Scientists 'Surprised' to Discover Very Early Ancestors Survived On Tropical Plants, New Study Suggests

ORIGINAL: Science Daily

New research suggests that between three million and 3.5 million years ago, the diet of our very early ancestors in central Africa is likely to have consisted mainly of tropical grasses and sedges. (Credit: © timur1970 / Fotolia)

Dec. 14, 2012 — Researchers involved in a new study led by Oxford University have found that between three million and 3.5 million years ago, the diet of our very early ancestors in central Africa is likely to have consisted mainly of tropical grasses and sedges. The findings are published in the early online edition of Proceedings of the National Academy of Sciences.

An international research team extracted information from the fossilised teeth of three Australopithecus bahrelghazali individuals -- the first early hominins excavated at two sites in Chad. Professor Julia Lee-Thorp from Oxford University with researchers from Chad, France and the US analysed the carbon isotope ratios in the teeth and found the signature of a diet rich in foods derived from C4 plants.

Professor Lee-Thorp, a specialist in isotopic analyses of fossil tooth enamel, from the Research Laboratory for Archaeology and the History of Art, said: "We found evidence suggesting that early hominins, in central Africa at least, ate a diet mainly composed of tropical grasses and sedges. No African great apes, including chimpanzees, eat this type of food despite the fact it grows in abundance in tropical and subtropical regions. The only notable exception is the savannah baboon which still forages for these types of plants today. We were surprised to discover that early hominins appear to have consumed more than even the baboons."

The research paper suggests this discovery demonstrates how early hominins experienced a shift in their diet relatively early, at least in Central Africa. The finding is significant in signalling how early humans were able to survive in open landscapes with few trees, rather than sticking only to types of terrain containing many trees. This allowed them to move out of the earliest ancestral forests or denser woodlands, and occupy and exploit new environments much farther afield, says the study.

The fossils of the three individuals, ranging between three million and 3.5 million years old, originate from two sites in the Djurab desert. Today this is a dry, hyper-arid environment near the ancient Bahr el Ghazal channel which links the southern and northern Lake Chad sub-basins. However, in their paper the authors observe that at the time when Australopithecus bahrelghazali roamed, the area would have had reeds and sedges growing around a network of shallow lakes, with floodplains and wooded grasslands beyond.

Previously, it was widely believed that early human ancestors acquired tougher tooth enamel, large grinding teeth and powerful muscles so they could eat foods like hard nuts and seeds. This research finding suggests that the diet of early hominins diverged from that of the standard great ape at a much earlier stage. The authors argue that it is unlikely that the hominins would have eaten the leaves of the tropical grasses as they would have been too abrasive and tough to break down and digest. Instead, they suggest that these early hominins may have relied on the roots, corms and bulbs at the base of the plant.

Professor Lee-Thorp said: "Based on our carbon isotope data we can't exclude the possibility that the hominins' diets may have included animals that in turn ate the tropical grasses. But as neither humans nor other primates have diets rich in animal food, and of course the hominins are not equipped as carnivores are with sharp teeth, we can assume that they ate the tropical grasses and the sedges directly."

The above story is reprinted from materials provided by University of Oxford. 

Note: Materials may be edited for content and length. For further information, please contact the source cited above.

Journal Reference: 

J. Lee-Thorp, A. Likius, H. T. Mackaye, P. Vignaud, M. Sponheimer, M. Brunet. From the Cover: Isotopic evidence for an early shift to C4 resources by Pliocene hominins in Chad. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2012; 109 (50): 20369 DOI: 10.1073/pnas.1204209109

En 40 años podrían escasear páramos y bosques andinos

ORIGINAL: Noticias Universidad Nacional

Los páramos y bosques andinos requieren de cuidado y estudio inmediato para evitar su degradación futura.
Fotos: Medellín/Unimedios.

Medellín, Jul. 30 de 2012 - Agencia de Noticias UN- Esa es la preocupante proyección que podría presentarse en estos ecosistemas andinos y tropicales si continúa la degradación a causa del cambio climático y del mal uso humano de los recursos naturales.

La degradación se entiende, para este caso, como la desviación paulatina y física de un espacio natural. A este fenómeno –que en las últimas décadas afecta las zonas andinas de países como Ecuador, Perú y Colombia– se le suman problemas asociados con la misma naturaleza, así como aspectos socioculturales, necesidad de más investigación, y riesgo en la sostenibilidad para las próximas generaciones.

Nikolay Aguirre, investigador en restauración ecológica de la Universidad de Loja (Ecuador) menciona que la degradación se origina también por “el cambio en los usos del suelo, teniendo en cuenta que los bosques que antes brindaban servicios ambientales para la gente, ahora han cambiado por pastos y cultivos debido a la necesidad alimentaria y al crecimiento de la población”. 

Aunque dicha transición obedece a temas socioculturales y a la necesidad de subsistencia, el investigador ecuatoriano dice que, no obstante, “la población explota los recursos naturales sin pensar en el uso exagerado de los mismos y en la sostenibilidad para el futuro”, y agrega que ello puede representar unos recursos y ecosistemas totalmente degradados. 

Según los diagnósticos que ha encontrado Nikolay Aguirre, en algunas zonas andinas como en Quito (Ecuador), posiblemente en 40 años no habría generación de agua para la mitad de esa población como la hay en la actualidad; también explicó que esta situación se puede replicar para las regiones colombianas por la similitud física y climática en la región. 

De acuerdo con las necesidades del presente, se está generando una cultura de restaurar, es decir, de reconstruir y recuperar la funcionalidad de algunos ecosistemas, su diversidad, así como la oferta de bienes y servicios de los sistemas naturales para el bienestar de la sociedad. Esta idea parte de algunas exploraciones sobre el tema, las cuales arrojan que por lo menos un 40% o 50% de los páramos andinos están siendo degradados debido a la alteración climática actual. 

Como propuesta para solucionar parte de la problemática natural, el investigador Aguirre invita a construir sinergias para ofertar los resultados investigativos a las personas que toman decisiones, ya que hace falta más cooperación entre universidades y naciones que comparten una misma dificultad natural. 

En ese sentido, el experto destaca la importancia de eventos de intercambio de conocimientos como el II Curso Internacional de Ecohidrología Tropical “Conservación y Restauración de Ecosistemas Tropicales”, desarrollado en la UN en Medellín, donde tuvo la oportunidad de compartir sus hallazgos.

(Por:Fin/hr/sup)

Energía del mar

ORIGINAL: ORNL

Innovación en la encrucijada entre la seguridad global y la energía verde

Los avances tecnológicos son generalmente los cambios incrementales que se deslizan sobre todo lo desapercibido en las prácticas empresariales, procesos industriales y las rutinas diarias. Aquellos que no son del tipo de avances científicos, son los que el Programa de Innovación Abierta de Lockheed Martin Corporation (LMC)  trata de abordar. Johnnie Cannon, quien encabeza la colaboración la Dirección de Seguridad Global de ORNL con el programa, dice que su objetivo es desarrollar "tecnologías que superen la competencia, en lugar de avanzar en forma gradual y predecible. En la actualidad el portafolio de colaboración de Cannon consiste en proyectos activos en una amplia gama de disciplinas, incluyendo materiales avanzados, la computación cuántica y la conversión de energía térmica oceánica.

"Una de nuestras colaboraciones de más alto perfil con el Programa de Innovación Abierta es la  de Conversión de Energía Térmica Oceánica", dice Cannon. "Esto representa una inversión sustancial por LMC durante varios años." OTEC se puede utilizar para atender las necesidades de energía de los militares de EE.UU. en algunas partes del mundo donde las largas filas de suministro o lejanía de los centros de generación de energía hacen que la generación de energía sea problemática.

Representación visual de un sistema OTEC. (Cortesía de Lockheed Martin) 

La energía del mar

El siguiente mapa muestra la diferenciación de temperatura en las aguas de nuestros mares. Las áreas resaltadas representan los lugares más óptimos para OTEC. ORIGINAL: Lockheed Martin Corporation

OTEC utiliza las diferencias de temperatura en los océanos del mundo para crear energía. En los trópicos, la temperatura superficial del agua es de unos 25 grados C, y a 3000 metros de profundidad es de unos 5 grados C. "Esa es una diferencia de unos 20 grados C, y puede ser utilizado para generar energía", dice James Klett de la División de Ciencia y Tecnología de  Materiales en el ORLN. El sistema de generación de energía OTEC trabaja mediante el uso de esta diferencia de temperatura para conducir una planta de energía de bucle cerrado de ciclo Rankine.

El ciclo Rankine comienza bombeando el agua superficial de 25 grados C a través de un intercambiador de calor para hervir el amoníaco. El amoníaco se convierte en un gas, que se utiliza para hacer girar una turbina-generador para producir energía. A continuación, los 5 grados C del agua se usan para enfriar el amoníaco, que se condensa a su estado líquido dentro de un intercambiador de calor llamado un condensador, y el ciclo comienza de nuevo.

ORIGINAL: Lockheed Martin Corporation

Dado el estado de la actual tecnología OTEC, una planta OTEC a escala comercial puede requerir al menos 20 intercambiadores de calor de gran tamaño. Ahí es donde entran los intercambiadores de calor de espuma de grafito desarrollados por Klett y su equipo de investigación. La espuma de grafito combina una enorme cantidad de superficie con una alta capacidad para conducir el calor, permitiendo a estos intercambiadores de calor para mejorar el rendimiento de las unidades estándar térmicamente conductoras mientras que reducen su tamaño y coste. Hacer que los intercambiadores de calor sean dos veces más eficaces significa que una planta de energía OTEC podría reducir el tamaño de sus intercambiadores de calor en la mitad, la reducción de los gastos de capital para la planta de OTEC y hacer una alternativa ecológica de energía mucho más práctica. Por otra parte, los intercambiadores de calor del mismo tamaño podría producir el doble de potencia por el mismo costo.

Los estudios han estimado que los intercambiadores de calor para una planta OTEC de 100 MW representaría una porción significativa de sus costes, y los intercambiadores de calor a base  espuma de grafito de tener el potencial para reducir esa cifra en un 50%. Debido a que los intercambiadores de calor son una gran parte de la huella de una planta OTEC, y las plantas OTEC están situados en las plataformas marinas como los utilizados para la perforación de petróleo y gas, reducir la huella es importante.

Energía abundante, confiable

"Hay varias ventajas de peso para el sistema", dice Klett. "En primer lugar, que produce energía totalmente verde, no hay subproductos También es muy parecida a la energía geotérmica, solar o eólica, ya que no asume ningún tipo de combustible fósil para conducir, lo que los costes se limitan a la construcción y el mantenimiento.". Además, Klett es particularmente enfático acerca de la disponibilidad de energía OTEC. Él señala que los consumidores no siempre entienden que el único tipo de energía "verde" que está disponible actualmente como "energía de base"- la energía que está disponible 24 horas al día, 7 días a la semana-es geotérmica. "Con otras energías renovables", dice, "cuando el viento cesa, usted no tiene energía. Si se trata de un día nublado, no hay energía. Incluso la energía hidroeléctrica está a merced de los niveles fluctuantes de agua. OTEC realidad puede ser utilizar para suministro de la base. " Las estimaciones sugieren que, en las latitudes tropicales, OTEC tiene el potencial de generar de 3 a 5 teravatios de energía sin afectar a la temperatura del océano o el medio ambiente del mundo. "Eso es más que la capacidad de generación eléctrica de este país", dice. "Si podemos suministrar una gran parte de nuestras necesidades básicas de energía con la energía verde, se puede revolucionar la generación de energía."

Espuma de Grafito de gran superficie y de alta capacidad para conducir calor es fundamental en el rendimiento de los intercambiadores de calor, mientras que reduce su tamaño y costo.

Klett y sus colegas de Lockheed Martin están construyendo un intercambiador de calor a escala de laboratorio que mide 3 metros de diámetro y 20 pies de largo y se envío a Hawaii para poner a prueba en el Laboratorio Nacional de Energía de la Autoridad de Hawai (NELHA). Hawai, que es también rica en recursos geotérmicos, se ha comprometido a eliminar su dependencia de fuentes externas de energía en un 40% en el año 2030. OTEC es visto como una alternativa muy atractiva para lograr este objetivo.

Las capacidades únicas

Klett señala que la tecnología utilizada para construir intercambiadores de calor para OTEC podría ser utilizado para aumentar la eficacia de otros tipos de centrales eléctricas. "Potencialmente, cualquier tecnología que utiliza intercambiadores de calor, bombas de calor, la desalinización, de regasificación de GNL para centrales eléctricas, podrían beneficiarse de este desarrollo", añade Cannon. Experiencia de ORNL en colaboración con Lockheed Martin a través del Programa de Innovación Abierta ha abierto la puerta a trabajar con ellos fuera del programa en otros proyectos de investigación y desarrollo, Klett, dice. "Cuanto más aprendemos sobre nosotros y las capacidades únicas que tenemos, vienen más a nosotros en busca de ayuda en áreas fuera del Programa de Innovación Abierta.

En cuanto al futuro de la tecnología OTEC, Klett, dice, "Creo que este es un caso en el que si lo construyes, vendrán. Si podemos construir una fuente de energía que no requiere de combustible y sólo requiere mantenimiento, entonces no vamos tener que preocuparnos por los altibajos del precio del combustible. El precio de la energía generada por una planta OTEC estarán ligados a los gastos de mantenimiento, y si nos topamos con maneras más baratas de mantener la planta, el precio de la energía OTEC en realidad podría ir hacia abajo, y esperamos que sea competitiva con las centrales eléctricas convencionales. "

"La demostración de que el proyecto está prevista para esta primavera en Hawai", dice Cannon. "Si todo funciona como se espera, podría ser un cambio de juego en términos de generación de energía verde."-Jim Pearce

"Captura del Cloroplasto", cómo la información genética migra de una planta a otra.

ORIGINAL: ScienceDaily

ScienceDaily (01 de febrero 2012) - Para generar árboles filogenéticos e investigar las relaciones entre los organismos, los científicos suelen buscar similitudes y diferencias en el ADN. Los científicos de plantas fueron confundidos por el hecho de que el ADN extraído de los cloroplastos de las plantas verdes a veces mostraron mayor similitud con especies relacionadas que crecieron en la misma zona. 

Trataron de explicar el fenómeno con la suposición en el que de vez en cuando especies sexualmente incompatibles para ser normalmente cruzadas produjeran descendencia con una nueva combinación de los genomas nuclear y del cloroplasto.

Un injerto natural entre un abedul (izquierda) y el roble (derecha). Especies sexualmente incompatibles pueden intercambiar genomas de cloroplastos en las zonas de injertos

Se acuñó el término "captura del cloroplasto" para ilustrar lo que ellos pensaban que estaba sucediendo.

Ahora, científicos allegados a Ralph Bock, del Instituto Max Planck de Fisiología Molecular de Plantas en Potsdam descubrieron que la transferencia de los cloroplastos en un todo, o al menos sus genomas, puede ocurrir en zonas de contacto entre las plantas. El cruce entre especies no es necesario. El genoma del cloroplasto si lo hace, será transmitida a la siguiente generación y, por tanto, dará origen a una planta con rasgos nuevos. Estos hallazgos son de gran importancia para la comprensión de la evolución, así como la crianza de nuevas variedades vegetales.

Muchas plantas de madera, especialmente de árboles frutales y rosa, son deliberadamente dañadas por los jardineros. Les cortan ramas o cortar abolladuras en la corteza con el fin de poner las partes de otra planta en las ranuras. La planta cuyas raíces tocan el suelo se llama "stock", mientras que heredero es el término técnico para la rama que se coloca sobre él. La razón detrás de las "atrocidades" del jardinero es la de reproducir las variedades con un rendimiento especialmente alto, sin que las leyes de Mendel entren en juego. Según Mendel, sólo algunas partes de los descendientes muestran los mismos rasgos que sus padres. El resto de la descendencia será más probable es que sea menos valiosa. Al poner una rama de una variedad de manzana exitosa en una población nueva, la manzana del árbol deseado es fácilmente clonada. Sin embargo, las uniones del injerto no siempre tiene que ser hechas por el hombre. Las plantas que crecen sólo en las cercanías de los demás pueden fusionarse.

En las zonas de contacto mencionados arriba, llamadas de transferencia horizontal de genes (HGT Horizontal Gene Transfer), la transferencia de genes sin reproducción sexual, puede ocurrir. Durante mucho tiempo, los científicos creían que HGT se limitaba a los procariotas, los organismos sin núcleo.