Ni las grandes novelas de León Tolstói o Víctor Hugo, ni las desbordantes sagas llenas de volantazos argumentales escritas por Tolkien o George R.R. Martin. Si quieres disfrutar de una historia realmente compleja, llena de misterios, sumérgete en la intrincada crónica de cómo hemos llegado a cultivar los plátanos que puedes encontrar en la frutería de tu barrio. Tal vez parezca exagerado, pero los científicos llevan años quemándose las pestañas para desenmarañar su domesticación.

Gracias a sus esfuerzos ahora conocemos cómo era su ancestro remoto de hace 7.000 años. Y espóiler: poco se parece a las bananas actuales.

¿Tan complicada es? Y tanto. Buena prueba es que hace un año un grupo de ocho investigadores de Francia, Bélgica y Papúa Nueva Guinea publicaron un extenso estudio en Frontiers en el que básicamente indagaban en el proceso de hibridación y domesticación de los plátanos, deteniéndose de paso en sus ancestros silvestres desaparecidos. En el proceso tuvieron que analizar 68 muestras de parientes silvestres y de 154 tipos de plátanos cultivados.

Si la aventura no era lo suficientemente ardua de por sí, se complica aún más por la propia diversidad de la fruta: como recuerdan en Science, hay plátanos con dos conjuntos de cromosomas y otros con tres o más, lo que nos habla sobre su origen como híbridos. “La domesticación del plátano es mucho más complicado de lo que pensaba”, admitía Loren Rieseberg, de la Universidad de Columbia Británica.

Un viaje de miles de años y kilómetros. Gracias a la labor de los investigadores hoy sabemos que el plátano tiene sus orígenes en una amplia región del sudeste asiático y Oceanía e incluso acotar en cierto modo su ‘nacimiento’.

“Fue domesticado a partir de Musa acuminata, una especie silvestre perteneciente a las monocotiledóneas, hace más de 7.000 años, seguramente en Nueva Guinea”, detallan los investigadores en su estudio. Durante la transición del estado silvestre al cultivo domesticado, se cuidaron sobre todo dos rasgos: la partenocarpia, que es la capacidad de producir frutos sin polinización previa; y la esterilidad, dos rasgos que aseguraban frutos comestibles carnosos y libres de molestas semillas.

¿Cómo era ese ancestro de hace 7.000 años? Bastante distinto de los plátanos actuales. Su pulpa era casi incomestible y contenía semillas negras. De hecho aprovechábamos otras partes las plantas: las flores y tubérculos enterrados y la fibra de los troncos, que se usaban para elaborar cuerdas y ropa. “Estaban muy lejos de los plátanos que vemos hoy”, señala Julie Sardos, científica de la Alliance of Bioversity International y una de las autoras del artículo de Frontiers.

El antepasado silvestre predominante de los plátanos es el Musa acuminata, que surgió hace alrededor de 10 millones de años probablemente en la región norte de Indo-Birmania, pero mucho más complicado es precisar cómo fue el proceso de “domesticación” que nos permite disfrutar de la fruta actual. Se sabe que entraron en juego otros ancestros silvestres conocidos, pero en 2020 se averiguó que hay otras especies que contribuyeron al plátano moderno. Eso sí, no se concretó cuales.

Acotando el foco. Es ahí donde centró parte de sus esfuerzos la nueva investigación, que gracias al estudio de una considerable cantidad de muestras de parientes silvestres y tipos de bananos cultivados llegaron a algunas conclusiones interesantes. La primera, que efectivamente todo indica que en origen los plátanos se cultivaron en Nueva Guinea. Segundo, que la “banskia”, una subespecies del M. acuminata, pudo ser la primera domesticada y contribuyó a variedades cultivadas.

El estudio indica además la existencia de tres ancestros antes desconocidos. “Se detectaron tres reservas genéticas indefinidas, es decir, en cuya muestra no se encuentran individuos no mezclados procedentes de las poblaciones de origen”, recoge el estudio. El hallazgo de esos tres acervos genéticos sin muestras de referencia concuerda, abundan, con estudios publicados en 2020 y 2021.

¿Qué tres ancestros? El estudio de 2022 dejó botando sobre la mesa esa pregunta, con las tres especies pendientes de identificar. “Nuestra convicción personal es que aún viven en algún lugar de la naturaleza, ya sea mal descrito por la ciencia o no descritos, en cuyo caso es probable que estén amenazados”, señala Sardos. Sus análisis reflejan que uno de esos antepasados pudo llegar de la región entre el Golfo de Tailandia y el oeste del Mar de China Meridional; otro de entre el norte de Borneo y Filipinas; y la tercera de la isla de Nueva Guinea.

Desenmarañando la historia. “La M acuminata se cultiva desde hace 7000 años. Los progenitores silvestres de la planta moderna eran variedades diploides, con dos juegos de cromosomas, que producían frutos incomestibles con semillas pequeñas, duras y negras, y poca pulpa”, concuerda la Universidad de Arizona.

Gracias a “hibridaciones entre distintas subespecies y variedades” hemos conseguido los frutos comestibles, libres de pepitas, dulces y carnosos que han convertido al plátano en un cultivo tan popular. A Europa llegaron en el siglo X. Y desde aquí, a través de los marineros portugueses y exploradores españoles, acabaron cruzando el charco y trasladándose a América ya en el XVI.

Es ciencia, y es economía. Desenmarañar la intrincada historia del plátano sirve para algo más que satisfacer la curiosidad de los científicos y ampliar nuestra comprensión de nuestro entorno. Más allá de la teoría, de la botánica, la biología y el estudio genético, la investigación de Sardos y sus compañeros tiene un enfoque eminentemente práctico. Uno además con una valiosa vertiente económica.

“El sector del plátano es una industria en crecimiento de 25.000 millones de dólares y se prevé que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta del 4,5% entre 2022 y 2027. La cadena de valor del plátano proporciona empleo directo a millones de personas en todo el mundo”, recoge el International Institute of Sustainable Development, IISD. Solo en 2021 el volumen de producción mundial alcanzó los 125 millones de toneladas, según el portal estadístico Statista.

Conocer… y ayudar. Como todo cultivo, las plantaciones de plátanos afrontan sin embargo riesgos importantes, como el azote del mal de Panamá o la “marchitez bacteriana del plátano”. Conocer mejor el acervo genético de los plátanos puede ayudar a la industria a combatir contra esos patógenos, sobre todo los que afectan a los Cavendish, ahondando en su conocimiento e incluso introduciendo genes de ancestros que pueden ayudar a fortalecer los plátanos modernos.

Imágenes | Alliance Bioversity & CIAT-S. Carpentier y Sardos, Breton, Perrier, Van den Houwe, Carpentier, Paofa, Rouard y Roux (Frontiers)

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*Una versión anterior de este artículo se publicó en noviembre de 2023

Llevamos décadas fabricando dispositivos de refrigeración como sistemas de aire acondicionado o frigoríficos. Sin embargo, aunque cada vez son más eficientes energéticamente, uno de sus componentes clave es la tecnología de compresión de vapor. Esto hace que estos aparatos sean un gran problema energético y medioambiental, pero en la búsqueda de soluciones, nos hemos topado con algo que apunta a cambiarlo todo: el enfriamiento ionocalórico.

No solo se ha mostrado efectivo, también extremadamente respetuoso con el medio ambiente.

Un problema sin resolver. Los sistemas de refrigeración actuales utilizan esa tecnología de compresión de vapor mediante el uso de hidrofluorocarburos (HFC) como refrigerante líquido. Sin embargo, estos HFC tienen un potencial de calentamiento global superior al del CO₂ y se estima que, de cara a 2050, las emisiones de HFC representarán hasta el 20% de las emisiones equivalentes de CO₂ debido al aumento de la demanda de aire acondicionado.

Es por eso que estamos buscando alternativas. Algunas están en técnicas que beben de la tecnología del botijo, otras que utilizan un sistema de impresión de arcilla en 3D y máquinas que no utilizan gases refrigerantes que permiten reducir en un 80% la huella de carbono. Y, ojo, también buscamos soluciones más eficientes y respetuosas para combatir el frío. Sin embargo, seguimos utilizando los mismos sistemas tradicionales basados en HFC.

El ciclo ionocalórico. Los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, sin embargo, están experimentando con algo que apunta a revolucionar el sector: la refrigeración ionocalórica. Drew Lilley es uno de los investigadores involucrados en el proyecto y afirma que creen que el ciclo ionocalórico tiene el potencial para resolver todos los problemas de los refrigerantes actuales. Es decir, algo que funcione de manera eficiente, sea seguro y no dañe el medio ambiente.

Pero… ¿qué es eso del ciclo ionocalórico? En la imagen superior podemos ver su funcionamiento, pero básicamente se trata de una forma de enfriamiento “calórico”. Hay varias en desarrollo, como las que utilizan el magnetismo, la presión o el estiramiento de los campos eléctricos para manipular materiales sólidos con el objetivo de que absorban o liberen calor. En el caso del enfriamiento ionocalórico, se utilizan iones para impulsar ese cambio de fase de sólido a líquido, y viceversa.

Funciona. Así, los investigadores han ideado un sistema que tiene un líquido en su interior. Esto es una ventaja, ya que permite que el material sea bombeable, facilitando la entrada y salida de calor del sistema.

En la animación que vemos justo sobre estas líneas, podemos ver el ciclo en acción. Cuando se agrega una corriente, los iones fluyen y cambian el material de sólido a líquido. Esto hace que ese material absorba el calor del entorno. Cuando se invierte el proceso y se eliminan los iones, el material se cristaliza en un sólido, liberando el calor absorbido.

Prometedor. El equipo logró un cambio de temperatura de 25 grados Celsius utilizando menos de un voltio de energía eléctrica. Ravi Prasher es uno de los investigadores del Área de Tecnologías Energéticas de Berkeley y afirmó que “desde el primer intento, los datos parecen muy prometedores a la hora de equilibrar el potencial de calentamiento global del refrigerante, la eficiencia energética del mismo y el costo del equipo requerido”.

Eso sí, aunque estos resultados fueron prometedores, Prasher tiene claro que tienen que seguir investigando los mejores componentes y técnicas para optimizar el sistema. “Tenemos este nuevo ciclo termodinámico y un marco que reúne elementos de diferentes campos, y hemos demostrado que puede funcionar. Ahora es el momento de experimentar para probar diferentes combinaciones de materiales y técnicas para enfrentar los desafíos de ingeniería”, afirmó.

Calentamiento global negativo. Y puede que lo más impresionante de esto es que no estamos hablando de algo únicamente más eficiente que los sistemas actuales, sino que tienen el potencial de “absorber” CO₂. Lilley afirmó que “existe la posibilidad de tener refrigerantes que no solo tengan potencial de calentamiento global cero, sino que sean negativos. Usar un material como el carbonato de etileno podría ser negativo en carbono, ya que se produce utilizando dióxido de carbono como insumo. Esto podría darnos un lugar para utilizar el CO₂ de la captura de carbono”.

No son pocos los que están experimentando con materiales y elementos que atrapen el CO₂, y un ejemplo es el campo de la construcción con maderas que secuestran CO₂ y ladrillos que también tienen esta propiedad. De la manera que sea, el equipo sigue investigando en esto de la refrigeración ionocalórica, pero consiguieron la patente provisional de esta tecnología y cualquiera puede licenciarla para investigar. Si te interesa, este es el correo electrónico.

Imágenes | Berkeley Lab

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Una de las soluciones para mitigar la crisis climática provocada por los gases de efecto invernadero está en el metano. Una investigación española ha dado con la respuesta de esta ironía.

El estudio. Un grupo de ingenieros navarros ha desarrollado un método, donde el dióxido de carbono va a producir metano a través de una única fuente de energía: la solar. El resultado del proyecto ha demostrado que se puede alcanzar niveles muy altos de metano en condiciones de luz natural y sin calor extremo.

Esta nueva forma de combustible limpio, categorizado como “metano solar”, se suma como una alternativa más al gas natural convencional. El trabajo ha sido elaborado por el grupo del Instituto INAMAT2 de la Universidad Pública de Navarra (UPNA).

El desarrollo. A través de diferentes catalizadores basados en rutenio y fijados en óxido de titanio, circonio y cerio, con esta combinación se provocó la reacción de Sabatier que convierte el CO2 en metano.

Este proceso se logra porque los catalizadores quedan expuestos a la luz solar sin una energía adicional para alcanzar la temperatura requerida. Además, han desarrollado un sistema para separar los electrones que se activan por la luz del catalizador (efectosfotocatalíticos)  del calor ocasionado al iniciar la reacción (termocatalíticos). La técnica resultante es la fototermocatálisis que permite aprovechar al máximo el espectro de la radiación solar.

Pero, ¿el metano es muy contaminante? El año que viene España quiere cerrar su última central de carbón, el trabajo por unas energías más limpias y menos contaminantes no paran de crecer. El diseño del proyecto de utilizar metano para producir gas parece contradictorio a primera vista, pues el metano provoca más contaminación que el CO2. Sin embargo, el estudio quiere llevar el metano hacia la neutralidad de carbono, ¿con qué?

Con hidrógeno verde. En este proceso de captura y conversión de CO2 en metano para crear el combustible, los investigadores han explicado que si añadimos hidrógeno renovable sería neutro en carbono. Este “metano solar” no solo es una alternativa al gas natural sino que puede servir de transporte y almacenamiento del hidrógeno a través de infraestructuras ya existentes.

España lleva tiempo trabajando para convertirse un hub del hidrógeno verde, sobre todo, gracias a los numerosos puntos que alberga en su territorio. En los últimos meses están dando pasos hacia el transporte tanto de corredores como el H2MED o los gasoductos virtuales. En cuanto al almacenamiento, un grupo de ingenieros nacionales han logrado crear baterías de hidrógeno.

Imagen | UPNA

Xataka | La importancia de los colores del hidrógeno y qué implica que sea verde, marrón, azul o turquesa