueda de ganancias en lugar de la búsqueda de una respuesta a las necesidades humanas, por consiguiente el énfasis de la industria de la ingeniería genética realmente no es resolver los problemas agrícolas, sino el incremento de la rentabilidad. Evidencias de la Revolución Verde no dejan ninguna duda que la difusión de variedades modernas ha sido una importante causa de la erosión genética, cuando las campañas gubernamentales masivas animaron a los agricultores a adoptar variedades modernas empujándoles a abandonar muchas variedades locales.

  La biotecnología ha incursionado en los campos de la agricultura, la ganadería, la salud y el saneamiento ambiental, con tendencias muy definidas. 

  Las tendencias generales en el sector agropecuario se refieren a: 

  2. Plantas transgénicas resistentes a plagas (virus, bacterias, hongos, insectos y herbicidas) 
  3. Plantas transgénicas resistentes a factores abióticos: sequía, salinidad, calor, metales pesados, etc. 
  4. Plantas transgénicas con características mejoradas y/o nuevas: mayor contenido de ciertos productos (proteína, almidón, aceite, etc.), modificación del contenido de aceite, madurez retardada, etc. 
  5. Células y plantas transgénicas como sistemas de producción de metabolitos secundarios, proteínas de uso terapéutico, anticuerpos monoclonales, enzimas, plástico biodegradable, etc. 
  6. Mapas genómicos de cultivos principales con el propósito de hacer más eficiente y rápido el fitomejoramiento tradicional. 
  7. Reemplazo de agroquímicos por productos de origen biológico: biofertilizantes, bioinsecticidas, bioherbicidas, control biológico de plagas, biopesticidas, etc. 

  Las tendencias en la agricultura se orientan hacia: 

  2. El incremento en el rendimiento, la productividad y la calidad de los productos agrícolas: control del crecimiento y del desarrollo de las plantas; desarrollo de cultivares con rendimientos incrementados; desarrollo de cultivares con mayor calidad nutricional o con mayor valor agregado; mejoramiento de oleaginosas; y preservación de la cantidad y calidad de los productos (granos, tubérculos, etc.) durante su almacenamiento para evitar pérdidas. 
  3. Disminución en el tiempo y costo de programas de fitomejoramiento: cultivo de tejidos o micro propagación in Vitro, y fitomejoramiento dirigido y no al azar. 
  4. Producción de metabolitos, especialmente metabolitos secundarios; proteínas humanas de uso terapéutico; anticuerpos monoclonales para sistemas de diagnóstico; y enzimas de uso industrial. 
  5. Biopesticidas y control biológico: utilización de feromonas en el manejo de plagas de insectos; utilización de hormonas juveniles para evitar la maduración de larvas; uso de bacterias (Bacillus thuringiensis); y uso de patógenos naturales. 
  6. Plantas como modelo genético. 
  7. Virología molecular. 
  8. Evaluación y utilización de la diversidad genética. 

  En el sector pecuario las tendencias se orientan hacia: 

  2. El incremento en la productividad y calidad de carne y leche (uso de hormonas). 
  3. Producción de elementos de alto valor agregado en animales transgénicos (antibióticos, vitaminas y enzimas). 
  4. Producción de nuevas vacunas e inmunización intracelular. 
  5. Desarrollo de métodos de diagnóstico. 
  6. Animales transgénicos como un modelo de estudio de enfermedades humanas. 

  LA BIOTEGNOLOGIA

  A fines de los 80, una publicación de Monsanto indicaba que la biotecnología revolucionaría la agricultura en el futuro con productos basados en los métodos propios de la naturaleza, haciendo que el sistema agrícola sea más amigable para el medio ambiente y más provechoso para el agricultor. Más aún, se proporcionarían plantas con defensas genéticas autoincorporadas contra insectos y patógenos. La mayoría de las innovaciones en biotecnología agrícola son motivadas por criterios económicos más que por necesidades humanas, por lo tanto la finalidad de la industria de la ingeniería genética no es resolver problemas agrícolas sino obtener ganancias. Más aún, la biotecnología busca industrializar la agricultura en mayor grado e intensificar la dependencia de los agricultores en insumos industriales, ayudados por un sistema de derechos de propiedad intelectual que inhibe legalmente los derechos de los agricultores a reproducir, intercambiar y almacenar semillas. Al controlar el germoplasma desde la semilla hasta la venta y forzar a los agricultores a pagar precios inflados por los paquetes de semilla-químicos, las compañías están dispuestas a obtener el mayor provecho de su inversión.

  Debido a que las biotecnologías requieren grandes capitales, ellas continuarán condicionado el patrón de cambio de la agricultura en los Estados Unidos, aumentando la concentración de la producción agrícola en manos de las grandes corporaciones. Como en el caso de otras tecnologías que ahorran mano de obra, al aumentar la productividad, la biotecnología tiende a reducir los precios de los bienes y a poner en marcha una maquinaria tecnológica que deja fuera del negocio a un número significativo de agricultores, especialmente de pequeña escala. El ejemplo de la hormona de crecimiento bovino confirma la hipótesis de que la biotecnología acelerará la desaparición de las pequeñas fincas lecheras.

  Si la Revolución Verde ignoró a los agricultores pequeños y de escasos recursos, la biotecnología exacerbará aún más la marginalización porque tales tecnologías, que están bajo el control de corporaciones y protegidas por patentes, son costosas e inapropiadas para las necesidades y circunstancias de los grupos indígenas y campesinos. Ya que la biotecnología es una actividad principalmente comercial, esta realidad determina las prioridades de qué investigar, cómo se aplica y a quién beneficiará. En tanto el mundo carece de alimentos y sufre de contaminación por pesticidas, el foco de las corporaciones multinacionales es la ganancia, no la filantropía. Esta es la razón por la cual los biotecnólogos diseñan cultivos transgénicos para nuevos tipos de mercado o para sustitución de las importaciones, en lugar de buscar mayor producción de alimentos. En general las compañías de biotecnología dan énfasis a un rango limitado de cultivos para los cuales hay mercados grandes y seguros, dirigidos a sistemas de producción de grandes capitales. Como los cultivos transgénicos son plantas patentadas, esto significa que campesinos pueden perder los derechos sobre su propio germoplasma regional y no se les permitirá, según el GATT, reproducir, intercambiar o almacenar semillas de su cosecha. Es difícil concebir cómo se introducirá este tipo de tecnología en los países del tercer mundo de modo que favorezca a las masas de agricultores pobres. Si los biotecnólogos estuvieran realmente comprometidos en alimentar al mundo, ¿porqué los genios de la biotecnología no se vuelcan a desarrollar nuevas variedades de cultivos más tolerantes a las malezas en vez de a los herbicidas? ¿O por qué no se desarrollan productos más promisorios de biotecnología como plantas fijadoras de nitrógeno o tolerantes a la sequía?

  Los productos de la biotecnología debilitarán las exportaciones de los países del tercer mundo, especialmente de los productores de pequeña escala. El desarrollo, vía biotecnología, del producto es apenas el comienzo de una transición a edulcorantes alternativos que reemplazarán al mercado del azúcar del tercer mundo en el futuro. Se estima que alrededor de 10 millones de agricultores de caña de azúcar en el tercer mundo podrían enfrentar una pérdida de su sustento cuando los edulcorantes procesados en laboratorio comiencen a invadir los mercados mundiales. La fructosa producida por la biotecnología ya ha capturado cerca del 10% del mercado mundial y ha causado la caída de los precios del azúcar, dejando sin trabajo a cientos de miles de trabajadores.

  Pero tal limitación de las oportunidades rurales no se limita a los edulcorantes. La expansión de las palmas aceiteras clonadas incrementarán de manera sustancial la producción de aceite de palma con dramáticas consecuencias para los agricultores que producen otros aceites vegetales.

  LA BIOTECNOLOGÍA NO ES ECOLÓGICAMENTE DAÑINA Y DARÁ ORIGEN A UNA AGRICULTURA SOSTENIBLE LIBRE DE QUÍMICOS.

  La biotecnología se está desarrollando para parchar los problemas causados por anteriores tecnologías con agroquímicos (resistencia a los pesticidas, contaminación, degradación del suelo, etc.) los cuales fueron promovidos por las mismas compañías que ahora son líderes de la bio-revolución. Los cultivos transgénicos desarrollados para el control de plagas siguen fielmente el paradigma de los pesticidas de usar un solo mecanismo de control que ha fallado una y otra vez con insectos, patógenos y malezas. Los cultivos transgénicos tienden a incrementar el uso de los pesticidas y acelerar la evolución de súper malezas y plagas de razas de insectos resistentes. El enfoque un gen resistente – una plaga ha sido superada fácilmente por las plagas, las cuales se adaptan continuamente a nuevas situaciones y evolucionan mecanismos de detoxificación.

  Hay muchas preguntas ecológicas sin respuesta referentes al impacto de la liberación de plantas y microorganismos transgénicos en el medio ambiente. Entre los principales riesgos asociados con las plantas obtenidas por ingeniería genética está la transferencia no intencional de los ¨trangenes¨ a parientes silvestres de los cultivos y los efectos ecológicos impredecibles que esto implica.

  Por las consideraciones mencionadas, la teoría agro ecológica predice que la biotecnología exacerbará los problemas de la agricultura convencional y al promover los monocultivos también socavará los métodos ecológicos de manejo agrícola tales como la rotación y los policultivo.

  COMO ESTÁ CONCEBIDA, EN LA ACTUALIDAD LA BIOTECNOLOGÍA NO SE ADAPTA A LOS IDEALES AMPLIOS DE UNA AGRICULTURA SOSTENIBLE.

  A fines de los 80, una publicación de Monsanto indicaba que la biotecnología revolucionaría la agricultura en el futuro con productos basados en los métodos propios de la naturaleza, haciendo que el sistema agrícola sea más amigable para el medio ambiente y más provechoso para el agricultor (OTA, 1992). Más aún, se proporcionarían plantas con defensas genéticas auto incorporadas contra insectos y patógenos. Desde entonces, muchas otros han prometido varias otras recompensas que la biotecnología puede brindar a través del mejoramiento de cultivos. El dilema ético es que muchas de estas promesas son infundadas y muchas de las ventajas o beneficios de la biotecnología no han podido o no han sido hechos realidad. Aunque es claro que la biotecnología puede ayudar a mejorar la agricultura, dada su actual orientación, la biotecnología promete mas bien daños al medio ambiente, una mayor industrialización de la agricultura y una intrusión mas profunda de intereses privados en la investigación del sector público. Hasta ahora la dominación económica y política de las corporaciones multinacionales en la agenda de desarrollo agrícola ha tenido éxito a expensas de los intereses de los consumidores, campesinos, pequeñas fincas familiares, la vida silvestre y el medio ambiente.

  Es urgente para la sociedad civil tener y una mayor participación en las decisiones tecnológicas para que el dominio que ejercen los intereses corporativos sobre la investigación científica sea balanceado por un control público más estricto. Las organizaciones públicas nacionales e internacionales tales como FAO, CGIAR, etc., tendrán que monitorear y controlar que los conocimientos aplicados no sean propiedad del sector privado para proteger que tal conocimiento continúe en el dominio público para beneficio de las sociedades rurales. Debe desarrollarse regímenes de regulación controlados públicamente y emplearlos para monitorear y evaluar los riesgos sociales y ambientales de los productos de la biotecnología.

  Finalmente, la tendencia hacia una visión reduccionista de la naturaleza y la agricultura promovida por la biotecnología contemporánea debe ser revertida por un enfoque más holístico de la agricultura, para asegurar que las alternativas agro ecológicas no sean ignoradas y que sólo se investiguen y desarrollen aspectos biotecnológicos ecológicamente aceptables. Ha llegado el momento de enfrentar efectivamente el reto y la realidad de la ingeniería genética. Como ha sido con los pesticidas, las compañías de biotecnología deben sentir el impacto de los movimientos ambientalistas, laborales y campesinos de modo que reorienten su trabajo para el beneficio de toda la sociedad y la naturaleza. El futuro de la investigación con base en la biotecnología estará determinado por relaciones de poder y no hay razón para que los agricultores y el público en general, si se le da suficiente poder, no puedan influir en la dirección de la biotecnología cosa que cumpla con las metas de la sostenibilidad.

  LA MECANIZACIÓN AGRÍCOLA COMO PARTE DE LOS ADELANTOS TECNOLOGICOS

  La alta degradación de suelos a nivel nacional ha estado relacionada con problemas de alta susceptibilidad de los suelos a procesos como la erosión y la compactación, que han sido acentuadas o generadas en muchos casos por la intervención del hombre a través de los sistemas de labranza y de manejo del cultivo, que, en la mayoría de los casos, no se han realizado de acuerdo con las exigencias que un suelo frágil requiere para mantener su capacidad productiva. La diversidad del trópico exige manejo de los recursos naturales específicos para cada zona, de acuerdo con su susceptibilidad a la erosión y la compactación, la intensidad y duración de las lluvias, contenidos de materia orgánica, topografía del terreno y sistemas de producción establecidos. Esta línea de investigación busca diseñar y evaluar sistemas de labranza más sostenibles considerando las características biofísicas, socioeconómicas y tecnológicas de los diversos sistemas de producción, con el fin de recuperar y mantener la capacidad productiva de los sistemas de producción en el tiempo.

  Tratando de resolver la problemática descrita, en suelos destinados al cultivo de arroz en Arauca, se aprecia el efecto de la intervención de los suelos sobre sus características, lo cual indica que la intervención o mecanización excesiva, originan cambios negativos en éstos. Por lo anterior, se requiere el uso de sistemas de labranza profunda y la adición de materiales orgánicos. La resistencia a la penetración en lotes intervenidos fue mayor en 1999 en comparación con 1998, entre 0-5 cm en 1998, fue de 0.62 Mpa y en 1999 fue de 1.17 Mpa, esta tendencia continúa hasta los 30 cm de profundidad. Efecto contrario ocurre en el lote no intervenido donde en los primeros 20 cm la resistencia a la penetración fue mayor en 1998.

  Efectos similares se encuentran para densidad aparente y porosidad total, la cual es superior al 40% en los primeros 10 cm de suelo. Se observa una menor densidad aparente, resistencia a la penetración y mayor porosidad en los primeros 20 cm con los tratamientos de cinceles, en comparación con la labranza convencional, en tanto que no hay respuesta clara entre sistemas de labranza, uso de coberturas (G y L) y niveles de encalamiento. Esta misma situación de respuesta positiva a la labranza se ha encontrado para el cultivo de maíz en suelos oxisoles e inceptisoles, el mejor sistema de labranza es el reducido (cincel vibratorio), con aumentos de M.O. (1.1-1.6%), P (34-22 ppm) y Ca (1.08-2.0 meq/100g); disminución de la resistencia del suelo en los primeros 6 cm de profundidad y de la densidad aparente (1.25-1.37 g/cc) y aumento de la porosidad total (52.3-50.1%)..En suelos del piedemonte llanero en el sistema de rotación arroz-soya, las mayores variaciones de densidad aparente (g/cc) están en los primeros 10 cm, encontrándose una disminución de ésta con la labranza convencional (1.21 g/cc), en comparación con la densidad aparente inicial (1.36). Los demás sistemas de labranza reducida y directa presentan valores superiores a 1.41 g/cc. Por debajo de los 10 cm de profundidad los cambios en densidad aparente, son menores en todos los sistemas de labranza y en la mayoría de los casos se encuentran valores inferiores al estado inicial, efecto éste que es más evidente con los sistemas de siembra reducida y siembra directa con las dos rotaciones (gramínea-gramínea y gramínea-leguminosa). Los menores valores de resistencia a la penetración se encuentran con la labranza reducida, principalmente entre 6 y 30 cm de profundidad (1.4-1-7 Mpa), seguida por la labranza convencional y los sistemas de siembra directa. En la mayor parte del perfil del suelo, los valores de resistencia a la penetración en el estado inicial, son superiores a los sistemas de labranza evaluados.

  La evaluación de la cobertura en el suelo por el método de transecto, permitió ver que las mayores coberturas se encontraron con los sistemas de siembra directa en la rotación gramínea-gramínea (65.3%) y siembra directa con rotación gramínea-leguminosa (50.2%), valores éstos diferentes estadísticamente entre sí y altamente significativos con relación a los obtenidos con labranza convencional (5.3%) y labranza reducida (3.0%). De otra parte, la mayor presencia de malezas se encontró en las labranzas con menor cobertura, (53%) en reducida y (43.0%) en convencional, mientras que en las labranzas con mayor cobertura se encontró un menor porcentaje de malezas, (39.6) en siembra directa (gramínea-gramínea) y (27.3%), en siembra directa (gramínea-leguminosa).

  Se investigó para el cultivo de arroz secano (Oryzica Sabana 10), en condiciones de los Llanos Orientales el efecto de tres sistemas de labranza, en la erosión del suelo, en términos de láminas de escorrentía, pérdidas de suelo en erosionados, pérdidas de nutrientes en erosionados, rendimientos y la relación precipitación-escorrentía. Los tratamientos utilizados fueron: labranza Convencional (2 pases de rastra), labranza reducida (1 pase cincel rígido + 1 pase de cincel vibratorio) y siembra directa (aplicación de herbicidas + Máquina de siembra directa). Se encontró que los tres tratamientos de labranza, inicialmente presentaron pérdidas de suelo significativamente diferentes. En el tercer mes estas pérdidas fueron semejantes. El tratamiento de labranza reducida (Cinceles) presentó la mayor tasa de pérdida de suelo durante el ciclo (0.7 Kg/m2), seguido por labranza convencional (0.5 Kg/m2), y finalmente la siembra directa (0.35Kg/m2).

  Las láminas de escorrentía presentaron la misma tendencia que las pérdidas de suelo, siendo mayor en la labranza reducida, y menor en la siembra directa (21% y 6% de la precipitación total). En los erosionados se encontró que la mayor pérdida de materia orgánica correspondió a la labranza reducida (218Kg/ha), seguida por la convencional (156 Kg/ha) y por la siembra directa (126 Kg/Ha). En ese mismo orden de sistemas de labranza, fueron las pérdidas de fósforo, calcio, magnesio y potasio. Como conclusión general de este trabajo, se encontró que los rendimientos (4Ton/Ha) no fueron significativamente diferentes, siendo el más alto para la labranza reducida y el menor para la labranza convencional. Las pérdidas de suelo para la labranza reducida fueron el doble de las pérdidas de siembra directa y esta diferencia se debió al efecto de las lluvias en la etapa inicial de desarrollo del cultivo.

  CONCLUSIONES

  Con este trabajo se quiere que el estudiante a través de la investigación y la lectura de textos obtenga un mayor conocimiento de lo que es la aplicabilidad de la química en los sectores agrícola y pecuario pues esta será de gran importancia en el desarrollo de su carrera como técnico en agropecuaria.

  El estudiante tendrá mayores y mejores conocimientos de los temas que abarca su carrera, la importancia y aplicabilidad en el mundo en que hoy vivimos, entenderá como con el uso indiscriminado de agroquimicos; puede alterar la composición del suelo, crear mutaciones en las plantas y los animales y degenerar la producción y por ende hacer a los humanos más propensos a adquirir enfermedades; o como a través de la química puede desarrollar técnicas que mejoren la producción de productos agrícolas de una forma más sana empleando métodos artesanales de producción.

  BIBLIOGRAFÍA

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  Enciclopedia Lumina, NORMA; Edición 2001.

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  http://www./Cultivos%20Transgénicos%20Introducción%20y%20Guia%20a%20Recursos.htm

   

  DIANA CAROLINA LONDOÑO

  Instituto Técnico Agrícola

  Establecimiento público de educación superior

  Carreras técnicas profesionales

  Técnica profesional agropecuaria

  Guadalajara de Buga