January 2011. Vol 2. No. 1.

Diseño y edición: Montserrat Atilano y Alejandra Alvarado

Vol 2. No. 1January, 2011

Dye Decolorization (Montserrat Atilano)

Biodiesel Production (A. Alvarado)

Rumen (A. Alvarado)

Polímeros… síntesis de poliuretanos basados en ácidos grasos

modificados de aceite de algodón (Ilse Novoa)

Celdas de combustible microbianas (Montserrat Atilano)

Bioetanol a partir de residuos agrícolas (José de Jesus Morales)

Biohidrógeno a partir de termitas: una alternativa de energía limpia (Obed Pérez)

Estrés en ambiental en plantas (Nayeli Ortíz)

La creación de un genoma sintético… es posible (A. Alvarado y A. Almeida)

Virus en plantas (Raziel Sosa)

Biofertilizantes (Alan Quezada)

La inmortalidad se alcanzó hace siglos (Aldo Almeida)

Highligted (A. Alvarado)

Rumbo a la COP 16… (Melisa Hermosillo)

Sobre humedales artificiales-estado del arte (Melisa Hermosillo)

Una célula a la vez (Sarahí L. García)

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Biopolímeros a partir de microorganismos, ¿cómo? (Ilse Novoa)41

EditorialAll the best

Alejandra Alvarado y

Montserrat Atilano

En ésta revista presentamos una selección del trabajo de un año de

. Cada mes contamos con la colaboración de muchos de nuestros

compañeros, a todos ellos, infinitas gracias por su ayuda. Y a partir de mayo

contamos con algunos editores invitados, Melisa Hermosillo, Aldo Almeida y Nayeli

Ortíz, igualmente muchísimas gracias por su tiempo. También un fuerte

agradecimiento para la Escuela de Ciencias Biológicas, al MSC Sergio Vaquera y a

su equipo por el apoyo e interés que siempre desmotraron en este proyecto.

Espero encuentren este número tan interesante como yo.

All the best !!!

ncreased industrial development in the Comarca

Lagunera has made possible the rise in the

economy of our city. On the other hand the

consequences of this development affects our

ecosystem, which will have a huge impact on our welfare.

Among the main problems created by industries are the

high emissions of gases into the atmosphere, discharge of

huge amounts of waste and wastewater on soil or in water,

and others.

M. Atilano

Con un gran número de industrias textiles en nuestra Comarca Lagunera, el día de hoy existe una gran

contaminación de colorantes en el ambiente. Las técnicas que hay actualmente para la eliminación de colorantes en

aguas residuales tienen serias restricciones, tales como altos costos, la formación de subproductos peligrosos y altos

requerimientos energéticos.

Es bien sabido que es posible utilizar hongos para degradar una amplia gama de compuestos aromáticos, incluyendo

los colorantes. Por eso, en el laboratorio de Bioremediación de nuestra escuela se ha iniciado una investigación a

este respecto.

Because of the large number of textile industries in the

Comarca Lagunera there exists a higher concentration of

dyes in the environment due to the discharge of their

wastewater. These compounds are harmful to organisms

that live in our environment because of their toxicity and

carcinogenic nature. For this reason a research project has

been commissioned to study the biodegradation of dyes by

fungi n the Bioremediation Lab of our school.

WHY FUNGI?

Into the kingdom of fungi, basidiomycetes are the most

effective degraders of lignin through a highly efficient

enzymatic system[1].

4

White rot fungi are predominant in the biodegradation of

lignin, because of their ability to produce different

extracellular enzymes that are responsible for

metabolization of these compounds. Their ability to

degrade lignocellulose is associated with their mycelial

growth habitat that allows the fungus to transport scarce

nutrients such as nitrogen and iron that are available at a

distance to metabolize lignocellulosic substrate as a

carbon source[2]. Fungi have two types of extracellular

enzymatic systems: the hydrolytic system, which

produces hydrolases that are responsible for

polysaccharide degradation; and a unique oxidative and

extracellular ligninolytic system which degrades lignin and

opens phenyl rings. The most widely studied white-rot

organism is P. chrysosporium, which is one of the

holobasidiomycetes. Trichoderma reesei and its mutants

are the most studied ascomycete fungi, and is used for

the commercial production of hemicellulases and

cellulases[3,4,5].

Due to this capability it is possible to use these fungi to

degrade a wide range of aromatic compounds, including

dyes.

Published on January, 2010

Lignin biodegradation by white-rot fungi is an oxidative

process and phenol oxidases are the key enzymes[1,6].

Of these, lignin peroxidases (LiP), manganese

peroxidases (MnP) and laccases from white-rot fungi

(especially Botrytis cinerea, P. chrysosporium,

Stropharia coronilla, P. ostreatus and Trametes

versicolor) have been widely studied[7,8]. LiP and MnP

oxidize the substrate by two consecutive one-electron

oxidation steps with intermediate cation radical

formation[9]. LiP degrades non-phenolic lignin units (up

to 90% of the polymer), whereas MnP generates Mn3+,

which acts as a diffusible oxidizer on phenolic or non-

phenolic lignin units via lipid peroxidation

reactions[10,11,12].

Laccase are blue copper oxidases that catalyze the one-

electron oxidation of phenolics and other electron-rich

substrates[2].

AND…THE DYES?

Synthetic dyes have increasingly been used in the textile

and dyeing industries because of their ease and cost-

effectiveness in synthesis, firmness, high stability to

light, temperature, detergent and microbial attack and

variety in colour compared with natural dyes. This has

resulted in the discharge of highly polluted effluents.

The current existing techniques for the removal of dyes

from dye containing wastewater have serious

restrictions such as high cost, formation of hazardous

by-products or intensive energy requirements [13].

,

5

Ligninases have potential application in decolorization,

biopulping, biobleaching, etc. Similarly biological

treatment of effluents from the textile, pulping and

bleaching processes which contain highly colored and

toxic aromatic compounds would reduce the release of

large amounts of harmful chemicals into the

environment. The potential of ligninase becomes more

important with respect to dye decolorization.

Ligninolytic enzymes secreted by white-rot fungi bind

non-specifically to the substrate; therefore, they can

degrade a wide variety of recalcitrant compounds and

even complex mixtures of pollutants including dyes. This

ability has opened new prospects for the development of

biotechnological processes and attracted increasing

scientific attention on the use of white-rot fungi and/or

their enzymes.

Hence it is proposed to isolate efficient fungal strains

and evaluate their ligninase activity and study their

potential application in metabolism of aromatic dye

compounds through its system of specialized, but non-

specific enzymes.

Biodiesel Production

iodiesel production has been on an exponential

growth curve over the past several years because

of decrease in fossil fuel resources, increase in

crude oil prices, and environmental concerns.

Continued and increasing use of petroleum will intensify

air pollution and magnify the global warming problems

caused by CO2 and other gases[2, 3]. Biodiesel has the

potential to reduce the level of pollutants and the level of

potential or probable carcinogens in the environment [1].

Chemistry of Biodiesel

Biodiesel consists of the monoalkyl esters formed by a

reaction of the triglycerides in the oil or fat with a simple

monohydric alcohol. The reactions have been known for

more than a century[4, 5]. The reaction requires a catalyst,

usually a strong base, such as sodium or potassium

hydroxide, and produces new chemical compound called

methyl esters. It is these esters that have come to be

known as biodiesel [5].

There are only five chains that are most common in

soybean oil and animal fats (others are present in small

amounts) [5].

Although the research did not anticipate the production of

alkyl esters for fuel, most of the process for biodiesel

production were developed in the early 1940‟s and are

described in a series of patents by researches from E.I. du

Pont and Colgate-Palmolive-Peet [6, 7].

The original objective of this work was to develop a

simplified method for extracting glycerol during soap

production because the glycerol was needed for

production of explosives during world war[8].

A. Alvarado

Biodiesel is produced through a process known as

transesterification, as shown in the equation, where R1,

R2, and R3, are long hydrocarbon chains, called as fatty

acid chains.

Biodiesel, un combustible alternativo, es

elaborado mediante recursos renovables,tales como aceites vegetales y grasasanimales. Es biodegtradable, no tóxico,posee perfiles de bajas emisiones y esambientalmente benéfico [1].

The development

One hundred years ago, Rudolf Diesel tested vegetable

oils as fuel for his engine [3]. With the advent of cheap

petroleum, appropriate crude oil fractions were refined to

serve as fuel and diesel fuels and diesel engines evolved

together. In the 1930‟s and 1940‟s vegetable oils were

used as diesel fuels from time to time, but only on

emergency situations. But due to decrease in the

availability of fossil fuels and the consequent increase in

its cost, there has been a renewed focus on vegetable

oils and animal fats for production of biodiesel [8].

The most advanced work with sunflower oil occurred in

South Africa because of the oil embargo. Caterpillar,

Brazil, in 1980 used engines with a mixture of 10%

vegetable oil to maintain total power without any

alterations or adjustments to the engine. Now we know

that it is not practical to substitute 100% vegetable oil for

diesel fuel, but a blend of 20% vegetable oil and 80%

diesel fuel is successful, and some experiments used up

to a 50/50 ratio [8].

6

Published on January, 2010

The first International Conference on Plant and Vegetable

Oils as fuels was held in Fargo, North Dakota in August

1982. The primary concerns discussed were the cost of

the fuel, the effects of vegetable oil fuels on engine

performance, durability, fuel preparation, specifications

and additives. Oil production, oilseed processing and

extraction were also considered in this meeting [8].

The disadvantages are (1) higher viscosity, (2) lower

volatility and (3) the reactivity of unsaturated hydrocarbon

chains[9]. All these disadvantages cause engine

malfunctions after prolonged use[8]. There are few studies

to find a blend between different vegetable oils that can

reduce the problems in the engine performance. But all

these works has generally been considered to be not

satisfactory and impractical for both direct and indirect

diesel engines [8].

The advantages of vegetable oils as diesel fuel are (1)

liquid nature-portability, (2) high heat content (80% of

diesel fuel), (3) ready availability and (4) renewability.

Cooking oil has been tested

instead of vegetable oils or fats.

Since it is necessary to use a

high quality oil, and this is not

possible always in this case.

Studies are needed to find a

cheaper way to utilize cooking

oils to make biodiesel fuel.

There are several choices, first

removing free fatty acids from

used cooking oil before

transesterification, or using

high pressure and

temperature[8].

It is very important to consider that the cost biodiesel

production. It is necessary to find the balance between the

cost of the material (oils or fats) and the cost of the

process. According to Krawczyk (1996) the cost of raw

materials accounts for to 60 to 75% of the total cost of

biodiesel fuel. The change to wastes oils is not the

solution, because the cost of the process will be increased.

For a lower production cost, the biodiesel industry has

some choices, such as optimized production process

technologies, allowing high production capacities,

simplified operations, high yields, and the absence of

special chemical requirements and waste streams.

The Discussion

Beginning 1980, there has been considerable

discussion regarding use of vegetable oil as a fuel. The

idea of using food for fuel[10] indicated that the

petroleum should be the “alternative” fuel rather than

vegetable oil and alcohol being the alternatives and

some form of renewable energy must take the place of

the nonrenewable resources [8].

In general there are many reasons that justify the

development of biodiesel production technology.

However, in countries like Mexico, where the economic

dependence on petroleum is a very tricky condition, the

situation must be approached carefully. The fact that

the human population is growing up, and more land

may be needed to produce food for human

consumption should also be considered. From this point

of view the total replacement of fossil fuels with

biodiesel is not the answer.

There may be many options and things to do, but can

not be applied directly in Mexico. We should watch,

learn from others experience and develop our

technology. Our country could make it a point to use

fossil oils only as a supplemental resources, and bet on

the development and use of biodiesel and other

alternative renewable energy production technologies,

as in Brazil. We should be aware that USA, the main

buyer of our petroleum is advancing greatly in the use

of biofuels, and crude oil reserves of our country are

falling at an alarming level.

We should note that in Asia with the steep increase in

population will increase the demand of vegetable oils

and this might result in raise in the price of vegetable

oils, a trend that will eventually happen in all the

world[8]. It is essential that we seek to optimize the

biodiesel production using different feedstocks, and

also reutilize the by-products of the biodiesel

production, and thereby increasing the adoption of this

technology.

7

uminants are mammalian herbivores that

have a special organ inside which carries out

the digestion of cellulose and other

polysaccharides by microbial activity, because these

animals lack the necessary enzymes to digest them[1].

Relatively, the rumen is really big, with a capacity of

100 to 150 liters in a cow or 6 liters in a sheep [1]. Its

average temperature and the pH is 39°C and 6.5

respectively. However, it is be noted that such

conditions may vary according to the feed.

The anoxic nature of the rumen is a significant factor

for its functioning [2]. The forage reaches the rumen,

mixed with saliva (which contains sodium

bicarbonate) is subjected to a rotary motion during

which fermentation occurs. Initially rumen

microorganisms adhere to cellulosic material of the

forage and starts degrading it. The food remains in

the rumen from 10 to 18 hours [1].

The rumen fluid has large amount of cells, including

1010 to 1011 bacteria/ml. Cellulolytic bacteria and

fungi produce cellobiose and glucose, which are

transformed into volatile fatty acids (VFAs), as acetic,

propionic and butyric acid by anaerobic microbial

action due to the low level and/ or absence of oxygen[3]. The VFA‟s produced can pass through the rumen

wall and serve as an energy source for the animal.

But part of the acetic acid and hydrogen produced

are converted to methane by Methanogens. In

addition, the microorganisms in the rumen are the

source of protein and vitamins for ruminants [3].

Although it is easily said, all these processes are

truly complex because they require the synergistic

action of many microorganisms. Due to the highly

reducing environment mainly facultative and

anaerobic microorganisms predominate.

Fibrobacter and Ruminococcus are the most

abundant cellulolytic bacterias into the rumen,

but also they can degrade xylan. Ruminobacter

and Succinomonas are amilolitic, and

Lachnospira digest pectins. The final products of

the fermentation of these and other microbes are

then used by others. The succinate is then

converted to propionate and CO2, and lactate is

fermented to acetate and other acids by

Megasphera and Selenomonas [3].

A. Alvarado

Los rumiantes son mamíferos herbívoros con un órganoespecial el cual les ayuda en la digestión de celulosa: el rumen.La naturaleza anóxica del rumen un importantísimo factorpara su funcionalidad. En el fluido ruminal hay una grancantidad de células, entre ellas de 1010 a 1011 bacteria/ml. Ydebido al ambiente altamente reducido los microorganismosque predominan son en su mayoría anaerobios.

8

Published on February, 2010

Finally the H2 produced is rapidly oxidized with CO2

to form methane by methanogens. The accumulatedgases are expelled to the environment by the animalto the environment. The composition of this mix isapproximately 65% carbon dioxide and 35% methane[2].Apart from bacteria, rumen has roughly 106

protozoos/mL, and most of them are obligateanaerobes [1], and as predators of bacteria controlthe bacterial population in the rumen. In addition,there are some anaerobic fungi that can degradecellulose, hemicelluloses and lignin partially. But allthese factors and life forms inside the rumen havetheir own rules and chemical mechanisms, and evena little change in the stability can change all themicrobial community. For example, with abruptlyaltered feeding from grass to grain the animal maybe affected, precisely because of the changes in themicroorganisms and their activity that would occurinside the rumen. For example with high grainfeeding there would be an increase of starchhydrolyzing bacteria resulting in an abundant lacticacid and acidify the rumen.For now, we have learned only a little about thisdynamic microscopic world. There are much to learnand understand this natural ecosystem.

Until next time!

7

[1] Carrillo, Leonor. 2003. Microbiología Agrícola. 1 ed, UNAS, v.5. 1-15 pp.[2] Schlegel HG, Zaborosch C. General Microbiology. 2° edición. Cambridge University Press, UK, 1993[3] Madigan MT, Martinko JM, Parker J. Brock Biology of Microorganisms. 10° ed. Prentice Hall, UpperSaddle River, 2003

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Published on March, 2010

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Vol. 1 No. 7

BIOFERTILIZANTES

Por Alan Quezada

El nitrógeno es uno de los elementos más importantes para la vida de todos los organismos. En nuestro planeta,

se encuentra distribuido ampliamente en diferentes formas o compuestos, siendo el más abundante el nitrógeno en

forma de gas diatómico que está presente en la atmósfera. A pesar de ser tan abundante (78% del aire atmosférico)

muy pocos seres vivos son capaces de utilizarlo.

Fritz Harber y Robert Le Rossignol desarrollaron un tratamiento al que llamaron proceso Harber-Ross, este permite

fijar el nitrógeno atmosférico en amoniaco. Lograron una fuente inagotable para la producción de compuestos

nitrogenados que pueden ser usados para producir fertilizantes. Esto, sin duda alguna, fue un gran avance para la

agricultura ya que permitía más y mejor producción, pero como todas las cosas buenas tiene su costo; la cantidad de

energía utilizada para este proceso equivale al 2% de la producción de energía mundial, los fertilizantes de este

provocan eutrofización de ecosistemas acuáticos, que tienden a afectar las propiedades del suelo ya que no aportan

una fuente de carbono al mismo y crean una dependencia del agricultor a estos productos, lo cual es un gasto

considerable [1].

Nueva alternativa: Bacterias Fijadoras de

Nitrógeno

Una alternativa a la elaboración de fertilizantes

artificiales es la fijación biológica de nitrógeno. La

mayor parte del nitrógeno presente en los suelos y en

los océanos proviene de la fijación natural de

nitrógeno, esta es llevada a cabo por microorganismos

a los que se les llama diazotrofos. Estos son capaces

de realizar tal acción gracias al complejo enzima

nitrogenasa [2]. Estos microorganismos no pueden

realizar la fijación de nitrógeno si se tienen

concentraciones altas del mismo en el suelo, además,

altas concentraciones de oxígeno inhiben a la enzima[3].

Entre la gran variedad de diazotrofos , los más

empleados en los estudios y en la elaboración de

biofertilizantes son las llamadas Rhizobacterias

Promotoras de Crecimiento en Plantas (PGPR siglas

en inglés), estas como su nombre lo indica viven en la

rizósfera de las plantas, ya sea libres como los

géneros Azotobacer y Azosporillum, ó en simbiosis

con la planta, como las del género Rhizobium, estas

últimas viven en las raíces de las leguminosas dentro

de nódulos [4,5].

24

Published on August, 2010

Vol. 1 No. 7

Un biofertilizante consiste en un material

portador inoculado con PGPRs. El material

portador puede ser un polvo o líquido elaborado

a partir de turba, residuos agrícolas, carbón,

aguas residuales, etc. La función de éstos es

mantener un alto número de colonias

formadoras de bacterias, protegerlas y llevarlas

hasta el campo o a la raíz de la planta en donde

realizaran su acción [6].

Existe una gran cantidad de estudios donde se

prueba la habilidad de fijar nitrógeno de estas

bacterias y comprobar el beneficio a la planta el

uso de biofertilizantes microbianos. Se han

empleado en muchos tipos de cultivos, como

frijol, tomate, arroz, maíz y otros cereales.

Actualmente se producen más de 2000

toneladas de biofertilizantes, la mitad de ellas en

Estados Unidos [7]. En nuestro país, la UNAM

ya comercializa biofertilizantes a base de

Rhizobium y Azospirillum, estos fueron

desarrollados en investigaciones con frijol y

diferentes cereales, a cargo de Jesús Caballero

Mellado, por las cuales fue premiado con la

medalla “Emiliano Zapata”.

Es muy importante difundir el conocimiento

sobre los biofertilizantes en nuestro país, ya que

son nuevas formas de aumentar la producción y

mejorar la calidad de los suelos.

Referencias.

1.- M.K. Rai. 2006. Handbook of microbial biofertilizers. The Haworth

Press, Inc.

2.- Luiz Fernando W. Roesch , Flávio A. O. Camargo, Fátima M. Bento

& Eric W. Triplett. 2008. Biodiversity of diazotrophic bacteria within the

soil, root and stem of field-grown maize. Plant Soil 302:91–104

3.- Johanna Dobereiner*, J. M. Day, P. J. Dart. 1972. Nitrogenase

Activity and Oxygen Sensitivity of the Paspalurnnotatum-Azotobacter

paspa Ii Associa tion. Journal of General Microbiology, 71,103-116.

4.- Roseline Remans, Lara Ramaekers, Sarah Schelkens, German

Hernandez, Aurelio Garcia, Jorge Luis Reyes, Nancy Mendez, Vidalina

Toscano, Miguel Mulling, Lazaro Galvez, Jos Vanderleyden. 2008.

Effect of Rhizobium–Azospirillum coinoculation on nitrogen fixation and

yield of two contrasting Phaseolus vulgaris L. genotypes cultivated

across different environments in Cuba. Plant Soil, 312:25–37.

5.- Elisete Pains Rodrigues, Luciana Santos Rodrigues, André Luiz

Martinez de Oliveira, Vera Lucia Divan Baldani, Kátia Regina dos Santos

Teixeira, Segundo Urquiaga,Veronica Massena Reis. 2008. Azospirillum

amazonense inoculation: effects on growth, yield and N2 fixation of rice

(Oryza sativa L.). Plant Soil 302:249–261.

6.- Marta Albareda*, Dulce N. Rodríguez-Navarro, María Camacho,

Francisco J. Temprano. 2008. Alternatives to peat as a carrier for

rhizobia inoculants: Solid and liquid formulations. Soil Biology &

Biochemistry 40 (2008) 2771–2779.

7.- F. Ben Rebah, D. Prévost, A. Yezza, R.D. Tyagi. 2007. Agro-

industrial waste materials and wastewater sludge for rhizobial inoculant

production: A review. Bioresource Technology 98 (2007) 3535–3546.

Es muy importante difundir el

conocimiento sobre los

biofertilizantes en nuestro país, ya

que son nuevas formas de aumentar

la producción y mejorar la calidad de

los suelos.

25

Vol. 1 No. 7

a inmortalidad se alcanzo hace siglos. La vida y la

muerte son temas de alto impacto cultural en toda

civilización humana conocida. La muerte es vista

con respeto y temor principalmente por la incertidumbre

de lo que le depara a la conciencia (objeto que se rehúsa

a ser definido según John Searle) después de cruzar su

velo.

El temor a la muerte y el apego a la vida han hecho surgir

investigaciones en áreas que buscan cómo aumentar la

longevidad de un organismo. Agelessanimals es una

organización que se compone de 12 universidades en los

Estados Unidos y 2 centros de investigación en Europa,

con esfuerzos enfocados en determinar los mecanismos

biológicos y genéticos para extender su vida sin mostrar

signos de senescencia.

El limite Hayflick está relacionado con la senescencia.

Según el experimento de Hayflick y Moorhead en 1961

las células solo pueden dividirse entre 40 a 60 veces, ya

que cada mitosis acorta los telomeros del ADN llegando a

un punto crítico donde los mismos ya no pueden estirarse

más y la mitosis se detiene en todas las células

provenientes de esa generación. Organismos que

muestran senescencia negligente incluyen a las tortugas,

ballenas, esturiones, pez roca y posiblemente langostas

(Finch, 1990). En los estudios de estos animales la

determinación correcta de la edad es de suma

importancia, las técnicas varían desde el conteo de

anillos anuales en el otolito o tambor del oído,

degradación radioactiva en los huesos, o racemización de

acido aspártico (Bagenal, 1974; Campana et al., 1990;

George, 1999). La racemización (o Racemization) es el

proceso en el que un enantiomero (levógiro o dextrógiro)

de un compuesto cambia a su otro enantiomero.

En un muestreo aleatorio realizado por Alaska Fish and

Game en 1997, se mostró que el 16% de los peces en las

mesas de personas tenían arriba de 50 años y varios

eran mayores de 100 años. Pero la biología siempre tiene

sus sorpresas. Una especie de medusa, Turritopsis

nutricula, es el único metazoa conocido que después de

llegar a un estado de madurez sexual puede

transformarse de nuevo en un pólipo (el análogo del

estado infantil para las medusas) sólo están presentes

algunas diferencias, como los tipos de células de la

epidermis en la sombrilla externa y parte del sistema

gastrovascular (Piraino et al., 1996). Esta habilidad ayuda

al mismo espécimen a escapar de la muerte por

senescencia, aunque aún puede ser susceptible a

enfermedad o depredación.

Por Aldo Almeida

26

Published on September, 2010

Vol. 1 No. 7

Sin embargo debido a nuestra falta de comprensión

aquí surge otro problema. No tenemos manera de

imaginarnos qué pasará con la conciencia de este

organismo al revertir su madurez, inclusive no se puede

determinar si éste organismo tiene conciencia puesto a

que no tiene un sistema nervioso central, si no una red

nerviosa. Cómo determinar entonces que la simple

respuesta a estímulos baste para hacer la diferencia

entre “vida” o “estar vivo”. Entonces entramos a un

dilema: tratar de definir qué es vida y consecuente qué

es muerte.

Si leemos lo que se escribió de Sócrates sabremos que

los griegos diferenciaban a lo vivo de lo inerte, al

separarlos en objetos animados que contenían alma,

algo que cuya definición no pudieron concretar pero que

creían era el impulso que los hacía moverse desde

dentro, y los objetos inanimados, los cuales no

contenían alma pero podrían ser movidos por impulsos

naturales o por aquellos objetos con alma. Pero esta

definición probablemente no hubiera sido aceptada si en

su tiempo hubieran existido los robots. Así pues, la

actual definición de vida en el diccionario dice que es

aquello que manifiesta las funciones de metabolismo,

crecimiento, reproducción y respuesta a estimulo. Nahle

(2004) muestra varias paradojas en esta definición, ya

que estas funciones que hacen los seres vivos no

deben tomarse en cuenta como definición de la vida.

Vaneechoutte y Fani (2009) también sostienen esta idea

y van un paso más allá, a definirlo como una condición,

la de estar vivo (being alive). El argumento dice que si la

reproducción diferenciara a lo inerte de lo vivo entonces

los priones, cristales y coacervados de Oparin deberían

considerarse como vivos, lo cual no se hace en la

actualidad. Aquí también contribuye el límite de Hayflick,

que nos indica que una célula no puede multiplicarse un

infinito número de veces. Entonces se concluye que la

reproducción es sólo un medio en el objetivo de seres

vivos para dar continuidad a “otra característica”

llamada vida.

Finalmente, Nahle (2004) argumenta que es cierto que

para que un sistema experimente vida debe poseer un

arreglo molecular definido o también denominado por la

termodinámica como ordenado. Aunque advierte que el

mantenimiento de un estado ordenado no debe

confundirse por el bloqueo de entropía como algunos

biólogos y físicos lo han intentado definir.

Todo sistema conocido en este mundo está sujeto a

las leyes de la termodinámica y por ende nada puede

bloquear la entropía. Como sabemos, la entropía se

define como los microestados posibles de la energía

de un sistema a una determinada temperatura. La

energía libre de Gibbs, la cual determina si un

proceso es espontaneo o no-espontaneo depende

precisamente de la entropía, indicando que las cosas

tienden a ir de un estado ordenado (donde sus

moléculas guardan o concentran mucha energía

cinética, es decir, que están algo inmóviles) hacia un

estado “desordenado” (donde más moléculas se

mueven, lo que significa que la energía está

dispersada). En teoría los organismos vivos deberían

dispersarse o disolverse, pero lo evitan con rodeos a

la entropía. Un claro ejemplo es la replicación de ADN

con nucleótidos tri fosfatos, ya que no se podría lograr

con nucleótidos mono fosfatos. Nahle (2004) define

esta demora en la difusión o dispersión de la energía

interna como la vida, pero ningún organismo puede

sostener ésta demora por siempre y cuando cesa tiene

que dispersarse (finalmente te comen los gusanos y

vuelves a formar parte la materia inerte). La única

manera de detener este deterioro dar un nuevo ser,

que carece de esta acumulada dispersión o entropía.

Sorprendentemente un discípulo de Tales, un tal

Anaximandro (un griego que nació en el año 610 a. C.)

llegó a una idea semejante con su intuición. Él no

estuvo de acuerdo con su maestro, quien decía que

todo en el universo estaba unido y que el agua era la

sustancia que componía a todo. Anaximandro discutía

que agua no podía ser la sustancia básica, ya que no

podría dar lugar al fuego, y declaró además que las

cosas estaban compuestas del aperion (ese algo

indivisible sin cualidades) y que las sustancias eran

destruidas según el juicio del tiempo, y así se poco a

poco se daba la “disolución” del universo de nuevo al

aperion. Nietzche concuerda con la decisión de decir

“destruidas”, pues pensaba que todo lo que existe

impone su existencia sobre las otras cosas que “son”

volviendo a todo lo existente algo criminal. Pero por el

contrario, Heráclito aproximadamente un siglo

después no compartía ésta visión, el hablaba de un

mundo de conversión: todo aparece ya creciendo, se

desarrolla y después se desintegra para abrir paso a lo

siguiente. Esto no es de ninguna manera injusto ya

que todo lo que brota sin fin de cualquier cosa es

justicia y su estancia en la tierra no tiene que ser

sujeta a una expiación por el tiempo. Según Heráclito

todo fue, es y será Fuego (no elemental, podemos

inferir que se refería a energía). Impresionante, ¿no es

así? Dos milenios antes que Einstein ya se había

pensado (por pura intuición) que el universo es finito

en tamaño y materia pero infinito en tiempo.

Sin embargo, pienso, y esto torna las cosas más

complicadas, que incluso la idea de Nahle sobre ésta

demora a la disipación de la energía interna se puede

considerar como una cualidad necesaria para

presenciar lo que definimos como vida.

27

Vol. 2 No. 1

Vaneechoutte y Fani (2009) se encaminan a definir la

vida por medio del consesus aceptado de que todos los

organismos vivos son la extensión de un ancestro en

común (LUCA) que surgió hace 3-3.5 mil millones de

años. La Vida es entonces el organismo de 3.5 mil

millones años de edad conformado por todas las células

vivientes y virus correspondientes que son su extensión.

Algo parecido a la Hipótesis de Gaia, publicada por

primera vez en forma científica por James Hutton en

1785, y reforzada después por James Lovelock en

1965. Pero al aceptar esta definición persiste el

problema de definir lo que es la muerte.

En la antigüedad se solía considerar por muerto aquella

persona que ya no daba signos de respirar o cuyo

corazón ya no latía, lo cual causó conflicto cuando

surgieron las técnicas de resucitación cardiopulmunar y

se dejaron conocer anécdotas de gente siendo

enterrada y después regresando a la vida. Actualmente

la muerte se define como la terminación de todas las

funciones biológicas que sostienen a los organismos

vivos. La definición es clara, pero no vuelve más

sencilla la declaración de si una persona está viva o

muerta, porque al fin de cuentas no sabemos cómo

definir vida, y el origen de la conciencia sigue siendo

incomprendido.

Actualmente se utiliza la medida de la actividad cerebral

para determinar que si una persona está muerta.

Aunque sabemos que hay casos donde la muerte

cerebral puede ser temporal, como en los casos de

coma, donde las demás funciones del ser viviente

continúan. Incluso Miller (2009) reporta y discute la

habilidad de pacientes con muerte cerebral de mantener

la capacidad de gestar fetos. Así que para solucionar

estos problemas, en Estados Unidos uno está

legalmente muerto cuando deja de tener personalidad.

En términos legales para tener personalidad es

necesaria la actividad cerebral, por lo que desconectar a

una persona en coma no se considera como un

asesinato. Pero si consideramos Vida como el

organismo de 3.5 mil millones de edad, entonces la

muerte no surgirá hasta que el sol explote y desintegre

toda molécula orgánica capaz de organizarse con

radiación solar, tal como sucedió hace 3.5 mil millones

de años.

Referencias

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freshwater fish larvae quantitatively. Freshwater Biology, vol. 4,

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Miller F.G. (2009). Death and organ donation: back to the

future, Journal of Medical Ethics, vol. 35, 616-620

Finch, C. E. (1990) Longevity, Senescence, and the Genome.

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George J. C., Bada J., Zeh J., Scott L., Brown S. E., O'Hara T.

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whales (Balaena mysticetus) via aspartic acid racemization.

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(Agosto) de (2009). De http://www.biocab.org/Definicion-de-

Vida.html.

Piraino S., Boero F., Aeschbach B. and Schmid V. (1996).

Reversing the life cycle: Medusae transforming into polyps and

cell transdifferentiation in Turritopsis nutricula (Cnidaria,

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Vaneechoutte M. and Fani R. (2009). From the primordial soup

to the latest universal common ancestor. Research in

Microbiology, vol. 160, 437-440

28

Vol. 2 No. 1

HighlightedChen, Y., Cheng, J.J. and Creamer, K.S. 2008. Inhibition of anaerobic digestion

process: A review. Bioresour. Technol. 99, 4044-4064.

One of the main aims

of is

spread research work

of our School, In

order to improve it.

However, all of us

know that for improve

it is necessary to

have the support and

basis on the previous

and recognized works, For that, now we want to share

with you some of the notes we have to collect from our

references. It is time to give you the basis. We hope this

notes can help you, at least to realize that there are more

crazy misfit people out there.

For august is the turn of an excellent review (at any rate

one of my favorites). Here are presented some of the

causes that have been elucidated as inhibitory in the

anaerobic digestion (AD) process. Chen and coworkers

start clearly, they said in spite of the great benefits that

this technology can bring to us, poor stability and not

adaptation problems still appearing. We know (if not, you

know now), AD it is not a “new” thing, but as everything,

between more one study and applies, more it is

discovered that nothing has been discovered yet. For

example, in the case of inhibitors compounds it is well

know that high ammonia concentrations reduce or even

stop methane production (if I forget to say, methane it is

“crudely” what we want to obtain at the very final of an AD

process) if the quantities are closely or highest to 4051-

5734 mg NH3-N L-1 (Lettinga, 1988). Before, something

that it is important to remember is that if AD process

would be a movie, the main characters will be the

“methanogens”, microorganism who produce the

methane. So, ammonia affect methanogens, but in this

review are contrasted some previous research about of

which kind of methanogens are more affected. Actually,

Chen et al., are mentioned sensibility ammonia values

corresponding to some methanogens strains, as

Methanospirillum hungatei, Methanosarcina barkeri etc.,

etc.(Jarrell et. al., 1987).

Going deeper Chen et al., present a variety of previous

studies about factors that can controlling ammonia

inhibition, and here they said, the wide range of ammonia

concentrations reported as inhibitory depend of the

different substrates used, inocula sources, even

environmental conditions. If I had not said before,

ammonia is beneficial in the AD, but like almost

everything in life, not in excess. That‟s a reason of why

AD is so exited, you can modified just one thing and you

will have another puzzle, and who knows how many ways

there are for solve the same puzzle?

And continuing, we move to revise the effect of pH. There

is a relationship between pH and ammonia concentration

in a AD reactor, increase pH would result in high toxicity

because of the shift of free ammonia in ionized ammonia

(Borja et al., 1996). But, the most important (and

impacting) thing here is that all references presented for

Chen et al., are before 1993. So, concepts as “reduce pH

of 7.5 to 7.0 in cow manure AD increase methane

production in four times” were saying by Zeeman et al., in

1985! Or “methanogens types have their own optimal pH”

was saying by Kroeker et al., in1979!! I mean, some of the

information if you think about it, it is pretty “evident”, you

can imagine easily. But, that is what knowledge is, about

to increase what is already know, and incredibly we are

realizing of this knowledge after 30 years. I think it is a

good chance to thank the inventor of review articles, and

in this case to Chen et al….. Forget it, acknowledges are

always at the end.

So the next stop is temperature. About this factor there

are not a lot of discussions, however it is important to

mention, AD can be carried out under thermophilic

conditions without inhibition problems, and it is an very

growing “sub-area” of this learning. But was remarkable in

this review the interaction between ammonia and

temperature. Since 80‟ was known that AD of wastes with

high ammonia it is more easily inhibited and stable in a

thermophilic range, in comparison whit similar works in

mesophilic stage (Braun et al., 1981; Parkin and Miller,

1983). Interesting isn‟t?

But wait, just in case you are a fan of complicated mazes

with different solutions, here is the most exciting: the

presence of other ions. Antagonism is a situation where

different elements (microorganisms, people, countries,

etc.etc., in these cases ions) have a opposite effect one

over other. For example, did you know that ammonia and

sodium showed mutual antagonism? Chen et al.

explained, while 0.15 M ammonia reduce the methane

production derived from the acetic acid by 20%, the only

addition of 0.002 -0.05 M of Na+ produce 5% more

methane than the control. And there are other previous

reports presented about the interactions between Na+

and K+, or Na+ and Mg2+, which produce around 10%

more methane yield compared to produced by Na+ alone

when there are high concentrations of ammonia (superior

to 30 g/l) (Krylova et al., 1997).

If we go a little future in the review, Chen et al., explore

the inhibition effects of different ions under an AD

process. They are talking about Na, K, Mg, Ca and Al.

With this light metals ions, while moderate concentrations

stimulate microbial growth (I hope you have listened of

29

Published on September, 2010

Por A. Alvarado

குவான் ஹ ா

Vol. 2 No. 1

some trace elements and those), but excessive amounts

slow down the growth, and even higher concentrations

can cause sever inhibition (Soto et al., 1993). Again,

results can vary. Was reported that an aluminum

exposure in form of 1000 mg/l of Al(OH)3 after 59 days

reduce methanogenic activity in more than 50%. In the

case of calcium, there are many discrepancies,

moreover again the highlighted was the potential in the

study of ionic interactions. For magnesium, was

highlighted that these ions at high concentrations have

been shown to stimulate the production of single cells

(Harris, 1987; Schmidt and Ahring, 1993; Xun et al.,

1988), but the high sensitivity of single cells to lysis is an

important factor in the loss of methanogenic-aceticalstic

activity in anaerobic reactors. Now, the turn of

potassium, at low concentrations (lees than 400 mg/l)

the performance in anaerobic reactors improve at

thermophilic and mesophilic ranges, while if the

concentrations increase, the inhibitory effect is more

clearly in thermophilic reactors.

Incredibly, there are more. Thinking in antagonism

effects, you realize, must ahvesynergic effects. One

reason is because the osmoregulation process. For

example, Ahring in 1991 presented an article about the

interaction between Mg+ and Na+. And she said that

sodium it is necessary for the inhibition by magnesium.

But all depends of the concentrations, conditions and

everything in the reactor. More pieces for the puzzle!

And then, it is appropriate to bring to mind high school

chemistry classes. We have also heavy metals (once

again I‟ll trust in you know what I mean). Many heavy

metals are part of the essential enzymes that drive

numerous anaerobic reactions. Analysis of the

methanogenic strains showed the following order of

heavy metals compositions in the cell, Fe » Zn ≥ Ni > Co

= Mo > Cu (Takashima and Speece, 1989). Even so,

you know what, as we can accustom to the changes, of

house, school, city, etc. The microorganism too. Only

that in microbiology, AD or in science in general the

word you‟ll see will be “acclimation” or “adaptation”.

That‟s what Chen et al., also present, it has been proved

amply that if the concentration of an inhibitory agent is

increasing continuously, microorganism can adapt. Are

not they like us?

To reaffirm this, microorganisms, in particular

methanogens have some not very desirable friends. For

example, sulfatoreducing bacteria (SBR) are able to

inhibit methanogens‟ activity. SRB can compete (and

win) methanogens and other microbial groups involved

in an AD process for the food this is available acetate,

hydrogen, propionate or butyrate (McCartney and

Oleszkiewcz, 1993; Colleran et al., 1995). Nevertheless,

in some aspects microorganisms are more smart than

us, if they get something that can protect them, they

used it, without run away or something typical human

reaction when competition or adversity come. Have

been demonstrated in previous works that some

materials can be used like support for

immobilization of microorganism involved in AD. Isn‟t

crazy? While we tend to run, they are

“immobilized”…OK, I accept it was a very bad joke. But

returning to the point some materials as zeolite, carbon,

some plants between many others has been

demonstrated that reduce the inhibition effect caused by

different agents, ammonia, ions, sulfide, etc.

Almost closed to the end, Chen et al., reviews previous

results in the study of inhibition by organics, as long

chain fatty acids, aromatics and halogenated aliphatics.

But why? Why is important known about this, and look

for more. Chen et al., didn‟t missed this point. Apart that

about increase knowledge, there are an engineering

significance. Here it is worth saying that in AD process

can be used many types of systems, I mean, you can

design a reactor with different conditions and

parameters, depending of how you feeding and collect

the residue (this could be a item for the next

highlihteds). So, in AD it is used many residues as

municipal, industrial, whether paper and pulp industry,

food industry, textile or petrochemical refineries and

evidently agricultural wastes.

The different inhibitory effects are put into context in the

treatment of each material by an AD process. For

example in the case of agricultural waste Chen et al.

mentioned that ammonia are of the most inhibitory agent

reported. And in municipal waste, they discussed about

the effect of some elements as carbon or nitrogen to

come on with the inhibition that ammonia or an excess

in organic materials can promote. The same are

analyzed with food industry, which treatments are affect

mainly by acid accumulation. For textile industries Chen

et al., present an important question, because it is well

know that wastewater from this activities include many

ions, dyes and dyeing auxiliaries as polyacriyates. So

several designs (like a process step-by-step) according

to Chen et al. can be deviced as the solution.

And finally, in the conclusion they leave many things just

in a few sentences. In AD also, you can use co-

digestion, like a mix between all waste for try to seek the

best performance, even if one of the mix components

have a high inhibitory potential. In addition, there are

opportunities in the studies for acclimatization, what are

the effects in each microbial group involved? What we

can do for avoid inhibition in each step?…you see?

More and more pieces!!

Comments or suggestions are pretty welcome at:

bioscienceslaguna@gmail.com

30

El próximo mes de diciembre se llevará a cabo en México la XVI Conferencia de las

Partes (COP 16), la cual abordará el tema del Cambio Climático. Esta reunión es una

de tantas reuniones sobre cambio climático que se han venido realizando a lo largo de

casi tres décadas. Para lograr un mayor entendimiento de lo que pasará en la COP 16

a continuación se presenta un resumen de las principales cumbres, convenios y

protocolos relacionados con el medio ambiente.

La historia comienza en 1972 cuando se lleva a cabo en Estocolmo la Conferencia de

Naciones Unidas sobre Medio Ambiente Humano y por primera vez la comunidad

internacional reconoce la necesidad de comprender las causas naturales y artificiales

de un posible cambio climático 1. En el mismo año, como fruto de esta Conferencia se

crea el Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), quien

actualmente juega un papel indispensable en la lucha contra el cambio climático 2.

Durante los años posteriores surgieron una gran variedad de foros donde científicos de

todas partes del mundo denunciaban que la generación de gases producidos por la

quema de combustibles fósiles es la causa principal del cambio climático.

Este informe, años después mejor conocido como “Informe Brundtland” en honor a la

doctora Gro Harlem Brundtland, sentó las bases de una serie de Conferencias y

Convenios que tenían como propósito la lucha contra el Cambio Climático.

Vol. 1 No. 10

Fue entonces, que en 1987 la Comisión Mundial de

Medio Ambiente y Desarrollo publicó un informe

titulado “Nuestro Futuro Común”, dicho informe

planteaba la necesidad de iniciar negociaciones

multilaterales en donde se abarcara el tema del

cambio climático, además, el informe basado en un

estudio de cuatro años, expuso por primera vez de

manera formal el término ”desarrollo sostenible o

sustentable”, lo que significa: "Garantizar las

necesidades del presente sin comprometer las

posibilidades de las generaciones futuras para

satisfacer sus propias necesidades”.

Un año después de la publicación del Informe Brundtland, la Organización Mundial de

Meteorología (OMM) y el PNUMA crearon un órgano encargado del medio ambiente

llamado Panel Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climático, mejor conocido

como IPCC por sus siglas en inglés. Dicho grupo está formado por una red mundial de

aproximadamente 2,500 científicos y expertos que cumplen la función de una Agencia

especializada y reconocida por la Organización de las Naciones Unidas (ONU).

Por Melisa Hermosillo

31

Published on October, 2010

Vol. 1 No. 10

Después de la Conferencia de Estocolmo de 1972 tuvieron que pasar 20 años para que

se llevara a cabo la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y

Desarrollo (CNUMAD), también conocida como la "Conferencia de Río" o la "Cumbre de

la Tierra", la cual se desarrolló en Río de Janeiro del 3 al 14 de junio de 1992. Dicha

Conferencia tenía como objetivo elaborar estrategias y medidas para detener o invertir

los efectos de la degradación del medio ambiente. Gracias a esta conferencia se logró la

elaboración de los siguientes documentos:

Agenda ó Programa 21: este es un plan de acción que tiene como finalidad metas

ambientales y de desarrollo en el siglo XXI.

Declaración de Río sobre medio ambiente y desarrollo: se definen los derechos y

deberes de los Estados.

Declaración de principios sobre los bosques.

Convenio Marco sobre Cambio Climático (CMCC, ó por sus siglas en inglés UNFCCC).

Y por último el convenio sobre biodiversidad.

La creación del IPCC fue debida a la necesidad de tener

una valoración científica, objetiva, equilibrada e

internacionalmente coordinada acerca de los temas

relacionados con el origen de los gases de efecto

invernadero y sus posibles consecuencias. La principal

función del IPCC es analizar toda la información

científica disponible sobre Cambio Climático, y publicar

un informe objetivo que ofrezca una posición equilibrada

entre los distintos puntos de vista y las políticas

correspondientes.

Hasta el 2010, se han publicado cuatro informes, el

Primer Informe de Evaluación fue publicado en 1990 y

propició que los gobiernos tomaran la decisión de

elaborar un convenio internacional, con lo cual se crea

la Convención Marco sobre el Cambio Climático

(CMCC). El segundo informe fue adoptado en 1995 y

publicado en 1996, proporcionó los datos para la

negociación del Protocolo de Kioto dentro de la CMCC.

El tercer informe, publicado en el año 2001, aportó

abundante información de carácter científico y técnico

que ha sido de gran utilidad para diseñar políticas

concretas sobre el cambio climático en el marco del

Protocolo de Kioto, y el cuarto y último informe señala

que el calentamiento global es un hecho calificado de

inequívoco y atribuido a la acción del hombre con una

certidumbre superior al 90%.

En 1990 la Asamblea General de Naciones Unidas constituye un Comité

Intergubernamental de Negociación (CIG), con el mandato de que prepare una

convención general eficaz sobre cambio climático. Pasaron apenas dos años para que

el Comité Intergubernamental cumpliera su mandato, y fue en Nueva York el 9 de mayo

de 1992 que se adoptó la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio

Climático (CMNUCC). Dicha Convención entra en vigor el 21 de marzo de 1994, y en

1997, los gobiernos acordaron incorporar una adición al tratado, conocida con el

nombre de Protocolo de Kioto, que cuenta con medidas más enérgicas contra el cambio

climático.

El objetivo último de la Convención es estabilizar las concentraciones de gases de

efecto invernadero en la atmósfera en un nivel que impida peligrosas injerencias

humanas en el sistema climático. Diez años después de que entró en vigor la

CMNUCC, se habían adherido a ella 188 Estados y la Comunidad Europea. Esta

adhesión prácticamente mundial hace de la Convención uno de los acuerdos

ambientales internacionales que goza de mayor apoyo internacional.

Convenio de Viena para la Protección

de la Capa de Ozono

Fue firmado por 28 países en marzo de 1985. Su

principal cometido era alentar la investigación, la

cooperación entre los países y el intercambio de

información referente a las sustancias que dañan la

capa de ozono. Aunque no conllevaba el

compromiso de tomar medidas para reducir la

producción o el consumo de CFC, el Convenio de

Viena fue de suma importancia ya que logró que las

naciones llegaran a un acuerdo de principio para

hacer frente a un problema ambiental mundial

antes de que se sintieran sus efectos o se

demostrara científicamente su existencia, lo que

probablemente constituye el primer ejemplo de

aceptación del "principio de precaución" en una

importante negociación internacional.

32

Vol. 1 No. 10

El máximo órgano responsable de la toma de

decisiones de la CMCC es su Conferencia de las Partes

(COP), la cual fue establecida en virtud del artículo 7 de

la CMCC. Es una asociación de todos los países que

son Partes en la Convención, los cuales se reúne

anualmente para examinar la ejecución de la

Convención, adoptar decisiones para el desarrollo de

las normas de ésta y negociar nuevos compromisos

sustantivos. Las decisiones adoptadas por la COP en

sus respectivos períodos de sesiones constituyen ahora

un conjunto detallado de normas para la aplicación

práctica y eficaz de la Convención. La COP también es

conocida como la “Conferencia o Cumbre sobre Cambio

Climático”.

En 1997, la Asamblea General convocó un período

extraordinario de sesiones en Río de Janeiro, Brasil

(también conocido como "Cumbre para la Tierra + 5"),

para examinar y evaluar la ejecución del Programa 21.

Posteriormente, en diciembre del 2000, durante un

período de sesiones, la Asamblea General convocó a la

Cumbre Mundial sobre el Desarrollo Sostenible (también

conocida como "Río + 10"), un examen decenal del

progreso alcanzado en la ejecución del Programa 21

desde 1992. La Cumbre Mundial se realizó en

Johannesburgo del 26 de agosto al 4 de septiembre de

2002 y su informe incluye una Declaración política y un

Plan de aplicación, en el cual los Estados Miembros se

comprometieron a "llevar a cabo actividades concretas y

a adoptar medidas en todos los niveles para intensificar la

cooperación internacional”.

La CMCC divide a los países en tres grupos principales,

de acuerdo con sus diferentes compromisos: Las Partes

incluidas en el anexo I son los países industrializados

que eran miembros de la Organización de Cooperación

y Desarrollo Económicos (OCDE) en 1992, más los

países con economías en transición (PET), en

particular, la Federación de Rusia, los Estados Bálticos

y varios Estados de Europa central y oriental. Las

Partes incluidas en el anexo II son los países miembros

de la OCDE incluidos en anexo I, pero no los PET,

estas Partes deben ofrecer recursos financieros para

permitir a los países en desarrollo emprender

actividades de reducción de las emisiones de

conformidad con lo dispuesto en la Convención y

ayudarles a adaptarse a los efectos negativos del

cambio climático. Las Partes no incluidas en el anexo I

son en su mayoría países en desarrollo.

Todas las Partes en la Convención están sujetas a los

compromisos generales de responder al cambio

climático. Han acordado compilar un inventario de las

emisiones de gases de efecto invernadero y presentar

informes sobre las medidas que están adoptando para

aplicar la Convención.

A continuación se presenta la lista de las 15

Conferencias de las Partes sobre Cambio Climático

que se han realizado desde 1995 hasta el 2009.

COP 1. Berlín,1995

COP 2. Ginebra, 1996

COP 3. Kioto, 1997 - Protocolo de Kioto

COP 4. Buenos Aires, 1998

COP 5. Bonn, 1999

COP 6. La Haya, 2000

COP 7. Marrakech, 2001

COP 8. Nueva Delhi, 2002

COP 9. Milán, 2003

COP 10. Buenos Aires, 2004

COP 11. Montreal, 2005

COP 12. Nairobi, 2006

COP 13. Balí, 2007

COP 14. Poznań, 2008

COP 15. Copenhague, 2009

33

Vol. 1 No. 10

La XV Conferencia Internacional sobre el Cambio Climático

se celebró en Copenhague, Dinamarca, del 7 al 18 de

diciembre de 2009, la también denominada COP 15 fue

organizada por la Convención Marco de las Naciones

Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC). La meta era

preparar futuros objetivos para reemplazar los del Protocolo

de Kioto, que termina en el 2012, y concluir un acuerdo

jurídicamente vinculante sobre el clima, válido en todo el

mundo, que se aplicará a partir del 2012.

Existía una gran ambición y expectativa de avances en la COP 15, hasta el momento ha sido la Conferencia con mayor

número de participantes entre delegados de los 192 países miembros de la CMNUCC, expertos en clima, representantes

de organizaciones no gubernamentales (ONG) y prensa.

Desde las reuniones previas a la COP 15 se presentaron dificultades en las mesas de negociación y finalmente, durante el

desarrollo de la Conferencia, se pudo avanzar muy poco. Realmente no se pudieron alcanzar las ambiciones planteadas,

por lo que muchos consideraron la COP 15 como un rotundo fracaso, sin embargo, antes de dar por terminada la reunión,

el grupo formado por EUA, China, Brasil y Sudáfrica llegaron a un acuerdo de última hora al cual se le asociaron una

importante cantidad de países mientras que otra minoría lo denunciaron como un acuerdo antidemocrático y contrario al

proceso de negociación.

Se le denominó Acuerdo de Copenhague, y algunos de los países que lo rechazaron fueron Venezuela, Cuba, Bolivia y

Nicaragua, por esa razón, el pacto alcanzado no es oficial pues la Convención de Cambio Climático funciona por

consenso y la oposición de un solo país impide la adopción del acuerdo. Sin embargo, aunque el Acuerdo no tiene validez

oficial, actualmente existen aproximadamente 130 países comprometidos. El acuerdo mantiene el objetivo de que la

temperatura global no suba más de 2°C. Sobre cuándo las emisiones deberán alcanzar su máximo solo se dice que "lo

antes posible" y no se establecen objetivos para 2050. Tampoco se ha incluido la recomendación del IPCC de que las

emisiones de los países desarrollados deberían reducirse para 2020 entre un 25% y un 40% sobre el nivel que tenían en

1990.

Cumbre de Copenhague 1995

En la Cumbre sobre Desarrollo Social,

celebrada en Marzo de 1995 en Copenhague,

los gobiernos alcanzaron un nuevo consenso

sobre la necesidad de asignar a las personas

el papel principal dentro del desarrollo.

Allí expresaron la voluntad de considerar la

erradicación de la pobreza, el objetivo del pleno

empleo y el fomento de la integración social

como las metas más importantes del desarrollo.

Cinco años después, se reunieron de nuevo

en Ginebra en junio del 2000 para evaluar

lo que se había conseguido y se

comprometieron a adoptar nuevas

Iniciativas.

Protocolo de Kioto

En 1997, durante la COP 3 se aprobó el Protocolo de

Kioto (PK), por el cual las partes que son países

desarrollados se comprometen a reducir sus

emisiones globales de gases de efecto invernadero,

por lo menos en un promedio 5.2% respecto al año

1990, para el periodo del 2008 al 2012.

En este protocolo se establecieron tres mecanismos

por medio de los cuales los países pueden cumplir

con sus compromisos a menor costo. Los tres

mecanismos son: Comercio Internacional de

Emisiones (CIE), Implementación Conjunta (IC) y El

Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL).

El PK entró en vigor el 16 de febrero de 2005, al haber

alcanzado la cantidad mínima establecida de 55% de

las emisiones de 1990, luego de que la Federación

Rusa, país que representaba el 17,4% de las

emisiones, lo ratificara el 3 de noviembre del 2004.

34

Vol. 1 No. 10

Es el único país en vías de desarrollo que ha presentado 4 inventarios de Gases

de Efecto Invernadero (GEI). La Primera Comunicación presentada ante la

CMNUCC en 1997, incluyó el primer inventario de emisiones de gases efecto

invernadero para México (1990); la Segunda Comunicación Nacional dada a

conocer en 2001, incluyó la actualización del inventario de emisiones para el

período 1994-1998. La Tercera Comunicación presentó la actualización de dicho

inventario al 2002 y se volvieron a calcular las cifras desde 1990. En el 2009 se

presentó la Cuarta Comunicación que reporta los avances del país en materia de

cambio climático, a partir de la publicación de la Tercera Comunicación en 2007.

Nuestra posición geográfica, la configuración de nuestro territorio y la situación socioeconómica nos sitúan como un

país altamente vulnerable a los impactos del cambio climático.

México contribuye con aproximadamente 1.6% de las emisiones totales mundiales de gases de efecto invernadero.

Se ubica en la posición número 12, entre los países con mayores emisiones.

México presentó el Plan Nacional de Desarrollo (2007-2012) que contempló,

por primera vez, líneas de acción en materia de mitigación y adaptación al

cambio climático.

De igual forma, el Programa Sectorial de Medio Ambiente y Recursos

Naturales dio lugar a la subsecuente elaboración de la Estrategia Nacional

de Cambio Climático.

Estos esfuerzos culminaron el presente año con la publicación del Programa

Especial de Cambio Climático (PECC) 2009-2012, el cual establece

compromisos unilaterales de reducción de emisiones para el corto plazo.

El cumplimiento del PECC a finales de la presente administración se

traducirá en una reducción anual de 50 millones de toneladas de CO2 eq en

2012, utilizando recursos económicos nacionales.

En una visión de largo plazo, el PECC aspira como meta reducir 50% de sus

emisiones de GEI para el año 2050, en relación con el año 2000. Lo anterior,

condicionado a que existan suficientes estímulos y apoyos internacionales.

Gasificación de carbón para la

generación de energía eléctrica (gas

natural).

Ahorro y uso eficiente de energía.

Impulso de las fuentes alternas de

energía

Luchas contra la deforestación

Manejo de residuos

Adaptación (Agricultura, salud, etc.)

35

Vol. 1 No. 10

La XVI Conferencia de las Partes (COP 16) se realizará del 29 denoviembre al 10 de diciembre en Cancún, Quintana Roo, México,sin embargo se han realizado varias reuniones previas a la COP 16.Las negociaciones formales terminaron con la reunión de losGrupos Especiales de Negociaciones en Tianjin, China con algunosavances en adaptación, tecnología y financiamiento, mientras quela mitigación de emisiones no supera los desacuerdos.La negativa de algunos países en participar en los acuerdos apunta aque no se llegará a un acuerdo global jurídico, pero es posible unacuerdo sustantivo llamado “paquete equilibrado”Se pretende ampliar la participación oficial de diversos sectores:gobiernos locales y estatales, sociedad civil, sector privado,academia y poder legislativo.Aunque no hay muchas esperanzas de éxito en la COP 16 debido alos fracasos de la COP 15, México tiene como objetivo durante laCOP 16 alcanzar un resultado acordado multilateralmente,políticamente balanceado, que supere las divisiones actuales, ypermita avanzar en el combate de los efectos del cambio climáticocon participación amplia y equitativa.

Bibliografía Selecta

1. IPCC. 1996. Tecnologías, Políticas y Medidas para Mitigar el Cambio Climático. Documento técnico I del IPCC. (ISBN 92-9169-300-6)

2. PNUMA. 2001. Convenio de Viena para la protección de la capa de ozono. (ISBN 92-807-2127-5)3. Rubio, J. 2005. Las negociaciones internacionales sobre cambio climático. Información Comercial Española ICE. Nº 822.4. PNUMA. 2006. Manual del Protocolo de Montreal relativo a las sustancias que agotan la Capa de Ozono. Séptima Edición.

(ISBN 978-92-807-2770-8)5. Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (UNFUCC). 2007. Unidos por el Clima - Guía de la

Convención sobre el Cambio Climático y el Protocolo de Kyoto. (ISBN 92-9219-046-6)6. IPCC. 2007. Cambio climático 2007: Informe de síntesis. Contribución de los Grupos de trabajo I, II y III al Cuarto Informe de

evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático. Ginebra: IPCC, 104 págs. (ISBN 92-9169-322-7)

7. SEMARNAT. 2009. México Cuarta Comunicación Nacional ante la Convención Marco de las Naciones Unidas Sobre el CambioClimático. (ISBN 978-607-7908-00-5)

8. http://www.unep.org/Documents.Multilingual/default.asp?documentid=97&l=en9. http://unep.org/ozone/spanish/treaties_and_ratification/2a_vienna_convention.asp10. http://www.un.org/spanish/esa/socdev/11. http://www.un.org/depts/dhl/spanish/resguids/specenvsp.htm12. http://www.un.org/spanish/conferences/cumbre&5.htm13. http://unfccc.int/essential_background/kyoto_protocol/items/3145.php14. http://unfccc.int/kyoto_mechanisms/items/1673.php15. http://www.undp.org.mx/spip.php?page=publicacion&id_article=22216. http://www.cinu.org.mx/temas/desarrollo/dessocial/cumbre/copenhage.htm17. http://www.cbd.int/doc/legal/cartagena-protocol-es.pdf18. http://www.fao.org/sard/es/sard/2070/2071/index.html

36

Sobre humedales artificiales-estado del arte.

Figura 1. A) Humedal de flujo superficial, B) Humedal de flujo

subsuperficial.

Figura 2. A)Junco (Scirpus spp.), B) Carrizos (Phragmites

spp.) y C) Espadaña (Typha spp.)

na de las tecnologías amigables con el medio

ambiente para el tratamiento y reutilización de

aguas residuales más exitosa en las últimas

décadas, es el uso de humedales artificiales

(HA). Esta tecnología permite obtener agua con mayor

calidad a la salida del sistema, su funcionamiento es

similar a los humedales naturales donde se combinan

procesos físicos, químicos y biológicos, dentro de los

cuales interactúan cuatro elementos importantes: agua,

suelo, plantas macrófitas y microorganismos. También se

les conoce como “Humedales Construidos” (Constructed

Wetlands) (Crites et. al., 2000).

Además de los altos porcentajes de remoción de

contaminantes, algunas otras ventajas de estos sistemas

son los bajos costos de instalación, mantenimiento y

operación, sin embargo, en los últimos años se ha

despertado la inquietud de que los humedales artificiales

tienen como gran desventaja la emisión de Gases de

Efecto Invernadero (GEI).

Los humedales artificiales se clasifican, de acuerdo a la

circulación del agua, en superficiales y subsuperficiales,

dentro de esta clasificación son más utilizados los de

tipo subsuperficial ya que los humedales superficiales

suelen evitarse porque propician la aparición de insectos

y la generación de malos olores.

Melisa Hermosillo*, Ma. del Socorro Linaje, Celso Valencia, Laura Hernández, Nagamani Balagurusamy

El primer estudio con humedales artificiales se

realizó en Alemania en el Instituto Max Planck,

donde se evaluaron diversas plantas acuáticas

para determinar su habilidaden la absorción y

descomposición de contaminantes químicos. Esta

primera investigación a cargo de Kathe Seidel se

publicó en 1953, y aquí se probó que la planta

Scirpus lacustris, un tipo de espadaña, posee la

habilidad de remover fenoles, bacterias

patogénicas y otros contaminantes de las aguas.

Además se mencionó que las plantas que

crecieron en estos humedales exhibieron una

sorprendente variedad fisiológica y cambios

morforlógicos que ayudaron a su funcionamiento

en el tratamiento del agua.

A)

B)

C)

837

Published on November, 2010

Figura 3. A) Humedal Artificial Centro Ecológico Akumal, B)

Humedal Artificial Puerto Morelos

TABLA 1. Tipos de humedales artificiales y porcentaje de remoción de los principales contaminantes.

H-SS=Humedal Horizontal Sub-superficial; VS=Humedal Vertical Superficial; V-SS=Humedal Vertical Sub-superficial; H=Humedal Horizontal;

V=Humedal Vertical; SS=Sub-superficial; DBO=Demanda Bioquímica de Oxígeno; DQO=Demanda Química de Oxígeno, SST=Sólidos

Suspendidos Totales; NH4-N=Nitrógeno Amoniacal; N-T=Nitrógeno Total; P-T=Fósforo Total; TRH=Tiempo de Residencia Hidráulica

TIPO DE

HUMEDALTIPO DE VEGETACION % DBO % DQO % SST % NH4-N % N-T % P-T TRH REFERENCIA

VS Phalaris arundinacea --- 30 66 --- 24 49 5.5 hr

Schulz, C., Gelbrecht, J. y Rennert,

B. 2004. Constructed wetlands with

free water surface for treatment of

aquaculture effluents. J. Appl.

Ichthyol. Vol. 20, 64-70.

HSS Iris pseudacorus, Irish sibirica 97 97 99 --- 35 38 ---

Vymazal, J. 2005. Horizontal sub-

surface flow and hybrid constructed

wetlands systems for wastewater

treatment. Ecological Engineering 25

478-490.

H-SSZantedeschia aethiopica

76 76 79 49 54 45 4 Días

Zurita, F., De Anda, J. y Belmont,

M.A. 2009. Treatment of domestic

wastewater and production of

commercial flowers in vertical and

horizontal subsurface flow

constructed wetlands. Ecological

Engineering 35:861-869.

H-SSStrelitzia reginae, Anthurium

andreanum, Agapanthus africanus80 77 85 46 52 36 ---

V-SS Zantedeschia aethiopica 80 77 53 72 48 50 ---

V-SS

Strelitzia reginae, Anthurium

andreanum, Agapanthus africanus 83 83 70 72 51 51 ---

V-SS Phragmites australis

95 84 ---- 78 --- 65

2.2

DíasVymazal, J. y Kröpfelová, L. A three-

stage experimental constructed

wetland for treatment of domestic

sewage: First 2 years of operation.

Ecol. Eng. (2010),

doi:10.1016/j.ecoleng.2010.03.004

V-SS Phragmites australis ---

H-SS Phalaris arundinacea 8 Días

A) B)

La vegetación emergente más comúnmente utilizada

incluye las espadañas y aneas (Typha spp.), los juncos

(Scirpus spp.) y los carrizos (Phragmites spp.) (Figura 2)

(EPA, 1993). Sin embargo, muchos de los sistemas de

menor tamaño usan con gran éxito plantas decorativas o

nativas de la región de estudio tolerantes a la humedad

(Durán de Bazúa, 2004).

A su vez los humedales subsuperficiales se dividen en

flujo horizontal y flujo vertical, sin embargo, actualmente

ha crecido el interés en desarrollar sistemas híbridos que

combinen los beneficios de los dos tipos de flujo,

obteniendo de esta forma mayores porcentajes en la

remoción de todos los contaminantes.

El primer experimento a gran escala reportado

fue de Robert Kadlec, el director y propietaro de

la compañía Wetland Management Service con

cerca de 35 años de experiencia que se dedica a

la consultoría de ingeniería ambiental en la

construcción de hábitats artificiales. Él es una

autoridad en el área de la construcción de

humedales. En 1973 desarrolló un experimento

a gran escala de tratamiento de aguas junto con

el Instituto de Investigación del Agua de la

Universidad de Michigan. En total eran tres

pantanos que corrían por dos lagos, eran más

de 700 km2 (Bahr, 1974).

938

•1 Zhang, L., Wang, M-H., Hu, J., y Ho, Y-S. 2010. A review of

published wetland research, 1991-2008: Ecological engineering and

ecosystem restoration. Ecological Engineering 36:973-980.

•2 Albuquerque, A., Oliveira, J., Semitela, S. y Amaral, L. 2010.

Evaluation of the effectiveness of horizontal subsurface flow

constructed wetlands for different media. Journal of Environmental

Sciences 22(6):820-825-

•3 Kadlec, R.H. 2009. Comparison of free water and horizontal

subsurface treatment wetlands. Ecological Engineering 35:159-174.•Vymazal, J. y Kröpfelová, L. A three-stage experimental constructed wetland for

treatment of domestic sewage: First 2 years of operation. Ecol. Eng. (2010),

doi:10.1016/j.ecoleng.2010.03.004

BIBLIOGRAFIA

La eficiencia de los HA ha sido demostrada a lo largo de

varios años, en México a pesar de que esta tecnología no

ha tenido mucho auge, se han realizado diversos

estudios principalmente en el centro y sur del país, sin

embargo no existe suficiente información relacionada con

las emisiones de GEI a partir de estos sistemas, por lo

que actualmente estamos realizando un estudio para

determinar si las emisiones de GEI son significativas

utilizando plantas nativas de la Región Lagunera.

La efectividad de los humedales artificiales ha sido

demostrada a lo largo de varios años por investigadores

de distintos países (Tabla 1) (IWA, 2006). Sin embargo,

esta tecnología no ha sido realmente aprovechada en

México (Figura 3). Dentro de la gran variedad de

procesos para el tratamiento de aguas residuales, el uso

de humedales artificiales únicamente aporta el 0.56% de

L/s de caudal tratado a nivel nacional (CONAGUA, 2010),

siendo éste, en comparación con otros sistemas de

tratamiento, mucho más económico y amigable con el

medio ambiente.

Actualmente en el Estado de Coahuila, más del 50% de

las aguas residuales se descargan a cuerpos de agua sin

ningún tratamiento (CONAGUA, 2010), por lo que,

además de provocar contaminación en agua y suelo, no

se está haciendo un uso sustentable del agua.

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bioscienceslaguna@gmail.com

La primera serie de conferencias sobre el tema se

desarrolló en 1975 en la Universidad de Pennsylvania.

Las memorias del evento publicadas por esta

universidad bajo el título Biological Control of Water

Pollution constituyen el primer volumen de referencias

serio sobre el tema de los humedales.

De 1976 a 1978 destacan los trabajos de

investigación de los profesores W.E. Sloey, C.W. Fetter

y F.L. Spangler de la Universidad de Wisconsin-

Oshkosh. En sus trabajos se establecieron las

consideraciones principales de los diseños a escala

piloto de los pantanos artificiales.

Entre las preguntas frecuentes sobre la construcción

de humedales artificiales la más mencionada es sobre

las ventajas de estos sistemas en climas fríos. Algunos

de los mejores datos se desprenden del estudio en

1979 en Ontario, Canadá. Un humedal que se

monitoreo de 1980 a 1984, el cual consistía en cinco

sistemas de pantanos separados. Se varío el tamaño

de humedal, la configuración, la profundidad, las cargas

y los tiempos de retención del agua a tratar. Además

de que se estudiaron diferentes tipos de efluentes. El

hielo típicamente formado en invierno se extendió

sobre los humedales y hasta cuatro pulgadas de fondo,

el agua seguía fluyendo debajo, sólo que se aumentaron

los tiempos de retención. La espadaña fue la única

especie acuática que se descubrió que no se inactiva

durante el invierno.

1039

Por Sarahí L. García

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l mundo se ve afectado constantemente por el

metabolismo de los seres vivos que lo habitan. Dentro

de todos esos seres vivos, la diversidad microbiana es

de suma importancia para mantener el equilibrio tanto del

ambiente, como de nuestro propio organismo. Por este motivo,

durante varios siglos se han ido desarrollando diferentes técnicas

para estudiar y entender la diversidad microbiana que nos rodea.

La historia moderna de la microbiología empieza en el siglo XVII,

cuando Leeuwnhoek observó bacterias por primera vez usando

un microscopio que él mismo fabricó. De ahí la microbiología fue

avanzando lentamente, enfocándose primero en los

microorganismos con relevancia médica y poco a poco abriendo

el espectro hasta llegar a abarcar temas de importancia

biogeoquímica. Por muchos años, los científicos se preocuparon

por cultivar microorganismos y estudiarlos particularmente.

Luego, en la década de los 90s la literatura científica se vio

inundada con un término nuevo, “omics”. Así se reveló la enorme

diversidad microbiana anteriormente desconocida, microbios que

no habían sido aislados y que predominaban todo a nuestro

alrededor, el océano, la tierra, el cuerpo humano y otros hábitats.

Pronto el interés en cultivar lo incultivable creció, y de ésta

manera nuevas técnicas han tenido que desarrollarse para

complementar los estudios basados en cultivos y en

metagenomas.

En el 2009 Tanja Woyke junto con un grupo de investigación

pluricultural, publicaron un artículo en la revista PLOS ONE, en el

que reportan haber obtenido el genoma de dos células diferentes

sin haberlas cultivado. La técnica consiste en separar las células

usando un citometro de flujo, amplificar el genoma usando una

técnica llamada MDA (siglas en inglés) y pirosecuenciacion.

Estas técnicas en conjunto les permitieron recuperar 91% y 78%

del genoma de estas células respectivamente. Al analizar los

genomas, pudieron luego deducir adaptaciones metabólicas y

localización geográfica en el mar de estos taxones. Los autores

también especularon sobre las posibles causas que hacen que

estas bacterias tengan ventajas sobre otras para dominar ciertas

regiones marítimas y que a la vez dificultan su aislamiento. Una

vez más se demostró que el trabajo en equipo y la dedicación

llevan a otro grupo de investigadores a descubrir lo que hace

algunos años parecía inexistente.

El mundo de la microbiología aún guarda muchos misterios que

nos falta descubrir. Muchas técnicas más tendrán que ser

inventadas, pero el artículo de Tanya Woyke nos recuerda que si

algún día descubriremos y clasificaremos todas las bacterias

existentes lo lograremos una célula a la vez.

Bibliografía consultada:

•Woyke T., Xie G., Copeland A., Gonzalez J.,

Han C., Kiss H., Saw J., Senin P., Yang C.,

Chatterji S., Eisen J., Sieracki M., Stepanauskas

R. 2009. Assembling the Marine Metagenome,

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•Falkowski P., Fenchel T., Delong E. 2008. The

microbial engines that drive earth's

biogeochemical cycles. Science, 320: 1034-

1039.

•Turnbaugh P., Ley R., Hamady M., Fraser-

Liggett C., Knight R., Gordon J. 2007. The

human microbiome project. Natiure, 449: 804-

810.

•Zengler K., Toledo G., Rappe M., Elkins J.,

Mathur E., Short J., Keller M. 2002. Cultivating

the uncultured. PNAS. 99: 15681–15686.

• Microbiology en

http://en.wikipedia.org/wiki/Microbiology

• Omics en http://en.wikipedia.org/wiki/Omics

Imagen de: http://www.solociencia.com

40

Published on December, 2010

Por Ilse Novoa de León

Los polihidroxialcanoatos (PHAs ó polímeros de

hidroxialcanoato) son biopoliésteres producidos por

muchas especies de bacterias, las cuales los

almacenan como fuentes de carbono y energía bajo

condiciones limitadas de nutrientes en presencia de

un exceso de carbono en el medio [2]; estos se

almacenan en forma de gránulos en el citoplasma, el

número de gránulos depende de la presencia de

„phasins’ las cuales son proteínas estructurales

amfifílicas que se producen en la superficie del

gránulo. Se ha reportado que estos pueden alcanzar

niveles de hasta del 90% en peso seco dentro de las

células [3], además todos ellos son completamente

degradables a dióxido de carbono y agua a través de

la mineralización microbiológica natural [1].

Aunque los PHAs son sintetizados por más de

300 microorganismos diferentes los más utilizados

debido a sus rendimientos de producción son

Ralstonia eutropha, Alcaligenes

eutrophus, Alcaligenes latus, Azotobacter

vinelandii, especies del género Pseudomona; E.

coli recombinante, entre otros, incluso en los

últimos años se han estudiado las algas

recombinantes como posibles productoras de

PHAs [2].

En general, los PHAs están conformados por

varias repeticiones de un mismo monómero; se

han encontrado cerca de 100 tipos diferentes de

monómeros incorporados a los PHAs, los cuales

incluyen unidades de hidroxialcanoatos que van

de 2-6 hidroxiácidos sustituidos con un amplio

rango de grupos entre los cuales se encuentran:

Alquil, aril, alquenil, alojen, ciano, epoxi, éter, y

grupos ácidos.

n la actualidad es común escuchar hablar

de la síntesis de biopolímeros o de

polímeros biodegradables, “que estos

materiales ya no contaminan”, “que tienen

múltiples aplicaciones”, etc. Es un tema

que se ha vuelto cotidiano, pues bien, se le

llama biopolímero a cualquier polímero que tenga un

origen biológico, el término biopolímero muchas

veces es asociado a la capacidad de un polímero de

ser degradado, sin embargo existen biopolímeros

termoestables (sin capacidad de degradación) y

polímeros biodegradables.

Los polihidroxialcanoatos (PHAs ó polímeros de hidroxialcanoato) son biopoliésteres producidos por muchas especies de bacterias, las cuales los almacenan como fuentes de carbono y energía …

41

Su importancia radica en que estos biopolímeros

poseen una amplia gama de aplicaciones, en campos

como la biomédica, la cosmetología y aplicaciones

industriales; entre sus principales propiedades se

encuentra la biodegradabilidad, además de una gran

cantidad de ventajas [2]:

Bioreabsorbible

Biocompatible (sin esta propiedad, sería imposible

hablar de aplicaciones médicas)

Endógenos

Fotoresistentes

Resistentes al calor.

Termo-moldeables

Barreras de oxígeno

Hidrofóbicos

Nanomerizable

No tóxicos

Resistentes a químicos

De acuerdo con la longitud de la cadena de carbonos,

los PHAs se dividen en tres grupos:

PHAs de cadena corta (SCL):Estos son (R)-

hidroxialcanoatos cuyos monómeros están

compuestos de 3-5 carbonos, son termoplásticos con

un alto grado de cristalización [4]; estos forman

cristales tiesos lo que los hace menos flexibles [5].

PHAs de cadena larga (MCL): Están constituidos por

monómeros cuya longitud de cadena de entre 6-14

carbonos y pueden ser alifáticos ó aromáticos. Este

tipo de biopoliesters poseen valiosas propiedades

mecánicas, son hidrofóbicos, elásticos, poseen un

bajo grado de cristalización (elastómeros

semicristalinos termoplásticos) y una baja temperatura

de fusión, al igual que todos los PHAs son

biodegradables y biocompatibles [4].

SCL-MCL PHAs (Copolímeros): Estos consisten en

monómeros cuya longitud de cadena está

comprendida entre 4-14 carbonos, poseen un amplio

rango de propiedades físicas dependiendo del

porcentaje de la composición en moles de los

diferentes monómeros incorporados al polímero, así

por ejemplo, los copolímeros que poseen un bajo

porcentaje de monómeros SCL son más elastoméricos

[5].

Actualmente, la producción de PHAs ya sea por

cepas nativas o recombinantes es llevado a cabo

en cultivos fed-batch de dos etapas, una fase para

el crecimiento celular y otra fase para la

producción. En la fase de crecimiento celular el

medio enriquecido nutricionalmente es usado para

obtener la mayor cantidad de células posibles

(biomasa), mientras que en la fase de producción

el crecimiento es detenido mediante la

disminución de algunos nutrientes como

nitrógeno, fósforo, oxígeno o magnesio, que están

asociados al crecimiento celular, esta disminución

actúa como un potencializador que dispara la ruta

metabólica de la síntesis de PHAs [6].

Como podemos ver los microorganismos y las

plantas se han inmiscuido poco a poco en la

síntesis de polímeros biodegradables dándonos

la oportunidad de avanzar hacia el desarrollo

sustentable obteniendo estos materiales capaces

de reintegrarse al ciclo natural.

REFERENCIAS…

[1]SY Lee . Plastic bacteria? Progress and prospects for polyhydroxyalkanoate production in bacteria. Vol. 14 pp 431-438

Trends in Biotechnology, (1996)

[2]J. Choi á S. Y. Lee. Factors affecting the economics of polyhydroxyalkanoate production by bacterial fermentation . Appl

Microbiol Biotechnol 51: 13 - 21 (1999)

[3]Alexander Steinbüchel, Tina Lütke-Eversloh. Metabolic engineering and pathway construction for biotechnological

production of relevant polyhydroxyalkanoates in microorganisms. Biochemical Engineering Journal 16 pp 81–96 (2003)

[4] Kim DY, Kim HW, Chung MG, Rhee YH. Rewiev: Biosynthesis, Modification, and Biodegradation of BacterialMedium-

Chain-Length Polyhydroxyalkanoates. The Journal of Microbiology, abril 2007.

[5] Nomura CT, Taguchi K, Taguchi S, Doi1 Y. Coexpression of Genetically Engineered 3-Ketoacyl-ACP Synthase III (fabH)

and Polyhydroxyalkanoate Synthase (phaC) Genes Leads to Short-Chain-Length–Medium-Chain-Length

Polyhydroxyalkanoate Copolymer Production from Glucose in Escherichia coli JM109. Applied and environmental

microbiology, p. 999–1007, (2004).

[6]Takeharu Tsuge. Metabolic Improvementes and Use of Inexpensive Carbon Sources in Microbial Production of

Polyhydroxyalkanoates. Journal of Bioscience and Bioengineering. Vol. 94, No. 6, 579-584, (2002).

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42

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