¿Los alimentos orgánicos fallarán en alimentar al mundo de manera sostenible?

ORIGINAL: Scientific American FastCoExpert

David Biello

Un nuevo análisis sugiere que los agricultores tienen que equilibrar la producción de suficientes alimentos para los seres humanos y la preservación del medio ambiente. Ninguna de las dos opciones puede trabajarse independiente.

Alimentos para las bocas hambrientas, alimentar  animales, producir fibras para la ropa e incluso, en algunos casos, combustible para los vehículos - Todos proceden de la agricultura mundial. Como resultado, en la agricultura de clima templado del mundo climas humana ha sustituido el 70 por ciento de los pastizales, el 50 por ciento de las sabanas y el 45 por ciento de los bosques templados. La agricultura es también la principal causa de deforestación en los trópicos y una de las mayores fuentes de emisiones de gases de efecto invernadero, un importante contribuyente a la maul en curso de las especies conocidas como la "sexta extinción", y una fuente perenne de la explotación de aguas subterráneas no renovables y la contaminación del agua .

NUEVA AGRICULTURA: Con el fin tanto de alimentar a más personas y preservar el medio ambiente, serán necesarios nuevos métodos de cultivo. 

Imagen: © iStockphoto.com / Yin Yang

Para limitar el impacto ambiental de la agricultura, así como producir alimentos más sanos, algunos agricultores han recurrido a las llamadas técnicas orgánicas. Este tipo de agricultura está destinada a minimizar los impactos ambientales y de salud humana, evitando el uso de fertilizantes sintéticos, pesticidas químicos y las hormonas o los tratamientos con antibióticos para el ganado, entre otras tácticas. Pero el uso de las tecnologías industriales, fertilizantes de nitrógeno sintético en particular, ha alimentado a la creciente población humana durante el último siglo. ¿Puede la agricultura orgánica alimentar a un mundo de nueve millones de personas?

En general, los rendimientos orgánicos son considerablemente menores que los convencionales.

En un intento de aportar claridad sobre lo que ha sido demasiado a menudo un debate emocional, los científicos medioambientales en la Universidad McGill en Montreal y la Universidad de Minnesota realizaron un análisis de 66 estudios que compararon los métodos convencionales y orgánicos a través de 34 diferentes especies de cultivo. "Hemos encontrado que, en general, los rendimientos orgánicos son considerablemente inferiores a los convencionales", explica Verena McGill Seufert, autor principal del estudio que será publicado en la revista Nature el 26 de abril. (Scientific American, es parte del Nature Publishing Group.) "Sin embargo, esta diferencia de rendimiento varía en diferentes condiciones. Cuando los agricultores aplican las mejores prácticas de gestión, los sistemas orgánicos, por ejemplo, tienen un desempeño relativamente mejor".

En particular, la agricultura orgánica ofrece una producción de sólo 5 por ciento menos en los cultivos regados con lluvia de leguminosas, como alfalfa o frijoles, y en cultivos perennes, como árboles frutales. Pero cuando se trata de principales cultivos de cereales como el maíz o el trigo y verduras como el brócoli, los métodos convencionales de producción entregaron más de 25 por ciento de rendimiento.

El factor clave para obtener más aumentos a través de métodos orgánicos parece ser el nitrógeno - grandes dosis de fertilizantes sintéticos pueden mantenerse al día con la alta demanda de los cultivos durante la temporada de crecimiento mejor que la liberación lenta del compost, el estiércol o cultivos de cobertura fijadores de nitrógeno. Por supuesto, el costo de la utilización de 171 millones de toneladas de fertilizantes de nitrógeno sintético se paga en las zonas muertas en las bocas de muchos de los ríos del mundo. Estas zonas anóxicas son resultado de la escorrentía rica en nitrógeno, que promueven el crecimeinto abundante de algas que luego mueren y, en su descomposición, absorben todo el oxígeno de las aguas circundantes. "Para abordar el problema de la [nitrógeno] limitación y para producir altos rendimientos, los agricultores orgánicos deben emplear las mejores prácticas de gestión, suministro de fertilizantes orgánicos o más cultivo de leguminosas o cultivos perennes", dice Seufert.

De hecho, más conocimiento sería la clave para cualquier esfuerzo por impulsar la agricultura ecológica o sus rendimientos. La agricultura convencional requiere el conocimiento de cómo manejar lo que los agricultores conocen como insumos, como fertilizantes sintéticos, pesticidas químicos y similares -, así como los campos diseñados precisamente, a través de sistemas de posicionamiento global. Los agricultores orgánicos, por el contrario, debe aprender a manejar todo un ecosistema orientado a la producción de alimentos - el control de plagas por medios biológicos, usar los residuos de animales para fertilizar los campos, e incluso cada vez más alternar de un cultivo a otro. "La agricultura ecológica es un sistema de producción muy intensiva en conocimiento", señala Seufert. Para un agricultor ecológico "es necesario crear un suelo fértil que proporcione los nutrientes necesarios en el momento adecuado, cuando los cultivos necesitan. Lo mismo es cierto para el manejo de plagas."

La agricultura ecológica es un sistema de producción muy intensiva en conocimiento.

Pero el resultado final es un suelo saludable, que puede resultar vital en los esfuerzos para que sea más resistente ante el cambio climático, así como la conservación del mismo. Los suelos orgánicos, por ejemplo, retienen el agua mejor que aquellas explotaciones que emplean métodos convencionales. "Se utiliza mucha más agua [en el riego] porque el suelo no tiene la capacidad de reciclar el agua que utiliza", señaló el productor Fred Kirschenmann, presidente de Stone Barns Centro para la Agricultura y la Alimentación en el evento "Alimentar al mundo mientras que el Tierra cocina" en la New America Foundation en Washington, DC, el 12 de abril.

Al mismo tiempo, una población humana aún creciente requiere más alimentos, lo que ha llevado a algunos a proponer intensificar aún más los métodos convencionales de aplicación de fertilizantes y pesticidas a los cultivos manipulados genéticamente, lo que permite ya sea una segunda Revolución Verde o la mejora de los rendimientos de las tierras agrícolas actualmente en cultivo. Los cultivos genéticamente modificados para resistir la sequía también pueden desempeñar un papel, así como los esfuerzos para desarrollar versiones perennes de cultivos anuales de primera necesidad, como el trigo, lo que podría ayudar a reducir los impactos ambientales y mejorar el suelo. "El aumento de la sal, la sequía o la tolerancia al calor de nuestros cultivos existentes puede mover un poco pero no mucho", dijo la bióloga Nina Fedoroff de la Universidad Estatal de Pennsylvania en el evento de Nueva América. "Eso no será suficiente".

Y desarrollar de nuevas versiones perennes de los cultivos básicos que requieren la compresión de miles de años de mejoras en los cultivos que resultaron en las variedades de trigo de alto rendimiento de hoy en día, como el trigo enano creado por el agricultor Norman Borlaug y sus colegas en la década de 1950, en un lapso de años, mientras que cambiaban el carácter fundamental de trigo de una cosecha anual a una perenne. Luego está el afán de lucro. "El sector privado no es probable que adopte una idea como las semillas de los cultivos perennes, que no requieren la compra permanente de semillas y por lo tanto no ofrecen una muy buena fuente de ganancias", señala Seufert.

De todos modos, el mundo ya produce 22 billones de calorías al año a través de la agricultura, lo suficiente como para proporcionar más de 3.000 calorías a cada persona en el planeta. El problema de la alimentación es tanto de distribución como de desperdicio - lo último resulta del deterioro de los alimentos durante la cosecha, el almacenamiento o incluso después de la compra. De acuerdo con la Asociación de Fabricantes de Comestibles, sólo en los EE.UU., 215 raciones por persona se van a perder al año.

El mundo ya produce alimentos más que suficientes para alimentar a todos bien.

"Desde que el mundo ya produce alimentos más que suficientes para alimentar a todos bien, hay otras consideraciones importantes", además de rendimiento, argumenta el ecologista Catalina Badgley, de la Universidad de Michigan, que también comparó los rendimientos de los métodos orgánicos y convencionales en un estudio de 2006 (pdf) que encontró resultados similares. Los que van desde los impactos ambientales de las diversas prácticas hasta el número de personas empleadas en la agricultura. En la actualidad, la agricultura convencional se basa en la energía barata, mano de obra barata y otras prácticas no sostenibles. "Cualquiera que piense que va a utilizar Roundup (Glifostato) [herbicida] por ocho [miles] o 10.000 años es una tontería", argumentó el evangelista orgánico Jeff Moyer, director de la granja del Instituto Rodale, en el evento de la Fundación Nueva América.

Pero es poco probable que sea una solución simple. En cambio, las mejores prácticas agrícolas varían de un cultivo a otro y de un lugar a otro. Construir suelos saludables, sin embargo, será un elemento clave en todas partes. "La agricultura convencional actual es una de las principales amenazas para el medio ambiente y degrada los mismos recursos naturales de los que depende. Tenemos entonces que cambiar la forma en que producimos nuestros alimentos", argumenta Seufert. "Dada la actual situación precaria de la agricultura, se deben evaluar muchos de los sistemas de gestión alternativos, incluidos los convencionales, los sistemas orgánicos, otros agro-ecológicos e híbridos, posiblemente, para identificar las mejores opciones para mejorar la forma en que producimos nuestros alimentos."

Scientific American es una marca registrada de la revista Scientific American, Inc.
[Imágenes: B Brown y Eric Isselee a través de Shutterstock]

U of M opens up to open source textbooks

ORIGINAL: Minnesota.publicradio.org

by Stephen Smith, Minnesota Public Radio

April 23, 2012

Philip Schiller, Apple's senior vice president of Worldwide Marketing, speaks about Apple's plan to "reinvent" textbooks at an event at the Guggenheim Museum on January 19, 2012 in New York City. Apple announced iBooks 2, a new free app featuring iPad interactive textbooks. The company also announced iBook Author, an application to create digital textbooks, and iTunes U, an educational app for students and teachers. (Mario Tama/Getty Images)

St. Paul, Minn. — The University of Minnesota bookstore has one of the largest textbook departments in the country, with rows of shelves piled high with titles — everything from Algebra One to Nuclear Physics.

Students can buy Shakespeare's books for less than $10, but that's only because the literary rights have long ago expired. The average price of the store's books is about $50 and some titles fetch as much as $225 — another sign of the rising price of college education.

Paying for textbooks is becoming such a burden for college students, that today the University of Minnesota is launching an online project to hunt down free textbooks to replace the pricey ink-and-paper versions. It's part of a national movement to cut the cost of textbooks.

The university has an extensive used and rental program to help make textbooks more affordable. But students like Hengyi Huang try to avoid the campus bookstore altogether.

Huang, a computer science student from China, buys his textbooks on Amazon or eBay. He said it can be tricky to find the right edition required in class.

"Textbooks keep renewing every year," Huang said. "There's only a tiny change in some of the pages. But the instructor requires us to buy the newest edition, which I don't think is necessary."

The average college student spends $1,000 or more each year on textbooks. That annoys pre-med student Amanda Benarroch, of Rochester, Minn.

"Tuition is already higher than it used to be," she said. "Textbook companies are kind of obnoxious."

Obnoxious or not, commercially printed textbooks dominate the market. There's a growing effort to change that, as dozens of so-called open-source textbooks are available online for free.

But such books have been slow to catch on, said David Ernst, director of academic and information technology for the College of Education and Human Development.

"The open textbooks are out there," Ernst said. "And they're scattered."

As a result, it's hard for teachers to find them.

"The second reason is that they don't know what is quality when they do find them," Ernst said.

Written by experts in their fields, open-source textbooks generally allow users to edit the texts or make "mash-ups" from several books.

Ernst is leading a new project at the University of Minnesota that will review open-source textbooks and collect the ones that pass muster in an online catalog. He said the project will concentrate first on the most widely taught courses, like introductory biology and math.

"You know the world doesn't need another $150 Algebra One book," he said. "Algebra One hasn't changed for centuries, probably."

University of Minnesota faculty will be paid $500 to write a review of an open-source textbook. They'll earn the same amount to adopt such a book in class.

Nicolle Allen, textbook advocate for the Student Public Interest Research Group, said Minnesota's peer-reviewed catalog could be a real boost.

"There are some sites that list reviews of open textbooks but I think this one is significant because it's actually developed by a Big Ten, well-respected university," said Allen, director of the research group's Make Textbooks Affordable Project.

The catalog is part of a national effort to create cheaper alternatives to commercially published textbooks. Some educational foundations have paid scholars to write free textbooks. Other publishers offer electronic versions for free, but charge for printed copies.

But the $4 billion commercial textbook industry still retains one big advantage: the financial power to create ancillary materials like study plans, exams, and course-management software. Surveys show that instructors prize those materials above all else, said publishing industry analyst Al Greco of Fordham University.

Another priority for professors is that books be up to date and compatible with their academic viewpoint.

"While we're told price is very important, it's always fourth," said Greco, a marketing professor. "As of today, open access textbooks have very little traction in the business."

Meanwhile another big change is on the textbook horizon, Greco said.

Apple is expected to enter the college market soon, just as it has with K-12 textbooks, where publishers create multimedia textbooks for the iPad.

Respiraderos muertos, hábitat próspero: chimeneas hidrotermales que han expirado albergan gran cantidad de bacterias

ORIGINAL: mBIOSphere

Las Chimeneas hidrotermales se pueden encontrar dondequiera que haya un centro de dorsales oceánicas extendidas. Al igual que los géiseres en el fondo del mar, las chimeneas son formadas en caliente, cargadas de minerales del agua del mar que surge de debajo de la corteza y los depósitos de estos minerales en una columna (a veces enormes), rica en metales y azufre. (La foto es de 9 metros de altura). Microbiólogos han estudiado estas chimeneas por un tiempo, el examen de las bacterias y arqueas que predominan y lo que podría estar haciendo, mientras fluyen los pozos emergentes, pero un grupo de la Universidad del Sur de California y la Universidad de Minnesota, Twin Cities han observado las comunidades que existen en las chimeneas que se ha tapado y detenido hace tiempo - chimeneas inactivas, conocido como "sulfuros inactivos". Se encontraron algunas diferencias entre las comunidades para tener en cuenta en las chimeneas activas y en las chimeneas de la que no hay flujo hace tiempo - las diferencias muestran que las chimeneas inactivas son motores biogeoquímicos realmente activos que continúan del ciclo del azufre, nitrógeno y hierro en el suelo marino.

El transformación de convertirse en una salida no-productiva es muy significativa, dice Katrina Edwards, la autora principal del estudio. Cuando una chimenea deja de expulsar chorros de agua de mar, "la química [de la chimenea] pasa de ser dominado por las emisiones de fluidos - ventilación de los fluidos hidrotermales que no están en equilibrio con el agua de mar inferior - a un sistema basado en la química de minerales", dice Edwards. Por lo tanto, las chimeneas activas están dominadas por las reacciones entre los materiales en agua de mar de ventilación y el agua de mar que la rodea y las chimeneas inactivas están dominadas por las reacciones entre el agua de mar y los minerales en lo que queda de la chimenea.

Esto hace que sea una gran diferencia en los hábitats, las diferencias que se reflejan en las secuencias de 16S rRNA  (16S ribosomal RNA) de los organismos que encuentran en estos dos tipos de chimenea. Una diferencia notoria es la ε-proteobacterias y Aquificae: los grupos predominantes en las chimeneas activos, que son raros en las chimeneas inactivas, donde son probablemente reemplazadas por α, β-, δ-y γ proteobacterias y Bacteroidetes, que parecen prosperar existen y probablemente participen en las transformaciones redox de azufre, nitrógeno y hierro. Otras observaciones indican también las comunidades están sometidas a la sucesión ecológica, en la que las especies antiguas y procesos poco a poco son reemplazados por otros.

¿Y desde cuándo estas chimeneas han estado inactivas, mientras que las comunidades bacterianas que las acompañan estaban ocupadas trabajando en su interior? El co-autor Jason Sylvan dice que no sabe la edad de los sitios de muestreo en particular, sino que otras personas que trabajan en el sitio 9 ° N Este de la Elevacón del Pacífico han utilizado las proporciones de isótopos de plomo para fechar las características latentes en la zona desde varias décadas hasta 20.000 años de edad.

"Teniendo en cuenta que las estructuras persisten durante miles de años", dice Sylvan ", "y a la vez que apoyan a las comunidades microbianas activas, es muy posible que estas comunidades tengan un impacto en la química del océano."

Edwards espera continuar su trabajo con las chimeneas. "Los depósitos que se crean a través de la conducción hidrotermal son poco conocidos sobre los marcos de tiempo. Sabemos que se quedan por varias décadas, pero la influencia que tienen sobre los procesos oceanográficos biológicas y químicas es incierto."