Además de la fermentación pregástrica propia de los rumiantes y de otros vertebrados con dispositivos similares, hay otras formas de digestión simbiótica en los metazoos. Al objeto de dar continuidad al tratamiento de esta materia en vertebrados, empezaremos por repasar los casos de fermentación en intestino medio y en intestino posterior en este grupo, para tratar después de forma sumaria algunos casos de simbiosis digestiva en diferentes invertebrados.
Fermentación posgástrica de vertebrados
Muchos peces herbívoros son considerados fermentadores de intestino medio porque una parte central del tracto digestivo cumple la función de cámara de fermentación. Tilapias, carpas y siluros herbívoros* presentan esa forma de digestión simbiótica.
En muchas aves de suelo la fermentación a cargo de microorganismos heterótrofos se produce en el ciego, en el colon o en ambos. Es el caso de gansos, urogallos, avestruces, y gallos y gallinas. Estas aves tienen grandes ciegos.
En mamíferos la fermentación posgástrica es especialmente importante en caballos, ballenas, elefantes, rinocerontes, cebras, didélfidos (marsupiales americanos), algunos roedores y koalas. Esa fermentación se suele producir en el ciego y colon, y aunque permite una primera digestión y absorción de proteínas y carbohidratos a cargo del propio sistema digestivo, pierde la posibilidad de utilizar las proteínas de alto valor producidas por las bacterias. Los microorganismos simbiontes del ciego y el colon sintetizan algunas vitaminas, y en especial, la vitamina K. Los microbios también producen algunos ácidos grasos volátiles.
Para poder mantener importantes masas de bacterias en el interior del intestino, estas deben poder disfrutar de un ambiente tamponado. En el caballo el íleo produce grandes volúmenes de soluciones tampón de bicarbonato y fosfato, que son transferidas al ciego, y juega un papel similar al de la glándula salivar de los rumiantes.
Los mamíferos con fermentación en el intestino posterior reutilizan el nitrógeno con menor eficiencia que los rumiantes. Pero eso no es así en el caso de las aves herbívoras antes citadas. En galliformes se ha observado que el ácido úrico y la urea que evacúan los uréteres a la cloaca fluyen hacia el colon y los ciegos de forma antiperistáltica. Los microbios descomponen esas sustancias a amonio, a partir del cual sintetizan aminoácidos. La mayor parte de esos aminoácidos los utilizan los microorganismos, pero otra parte es absorbida. También se absorbe parte del amonio, que es utilizado en el hígado para sintetizar aminoácidos. Esa capacidad para reciclar nitrógeno es muy valiosa, pues permite a las galliformes explotar hábitats de los que no pueden disfrutar otros animales.
Hay especies que recurren a otro procedimiento para beneficiarse de las ventajas que reporta la actividad intestinal microbiana de síntesis de vitaminas y proteínas: la coprofagia. Conejos, hámsteres y capibaras producen dos tipos de heces. Las heces blandas, que se producen durante la noche, son ingeridas, de manera que los productos de la digestión cecal pueden ser digeridos y absorbidos. Para expulsar esas heces la motilidad de la zona proximal del colon se inhibe, a la vez que se intensifica la de la zona distal próxima al ano. Las heces blandas de los conejos contienen un 50% de biomasa bacteriana y constituyen una valiosa fuente de vitamina B12. Las otras heces son oscuras y duras; no se ingieren.
En otras especies, la práctica de la coprofagia se limita a los individuos más jóvenes. Potros, y crías de elefantes, pandas, koalas e hipopótamos ingieren sus propias heces. De esa forma ayudan a establecer una población microbiana en el intestino grueso.
Simbiosis digestivas en invertebrados
Un buen número de especies de diferentes grupos de invertebrados mantienen asociaciones de carácter simbiótico en su sistema digestivo con microorganismos heterótrofos. El ejemplo más conocido es el de las termitas, grupo en el que numerosísimas especies mantienen relaciones simbióticas con microorganismos gracias a las cuales son capaces de utilizar la celulosa y se alimentan de la madera. Las denominadas “termitas inferiores” mantienen en su intestino posterior comunidades de protistas flagelados y bacterias anaerobias que fermentan la celulosa y producen ácido acético que es después utilizado por el hospedador.
De un modo similar, muchas especies de escarabajos dependen de bacterias intestinales que fermentan la celulosa para producir ácidos grasos volátiles. Y no solo productos derivados directamente de la fermentación, como los citados ácidos grasos, sino que muchos microorganismos simbiontes también proporcionan vitaminas B y aminoácidos esenciales, y contribuyen a reciclar el nitrógeno.
La microbiota simbionte también cumple un papel fundamental en la síntesis de esteroles por los insectos, pues las especies de este grupo, al contrario que la mayor parte de los demás animales, no son capaces de sintetizar los precursores de esos compuestos y para ello necesitan del concurso de microorganismos simbiontes. Por último, los invertebrados ectoparásitos que se alimentan de sangre, como sanguijuelas, moscas tse-tsé, piojos y garrapatas necesitan bacterias simbiontes que les ayudan a digerirla.
* Nota: Manuel Gómez (@mbolo2002) me indica en twitter que los siluros son omnívoros hasta que alcanzan un cierto grado de desarrollo, para pasar a convertirse en carnívoros después. Lo desconocía. En efecto, la mayoría de los siluros se ajustan a ese patrón, pero también los hay con modelos de alimentación diferentes; el pez gato del Mekong, por ejemplo, empieza alimentándose de zooplancton para convertirse en herbívoro al alcanzar un año de edad. En atención a las particularidades de este grupo, he modificado levemente la redacción del texto en este punto para aludir específicamente a los siluros herbívoros, por entender que son estos los que se benefician en mayor medida de la digestión simbiótica.
Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

Reproducido del Cuaderno de Cultura Científica

Juan Ignacio Pérez

09 Agosto 2019

Bajo el título Retos y aplicaciones de los inventarios forestales, el próximo 11 de junio la Sociedad Española de Ciencias Forestales (SECF) y la Sociedade Portuguesa de Ciências Florestais (SPCF) organizan en la sede del INIA en Madrid una jornada científico-técnica del grupo de trabajo de Inventario y Teledetección.
La jornada se estructurará en dos grandes grupos temáticos. El primero, sobre planificación y diseño e integración de la teledetección. El segundo, sobre aplicaciones de los inventarios forestales, abordando aspectos sobre estimación y modelización de productos y servicios ecosistémicos, efecto del cambio global en los sistemas forestales, estimación del estado de conservación…
Según informa la SECF en su web, para realizar la inscripción se deberá enviar, cumplimentado, el formulario disponible en el siguiente enlace, a la dirección: Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.. También puede consultarse la información disponible hasta el momento en la primera circular del evento.
La jornada no tendrá ningún coste de inscripción. La SECF pone a disposición de estudiantes vinculados a la misma, bien como socios individuales o porque su Universidad o Centro de Investigación sea socio institucional de la SECF, bolsas de viaje por un importe máximo de 50 euros en gastos de transporte debidamente documentados.
Además, se ha previsto la publicación de las comunicaciones presentadas (invitadas, orales y en panel) en una Sección Especial de los Cuadernos de la Sociedad Española de Ciencias Forestales organizado por la SECF y de la SPCF, previa revisión por el comité científico, en formato electrónico y de libre acceso.
El grupo de trabajo de Inventario y Teledetección Forestal de la SECF pretende poner en común y contribuir al desarrollo de los conocimientos científicos y técnicos existentes en España para el inventario y caracterización de los recursos forestales. Pretende incorporar a aquellas personas y grupos que desarrollen su actividad en el ámbito de la estimación de variables de interés forestal, ya sea mediante mediciones tomadas en parcelas terrestres o mediante la aplicación de la teledetección en las distintas regiones del espectro electromagnético que resultan de utilidad.
Fuente:
Sociedad Española de Ciencias Forestales

INDFORMA 26/04/2019

CESEFOR

05 Mayo 2019

La fermentación simbiótica está muy extendida en el reino animal y casi todos los vertebrados, en especial los herbívoros y omnívoros, tienen alguna forma de simbiosis digestiva de ese tipo. La que ha alcanzado en estos un mayor grado de sofisticación es la de los rumiantes. Pero no es la única. De hecho, y aunque los casos en los que aparecen estructuras especializadas como el rumen han sido los más estudiados, durante los últimos años la microbiota intestinal de otros mamíferos y, muy en especial, la humana han recibido una gran atención. Aquí, no obstante, nos limitaremos a repasar de forma somera aquellos casos en los que la fermentación simbiótica se produce en estructuras especializadas o implica comportamientos alimenticios específicos.
Cuando utilizamos el término fermentación en este contexto nos referimos a un conjunto de reacciones enzimáticas que tienen lugar en entornos carentes de oxígeno y que dan lugar a la ruptura de compuestos orgánicos que rinden moléculas energéticas que pueden ser utilizadas en el metabolismo del animal hospedador.
Las estructuras especializadas que albergan microbios suelen ser cámaras en las que el flujo de materiales a su interior propicia un ambiente adecuado (húmedo o semilíquido, cálido y no excesivamente ácido) para el crecimiento microbiano. En algunas especies esas cámaras se encuentran en el sistema digestivo anterior, la parte comprendida por el esófago y el estómago; a esas especies se las denomina fermentadoras pregástricas. Los más conocidos son los mamíferos rumiantes. También hay fermentadores posgástricos y, en algunos invertebrados, otras modalidades de simbiosis digestiva.
De acuerdo con los modelos matemáticos que se utilizan para simular el funcionamiento de los sistemas digestivos, la ruptura de las moléculas de alimento mediante fermentación microbiana es más efectiva cuando el material recién ingerido se mezcla con alimento ingerido antes, ya colonizado por bacterias y parcialmente digerido. Por el contrario, la digestión enzimática del alimento –la realizada por las enzimas producidas por el propio animal- es más efectiva cuando las enzimas se añaden a un material que no se ha mezclado aún con otro sometido previamente a digestión enzimática. A esa diferencia entre las eficiencias de un tipo y otro de digestión parece obedecer el hecho de que las cámaras especializadas para la fermentación microbiana sean amplias y tengan forma de tina o barril, mientras que el intestino es tubular, como en el resto de mamíferos.
Los rumiantes reciben su nombre del acto de rumiar (o rumia), que consiste en masticar la comida durante periodos prolongados de tiempo. Puede tratarse de alimento recién ingerido o de material regurgitado para someterlo a un segundo tratamiento en la boca. Los rumiantes han desarrollado un estómago de gran tamaño y motilidad, que les permite albergar grandes poblaciones microbianas que se ocupan de digerir celulosa y otros carbohidratos complejos, rindiendo productos finales útiles para el hospedador. La rumia ha sido un hallazgo impresionante, gracias al cual los animales que la han desarrollado han alcanzado un gran éxito evolutivo.

Los verdaderos rumiantes son los bovinos, ovinos, caprinos, cérvidos, jirafas y antílopes. Su estómago, que ocupa tres cuartas partes de la cavidad abdominal, está dividido en cuatro compartimentos: rumen (también llamado panza o herbario), que es el más espacioso; retículo (redecilla o bonete); omaso (libro o librillo); y abomaso (cuajar). Los tres primeros constituyen lo que se denomina estómago anterior o región pregástrica. Y el abomaso sería el verdadero estómago. Los pseudorrumiantes carecen de omaso; en este grupo se encuentran hipopótamos y camélidos. Los perezosos, canguros, monos colobos (mamíferos) y el hoazín (ave de las selvas americanas) también son fermentadores pregástricos, pero no son rumiantes.
Los tres compartimentos pregástricos conducen y almacenan alimento. El rumen y el retículo, además, también absorben nutrientes y moléculas pequeñas. El grueso de la fermentación simbiótica ocurre en esos dos compartimentos, y en ellos se mantienen las condiciones de temperatura, pH y motilidad idóneas para poder mantener las poblaciones microbianas que se ocupan de ella.
La cavidad del rumen está dividida en compartimentos internos –los sacos dorsal y ventral- mediante estructuras longitudinales denominadas pilares. Cuando se contraen, esas estructuras facilitan la mezcla de sus contenidos. Y también contribuyen a estabilizarlos limitando sus movimientos y evitando desplazamientos importantes de volúmenes relativamente grandes. Unas proyecciones de aspecto digital denominadas papilas recubren el interior del rumen, y le proporcionan una mayor área superficial, lo que facilita la absorción de nutrientes. Aunque el rumen y el retículo se encuentran parcialmente separados por el pliegue ruminorreticular, ambas cavidades no se diferencian demasiado y hay bastante intercambio de productos digestivos entre ellas.
El esófago termina en el cardia, donde retículo y rumen se conectan. La superficie interna del retículo se encuentra recubierta por crestas o rugosidades, de las que se cree realizan una cierta selección de las partículas que pasan cerca del orificio que une el retículo al omaso. Este conecta el retículo con el estómago glandular (abomaso) y en su pared interior hay unas estructuras similares a hojas por donde se produce absorción de agua y nutrientes, y que impiden el paso al abomaso de partículas de tamaño excesivamente grande. El orificio omasoabomasal conecta ambas cámaras; carece de esfínter que evite el retroceso de los contenidos digestivos. El abomaso es muy similar al estómago de los no rumiantes. Es donde ocurre la parte más importante de la digestión de proteínas y la lisis de las bacterias procedentes del rumen.
Los nervios vago (sistema parasimpático) y esplácnico (sistema simpático) –del sistema autónomo– inervan el estómago de los rumiantes. Las fibras motoras del nervio vago procedentes de los centros gástricos de la médula oblonga del tronco encefálico pueden provocar una mayor frecuencia de contracciones del retículo-rumen. Eso ocurre a la vista de alimento, al masticar o al rumiarlo. Los aumentos de la distensión del retículo-rumen también provocan un aumento de la velocidad a la que se contrae. Por el contrario, el efecto de la división simpática (nervio esplácnico) es inhibidor. La distensión del abomaso disminuye la tasa de contracción del retículo-rumen.
La rumia consiste en la regurgitación, remasticación y reingestión del alimento. El alimento nuevo se mezcla con saliva y es masticado en la cavidad bucal, de donde pasa, a través del esófago, a la cavidad retículo-rumen. Allí es degradado, mediante procesos de fermentación, por los microorganismos que contiene. La fracción más líquida y en la que se encuentran las partículas de menor tamaño sigue su curso a través del resto de estructuras del sistema digestivo. Pero el bolo, formado por los fragmentos más sólidos, es regurgitado a la boca donde vuelve a ser masticado dando lugar a un material más finamente triturado y, por lo tanto, con una mayor área superficial, lo que facilitará la digestión a cargo de los microbios cuando vuelve a ser ingerido y conducido de nuevo al retículo-rumen.
Bacterias, principalmente (se han identificado más de 200 especies), pero también algunos protozoos, arqueas y hongos degradan la celulosa y hemicelulosa, mediante celulasas, produciendo ácidos grasos de cadena corta. Las proteínas y los carbohidratos no estructurales (pectina, almidones y azúcares) también sufren la fermentación. La mayor parte de los carbohidratos simples que resultan de estas fermentaciones son utilizados por los microorganismos, aunque algunos pueden escapar del rumen y ser absorbidos después por el animal. En este proceso la saliva es muy importante, porque proporciona el medio líquido adecuado para que se desarrollen florecientes poblaciones microbianas, además actúa como tampón del pH del rumen, gracias a su contenido en bicarbonatos y fosfatos.
La degradación de los carbohidratos complejos por los microorganismos da lugar, a través de la glucolisis, a fosfoenol piruvato (PEP), del que se produce metano, CO2, acetato y algo de butirato. O también puede ser metabolizado a piruvato que, en última instancia, conduce a la formación de propionato y butirato. Bajo condiciones normales, el rumen contiene un 60-70% de acetato, un 14-20% de propionato y un 10-14% de ácido butírico. Estos ácidos de cadena corta son muy importantes para el animal. El propionato es el único que puede utilizar para sintetizar glucosa y glucógeno; bajo condiciones normales, el 70% de la glucosa de un rumiante proviene del ácido propiónico. Los otros ácidos grasos volátiles se incorporan al ciclo de Krebs como acetil CoA, y si hay excedentes, se acumulan en forma de grasas. Estos ácidos se absorben de forma pasiva a través de la pared ruminal.
Los microbios simbiontes hidrolizan las proteínas contenidas en el alimento y como consecuencia de esa hidrólisis se producen polipéptidos y aminoácidos que utilizan para su propio crecimiento. Casi todas las proteasas bacterianas se encuentran en su interior (el de las bacterias), pero algunas las liberan al exterior (a la luz del rumen) y actúan allí. En cualquier caso, los oligopéptidos de hasta 6 átomos de carbono son absorbidos por las bacterias y sometidos a ulteriores degradaciones hasta rendir aminoácidos o, incluso, amonio (por desaminación de aquellos). Las paredes del rumen pueden absorber con facilidad los aminoácidos y el amonio que no es utilizado por los propios microorganismos.
La mayor parte del amonio, así como algunos aminoácidos y oligopéptidos, son utilizados por los microorganismos para elaborar sus propias proteínas. Y una vez que llegan al abomaso, esas bacterias son atacadas y sus proteínas digeridas por los jugos estomacales. Los aminoácidos resultantes son absorbidos en el intestino delgado.
El poco amonio que no es reutilizado por las bacterias del retículo-rumen se absorbe y es convertido en urea1 en el hígado del rumiante, y parte de esa urea, junto con la que procede de la degradación de proteínas propia de los tejidos del animal, es transportada de nuevo al rumen, directamente a través de su pared o por las glándulas salivares. La alta actividad ureasa propia de la pared del rumen garantiza una rápida conversión de la misma en amonio para su utilización por la microbiota ruminal. Aquí radica gran parte de la importancia de la rumia y la fermentación pregástrica: además de facilitar el aprovechamiento de carbohidratos complejos, permite utilizar las proteínas de los alimentos con una eficiencia enorme, dado que solo una pequeña parte del nitrógeno ingerido se acaba evacuando en forma de urea.
Por último, conviene destacar que, como consecuencia de la fermentación, los microorganismos ruminales también producen todas las vitaminas B, incluido el complejo B12 si hay suficiente cobalto.
Nota:
1 A la urea, junto con las otras formas moleculares de excreción de nitrógeno nos referimos aquí.
Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

Reproducido del Cuaderno de Cultura Científica

Juan Ignacio Pérez

08 Agosto 2019

Un invierno cálido y muy seco

20/03/2019
La media de las temperaturas máximas (14,4ºC) del trimestre (diciembre, enero y febrero) nunca había sido tan alta en España.
El invierno ha sido muy seco ya que no ha llovido ni la mitad de lo que cae habitualmente.
A 13 de marzo se han registrado más incendios ya que en todo un año y 20 veces el número de incendios que se producen habitualmente hasta esa fecha.
La primavera astronómica, que comienza hoy a las 22:58:28 hora peninsular, será probablemente más cálida y menos lluviosa de lo habitual en toda España.
La Agencia Estatal de Meteorología, adscrita a la Secretaría de Estado de Medio Ambiente del Ministerio para la Transición Ecológica, ha hecho público hoy en rueda de prensa el informe climático del invierno de 2019, así como un avance de las tendencias de la previsión estacional para la próxima primavera.

En relación al informe climático y en concreto en lo tocante a las temperaturas, destaca el dato que indica que éste ha sido el invierno con temperaturas máximas en promedio más altas (casi 2ºC por encima de la media del período 1981-2010) desde que hay registros (1965). Además, como las temperaturas mínimas estuvieron 0,4ºC por debajo de la media, el resultado final ha sido un invierno con la mayor amplitud térmica (diferencia entre las máximas y las mínimas de una misma zona) de toda la serie de datos.

En cierto sentido el exceso de las máximas y el defecto de las mínimas han compensado la temperatura media del trimestre convirtiéndolo en un mes cálido pero no de récord. Concretamente, la temperatura media ha superado en 0,8ºC el valor medio del período de referencia que es de 8,7ºC, convirtiendo este invierno en el tercero más cálido del siglo actual.

32 millones de españoles ya están afectados por el cambio climático: años más cálidos, veranos más largos y mayor frecuencia de noches tropicales

26/03/2019
Se ha detectado un claro aumento de la extensión de los climas semiáridos, estimado en 50 años en más de 30.000 km2 (en torno al 6% de la superficie de España). Las zonas más afectadas son Castilla-La Mancha, el valle del Ebro y el sureste peninsular
El verano es cada vez más extenso y cálido. En concreto la estación se ha alargado, de media, unos 9 días por década. De esta forma, el periodo estival actual abarca prácticamente 5 semanas más que a comienzos de los años 80
La temperatura superficial del Mediterráneo ha aumentado a razón de 0,34ºC por década, mientras que el nivel del mar ha subido 3,4 milímetros por año desde 1993
La Agencia Estatal de Meteorología (AEMET), adscrita al Ministerio para la Transición Ecológica, presenta un avance de los datos del Open Data Climático, con las evidencias más relevantes de los impactos del cambio climático en España en los últimos 40 años, que ponen de manifiesto que hay más de 32 millones de personas directamente afectadas por sus consecuencias.

El Open Data Climático revela, por ejemplo, que la superficie con clima semiárido ha aumentado en 30.000 km2 en los últimos 50 años o que el verano dura cinco semanas más que a principios de los años 80.

Para este análisis, la AEMET ha contado con valiosa información procedente de su Banco Nacional de Datos Climatológicos y, en particular, con datos procedentes de un total de 58 observatorios, 52 de ellos ubicados en capitales de provincia o sus proximidades y en las ciudades autónomas de Ceuta y Melilla, y otros seis más añadidos por la especial relevancia histórica de sus series de datos, una muestrasuficiente para garantizar la adecuada y veraz representación del territorio estudiado.

El Open Data Climático, de acceso libre a partir del mes de abril, será una herramienta clave para el estudio del cambio climático y la adopción de medidas de mitigación y adaptación, así como para acercar la realidad climática a la ciudadanía de forma más eficiente, abierta y funcional.

Los principales resultados del primer avance de datos son:

MÁS ZONAS SEMIÁRIDAS

El análisis de la evolución de la temperatura anual revela una clara tendencia a temperaturas más altas en España desde 1971, tanto en valores promedio como en máximas y mínimas. Un resultado que concuerda con el hecho de que los años más cálidos se hayan registrado en su mayoría en el siglo XXI. Reduciendo el estudio al periodo estival los resultados confirman que en verano cada vez hace más calor en toda España.

Además se ha detectado un claro aumento de la extensión de superficie con climas semiáridos, estimado en más de 30.000 km2 (en torno al 6% de la superficie de España) en 50 años. Las zonas más afectadas son Castilla-La Mancha, el valle del Ebro y el sureste peninsular.

Nunca se había registrado un invierno con unas temperaturas máximas en promedio tan altas

Fuente.- Noticias del MITECO

MITECO

06 Abril 2019