Autor: techieguys

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Los primeros agricultores seleccionaron plantas con rasgos que eran útiles para ellos, como granos más grandes, frutas y verduras más dulces, menos espinas y cereales con panículas grandes. Este tipo de selección en muchas generaciones dio como resultado los cultivos con los que estamos familiarizados hoy.

Los humanos comenzaron a cultivar hace unos 12,000 años, cuando pasaron de ser cazadores-recolectores nómadas a comunidades agrícolas establecidas. Estas comunidades cultivaron animales y cultivaron cultivos en tierras de cultivo para tener un suministro confiable de alimentos. Su vida se volvió más organizada y establecida, el suministro de alimentos fue adecuado y las poblaciones aumentaron rápidamente. Cuando produjeron alimentos excedentes, lo guardaron para cuando los cultivos fallaron y/o lo cambiaron por sus otras necesidades.

Los cultivos cultivados por las primeras comunidades agrícolas eran diferentes de los cultivos que cultivamos hoy. Con los años, esos primeros agricultores seleccionaron y adaptaron la especie de cultivo, que evolucionó a sus formas actuales.

Los primeros agricultores seleccionaron plantas con rasgos que eran útiles para ellos, como granos más grandes, frutas y verduras más dulces, menos espinas y cereales con panículas grandes. Este tipo de selección en muchas generaciones resultó en los cultivos con los que estamos familiarizados hoy.

Los cultivos cultivados por las primeras comunidades agrícolas eran diferentes de los cultivos que cultivamos hoy. (Créditos: Aleksandarlittlewolf/Freepik)

Se cree que la agricultura se desarrolló independientemente en varias áreas del mundo, incluidas Mesoamérica, América del Sur, Medio Oriente, África Sahelia, China y el sudeste asiático. Hay evidencia de cultivos de cereales en Siria hace 9,000 años, higos en el valle de Jordan hace 11,300 años, arroz en China y calabaza en México hace 10,000 años, y las papas en América del Sur hace 5,000 años. Animal Farming también comenzó hace 10,000-13,000 años.

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Selección natural vs domesticación

En este punto, es importante tener en cuenta la diferencia entre cómo evolucionan las plantas bajo selección natural frente a la domesticación humana.

La selección natural favorece los rasgos que ayudan a una especie a sobrevivir en la naturaleza. Los focos de supervivencia en la naturaleza son la competencia interpecífica y la distribución de semillas. Estas son características que aumentan las posibilidades de que las semillas se dispersen lejos del árbol madre, para que las semillas puedan crecer en nuevas plantas, manteniendo así la continuidad de la especie. Ejemplos de tales rasgos son,

• Pequeñas frutas con muchas semillas que pueden pasar a través del tracto digestivo y crecer en plantas;
• Presencia de espinas o espinas para la dispersión de semillas;
• Semillas que se rompen para que las semillas puedan dispersarse lejos de la planta madre;
• Sabor amargo para proteger contra los depredadores;
• Semillas que maduran asincrónicamente para garantizar mejores posibilidades de supervivencia en caso de duras condiciones ambientales.

Los humanos seleccionaron plantas con frutas más grandes, menos espinas, frutas más dulces, semillas que maduran al mismo tiempo, mayor densidad de plantas y cultivos uniformes (créditos: Zasabe/Freepik)

Por otro lado, la selección humana selecciona contra estos mismos rasgos. Los humanos querían (y todavía quieren) frutas más grandes, menos espinillas, frutas más dulces, semillas que maduran al mismo tiempo, mayor densidad de plantas y cultivos uniformes. Los cultivos seleccionados por humanos no pueden sobrevivir en la naturaleza por mucho tiempo sin ayuda humana. Proporcionamos a las plantas condiciones casi ideales para florecer (fertilizantes, agua, control de plagas) y luego cosechamos lo que se produce para nuestro consumo. Por ejemplo, si se deja una mazorca de maíz en el campo, algunas semillas pueden germinar, pero lo más probable es que no sobrevivan, ya que crecerán demasiado cerca el uno del otro. Las semillas tampoco pueden separarse de la mazorca sin ayuda humana.

Con los años, las plantas domesticadas y los humanos se han vuelto mutuamente dependientes.

Domesticación a la selección

A pesar de que los humanos continuaron seleccionando rasgos específicos en las plantas, las plantas estaban experimentando una selección natural en su entorno inmediato.

Cuando se introdujo un cultivo en particular en un nuevo entorno, funcionó mal. Sin embargo, en el transcurso de las generaciones, surgieron mutaciones que adaptaron la planta al nuevo entorno. Dichas variedades adaptadas localmente se conocieron como rayas terrestres. Se adaptan a geografías, entornos y presiones de enfermedades locales específicas.

Las variedades terrestres son polinizadas abiertas, lo que significa que en cada generación, el padre masculino puede ser cualquiera de las plantas florecientes vecinas con genética ligeramente diferente. Por lo tanto, en cada generación, los genes tienen la oportunidad de mezclar y evolucionar a nuevos tipos. Las variedades terrestres que tenemos hoy son bastante diferentes de las variedades terrestres que crecieron hace 100 o 500 años.

Los humanos seleccionaron plantas con frutas más grandes y dulces (créditos: VH-Studio/Freepik)

Diversificación y mejora

Con el tiempo, se desarrollaron numerosas carreras adaptadas localmente, a menudo con usos específicos. Ejemplos de tales usos son arroz aromático y glutinoso, trigo sensible al fotoperíodo y diferentes tipos de maíz (maíz pop, maíz dulce, etc.).

Ejemplo de maíz

Tomemos el ejemplo de maíz. El origen del cultivo de maíz se puede rastrear hasta la cuenca del río Balsa en México. La domesticación ocurrió entre 5,600 y 13,000 años hace.

El antepasado del maíz moderno es Teosinte. Teosinte es una planta con forma de malezas con mazorcas de 2-3 pulgadas con 5-12 núcleos. En contraste, el maíz moderno tiene mazorcas de 12 pulgadas con más de 500 núcleos. Los granos de Teosinte también están cubiertos con una cáscara dura para que puedan pasar a través de los tractos digestivos de los animales que comen y se excretan (para la dispersión de semillas). Estos granos pueden crecer en nuevas plantas, asegurando así la supervivencia de la especie. Sin embargo, la cáscara dura es difícil de comer para los humanos. Las mutaciones genéticas específicas que condujeron a una ramificación reducida (genes de 1 ramificado de Teosinte) y la ausencia de una capa de semilla (gene arquitectura de glume 1 de Teosinte) se remonta a la domesticación.

Evolución de Teosinte (izquierda) al maíz moderno (derecha) (créditos: John Doebley/Wikimedia Commons)

Por lo tanto, vemos algunos cambios importantes durante la domesticación de Teosinte: mazorcas más grandes, más núcleos y una cubierta mucho más delgada alrededor de los núcleos. Esto fue logrado por poblaciones nativas americanas que viven en México. Teosinte se transformó en lo que parece un maíz moderno hace unos 4.500 años.

Una vez que el maíz fue domesticado, los primeros humanos comenzaron a llevarlo a áreas más allá de México. El maíz temprano se adaptó al crecimiento en climas tropicales, por lo que cuando se llevó a latitudes más altas, no floreció. Los primeros agricultores seleccionaron las pocas plantas que florecieron en latitudes más altas, por lo que ahora tenemos variedades de maíz adaptadas a latitudes más altas.

Posteriormente, se seleccionaron maíz con diferentes cualidades de semillas, dando lugar al maíz dulce, el maíz ceroso y las palomitas de maíz.

También se seleccionaron variedades con mayor rendimiento. En los EE. UU., El rendimiento promedio de maíz de grano fue de 1,8 t/ha en 1930 y 8 t/ha para 1995.

Los agricultores en países de ingresos bajos y medianos continúan cultivando variedades terrestres y ahorrando semillas para el próximo ciclo de cultivo. (Créditos: Ajaynaagwanshi/Freepik)

Conclusión

La domesticación y la selección de los humanos han llevado a la evolución de diversas especies de cultivos. La agricultura se centra en rasgos agronómicamente valiosos que pueden o no hacer que la planta sea adecuada para la supervivencia en la naturaleza. Hoy en día, muchos agricultores obtienen sus semillas de las compañías de semillas, por lo que la selección y evolución de los cultivos son impulsadas por los criadores de plantas en estas compañías. Sin embargo, los agricultores en países de ingresos bajos y medianos continúan cultivando variedades terrestres y ahorrando semillas para el próximo ciclo de cultivo. Estas variedades terrestres continúan evolucionando como resultado de las presiones de selección de los agricultores para el mejor cultivo posible.

Referencias (haga clic para expandir)

1. Thrall, Ph, Bever, JD y Burdon, JJ (2010, 27 de agosto). Cambio evolutivo en la agricultura: el pasado, el presente y el futuro. Aplicaciones evolutivas. Wiley.
2. Van Tassel, DL, DeHaan, LR y Cox, TS (2010, 27 de agosto). Formularios de plantas domesticadas faltantes: ¿Puede la selección artificial llenar el vacío? Aplicaciones evolutivas. Wiley.
3. El desarrollo de la agricultura.
4. Los orígenes de las plantas de cultivo – Historia y ciencia del cultivo …
5. Vigouroux, Y., Barnaud, A., Scarcelli, N. y Thuillet, A.-C. (2011, mayo). Biodiversidad, evolución y adaptación de cultivos cultivados. Comptes biologías de Rendus. Elsevier bv.
6. Evolución de las especies de cultivos: genética de la domesticación y ….
7. Los científicos trazan ascendencia de maíz desde la hierba antigua hasta …

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Los puentes vivos, como los que se encuentran en el estado de Meghalaya en la India, se cultivan manipulando las raíces de una planta llamada Ficus elástica. Esto es posible porque la planta crece en otros árboles y produce raíces aéreas que luego se pueden manipular para hacer puentes.

Las aldeas indígenas en partes remotas del estado de Meghalaya en la India no tienen puentes modernos, pero eso no les impide cruzar ríos o cañones. Lo que les falta en términos de infraestructura, lo compensan con su antiguo conocimiento y sabiduría. En particular, usan las raíces vivas de un árbol local para construir cruces de brechas naturales, ¡los puentes que viven!

Los pueblos indígenas locales de las tribus Khasi y Jaintia han desarrollado un método para construir puentes a partir de las raíces de una variedad local de plantas llamada Ficus elástica. Se necesitan décadas para construir un puente, pero sigue mejorando cada vez más a lo largo de los años. Conocido localmente como 'Jingkieng Jri', este sistema único utiliza conocimientos botánicos antiguos sin la necesidad de maquinaria de ingeniería avanzada.

Las comunidades indígenas en Meghalaya (India) usan las raíces de los árboles vivos para construir puentes (créditos: Wikimedia Commons)

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Ficus elástica estrangula a su anfitrión

Ficus elástica crece en las selvas tropicales y colinas de Meghalaya, India. Estos bosques están en los rangos Garo y Khasi en las estribaciones del Himalaya.

La planta es una hemiepifí, lo que significa que crece raíces aéreas que absorben la humedad y la nutrición del aire y la lluvia. No depende de su huésped para la nutrición.

Comienza a crecer a partir de una semilla dispersa por un pájaro y luego aterriza bajo la sombra de un árbol más grande, que finalmente se convierte en su anfitrión. En sus días iniciales, crece como una epifita en el árbol huésped. Cuando las raíces aéreas comienzan a desarrollarse, cuelgan de las ramas del huésped y crecen hacia el suelo. Algunas raíces aéreas también pueden fusionarse, construyendo gradualmente un andamio alrededor del árbol anfitrión.

Las raíces aéreas cuelgan de las ramas y crecen hacia el suelo. (Créditos: Wikimedia Commons)

Las raíces ahora compiten con las raíces del huésped y sus hojas sombra las hojas del huésped. Finalmente, la red de raíces aéreas estrangula el árbol huésped al evitar el transporte de nutrientes y agua a través de su sistema vascular. Con el tiempo, el árbol anfitrión muere y la red de raíces aéreas desarrollan un hueco en el centro. Este cilindro hueco apoyará el árbol ficus elástica.

Sin embargo, Ficus elástica también puede crecer sin el apoyo de un huésped cuando germina en rocas o acantilados.

Las raíces de Ficus elástica se utilizan para construir puentes

El primer paso en la construcción de un puente es encontrar una ficus elástica que crece a orillas de un río o en el costado de un cañón. Estas plantas pueden estar creciendo allí naturalmente, o pueden haberse plantado con el propósito de construir un puente. Se pueden plantar en uno o ambos bancos.

Después de unos 10-15 años, la planta se convierte en adulta y comienza a crecer las raíces aéreas. Estas raíces naturalmente cuelgan hacia abajo. Los lugareños 'coaxan' las raíces para crecer horizontalmente con la ayuda de un bambú o marco de madera muerta que se coloca a través del río. Esta estructura de bambú también sirve como puente temporal para los lugareños.

Cuando estas raíces aéreas llegan a la orilla opuesta, las raíces están enterradas en el suelo para que disminuyan su alargamiento y en su lugar crecen raíces laterales. Las raíces laterales se entrenan en la estructura en forma de puente tejiéndolas y entrelazándose.

Con el tiempo, los constructores de puentes pueden agregar barandas manuales, o incluso una segunda cubierta. (Créditos: Wikimedia Commons)

Estas raíces continúan creciendo, incluso cuando están formadas en el puente; Con el tiempo, el crecimiento secundario del árbol hace que las raíces sean aún más fuertes. Las raíces también se unen entre sí con el tiempo (un fenómeno llamado inosculación), lo que hace que el puente sea aún más estable.

El puente utiliza rasgos inherentes de estas raíces aéreas. El primero de ellos es su resistencia mecánica. Las raíces responden a la carga mecánica al fortalecerse a través del crecimiento secundario adaptativo. Esta es una buena noticia, ya que el puente necesita poder apoyar a las personas que lo atraviesan. El segundo es la tendencia de las raíces a fusionarse y formar estructuras estables a través del enclavamiento y el pavo, llamado inosculación. La inosculación ocurre naturalmente cuando las raíces adyacentes se presionan entre sí.

En los primeros años, 15-20 personas pueden cruzar este puente a la vez, pero después de unas pocas décadas de construcción, 50 o más personas pueden usar el puente a la vez.

Algunos de estos puentes tienen unos cientos de años

Construir estos puentes lleva mucho tiempo. Múltiples generaciones de tribus trabajan durante décadas, ¡incluso siglos! Para seguir entrenando las raíces y fortalecer la estructura del puente. En general, no hay un «diseño» claro para este tipo de puente. En cambio, el diseño se agrega a medida que se forman y entrenan nuevas raíces.

Los lugareños colocan piedras u otro material en el camino para hacerlo más estable. (Créditos: Libros de Pratham/Flickr)

El tiempo desde que se planta un ficus elástica hasta el momento en que se puede usar el puente puede variar y depende de factores como la longitud del puente, la luz solar disponible, la calidad del suelo y la forma regular que se mantiene el puente.

Estos puentes necesitan mantenimiento continuo, incluso después de que sean utilizables. El mantenimiento incluye la eliminación de musgos que crecen en la superficie de las raíces, poda, tejiendo y atando nuevas raíces, y colocar piedras u otro material en el camino para hacerlo más estable. Los lugareños también a menudo meten hojas caídas en los espacios entre las raíces para que puedan descomponerse en humus y nutrir el puente.

Recientemente, un grupo de investigadores recolectó un inventario de todos los puentes de raíz viva en Meghalaya y encontró algunos puentes que tienen unos pocos cientos de años. Estos investigadores documentaron la existencia de 76 puentes. La longitud de los puentes varió entre 2 y 52.7 metros, aunque el 80% son más cortos de 20 metros.

Conclusión

Las tribus indígenas de Meghalaya desarrollaron una solución natural y sostenible a sus problemas de conectividad rural. Estos puentes son un ejemplo de diseño regenerativo que duran generaciones si los aldeanos mantienen continuamente. Todo lo que se necesita para construir estos puentes es tiempo y paciencia, ¡no se requieren ingresos!

Estos puentes naturales sobreviven durante siglos y solo se mejoran con la edad. Por el contrario, los puentes de concreto serían dañados por terremotos, inundaciones y deslizamientos de tierra, que son ocurrencias comunes en la región.

Referencias (haga clic para expandir)

1. Ludwig, F., Middleton, W., Gallenmüller, F., Rogers, P. y Speck, T. (2019, 22 de agosto). Puentes vivos que usan raíces aéreas de Ficus elástica, una perspectiva interdisciplinaria. Informes científicos. Springer Science and Business Media LLC.
2. Middleton, W., Habibi, A., Shankar, S. y Ludwig, F. (2020, 17 de abril). Caracterización de aspectos regenerativos de los puentes de la raíz viva. Sostenibilidad. MDPI AG.
3. 'El conocimiento de nuestros mayores': los puentes de la raíz viva de la India …
4. Fotos: Puentes de árboles vivos en una tierra de nubes.

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La solarización del suelo ayuda a matar patógenos que infectan plantas, como gusanos, hongos y bacterias, que usan calor. Los agricultores que usan este método aislan el suelo con una capa de envoltura de plástico durante la época más calurosa del año para calentar el suelo. El suelo luego alcanza las temperaturas lo suficientemente calientes como para matar a los patógenos.

¿Ha pasado los campos en el verano y ha notado grandes áreas cubiertas de plástico? Los agricultores cubren sus campos con enormes franjas de plástico para emplear una técnica llamada solarización del suelo, que mata a los patógenos transmitidos por el suelo utilizando el calor del sol. La solarización del suelo es económica, efectiva y libre de productos químicos.

Los patógenos transmitidos por el suelo incluyen hongos, bacterias, virus, nematodos y malezas que viven en el suelo e infectan las plantas. Los agricultores pueden rociar productos químicos para prevenir o curar enfermedades que afectan las partes aéreas (hojas, tallo, flores, frutas), y 'empapan' las raíces con productos químicos si se infectan. Sin embargo, la mejor manera de deshacerse de los patógenos transmitidos por el suelo es tratar el suelo antes de siembra o siembra.

Los agricultores usan la solarización del suelo para matar patógenos transmitidos por el suelo (créditos: elementos de fuente de imagen/envanato)

La forma más común en que los agricultores hacen esto es a través de la fumigación del suelo, donde los fumigantes químicos se aplican al suelo para matar a todos los patógenos. Desafortunadamente, los fumigantes químicos son productos químicos tóxicos que se mueven del suelo al aire y afectan a las personas que trabajan en las granjas. La solarización del suelo, por otro lado, no usa ningún químico. Utiliza la luz solar disponible abundante y gratuitamente para eliminar los patógenos del suelo.

La solarización del suelo se puede practicar en granjas pequeñas y grandes, e incluso en jardines domésticos. Todo lo que necesita es una gran lámina de plástico y días calurosos con cielos despejados.

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¿Cómo se hace la solarización del suelo?

El primer paso en la solarización del suelo es preparar el suelo. El suelo debe ser bien arado para que se puedan hacer camas muy lisas. Los lechos suaves se aseguran de que haya espacios de aire mínimos entre el plástico y el suelo, lo que lleva a un calentamiento uniforme.

A continuación, el suelo está regado. El suelo húmedo da como resultado una solarización más efectiva que el suelo seco, ya que la humedad conduce mejor el calor y debilita las plagas. Algunos microorganismos de suelo beneficiosos también atacan a los patógenos del suelo en presencia de humedad.

El suelo se riega a al menos 12 pulgadas de profundidad. Tan pronto como se realiza el riego, el plástico se aplica sobre el suelo. Si usa líneas de goteo, se puede hacer riego después de aplicar el plástico.

El plástico se coloca firmemente en el suelo y los bordes están metidos. Cuanto más cerca esté el plástico para el suelo, mejores serán los efectos de calentamiento. El plástico transparente es más efectivo para la calentamiento que el plástico negro, pero el plástico negro evita que las malas hierbas broen si la temperatura se enfría.

La solarización del suelo se puede hacer en los jardines domésticos (créditos: Nigel Wiggins/Shutterstock)

El tiempo es importante. La solarización del suelo generalmente se realiza durante la parte más calurosa del año cuando hay cielos claros. El área del suelo a ser solarizado debe estar a la luz solar directa, sin períodos intermitentes de sombra.

El plástico se deja en el suelo durante 4-6 semanas. Durante este tiempo, el plástico atrapa el calor solar. Los estudios han demostrado que el suelo a una profundidad de 2 pulgadas alcanza una temperatura de 108-140 ° F (42-60 ° C) y 90-99 ° F (32-37 ° C) a una profundidad de 18 pulgadas. Muchos patógenos transmitidos por el suelo, incluidas las malas hierbas, algunos nematodos, insectos y bacterias, son asesinados a estas temperaturas elevadas.

De 4 a 6 semanas se considera el tiempo óptimo para la solarización para el máximo efecto sobre las plagas. Esta técnica se puede aplicar a campos completos o a camas específicas en su campo o jardín de origen.

Biosolarización

La biosolarización es una forma avanzada de solarización donde los residuos de cultivos y el compost se incorporan al suelo antes de la solarización. Esta materia orgánica en el suelo se descompone en el calor y libera productos, como toxinas y ácido orgánico, que son efectivos para matar patógenos transmitidos por el suelo. Sin embargo, la materia orgánica no debe incorporarse excesivamente, ya que el suelo se volverá tóxico durante un período prolongado. Este suelo deberá limpiarse y desintoxicarse por riego o lixiviación antes de plantar el cultivo.

No todas las plagas están controladas

La solarización del suelo es efectiva contra las enfermedades como el marchitez de Verticillium, la marchitez de Fusarium, la podredumbre de la raíz de Phytophthora, el tizón del sur, la amortiguación, la enfermedad de la corona, el tomate, la costra de la papa, etc.

Sin embargo, no todas las enfermedades pueden controlarse. Los ejemplos de enfermedad que no se pueden controlar son el declive del melón y la pudrición del carbón de muchos cultivos. Los nematodos también son difíciles de controlar, ya que se mueven a capas más profundas de tierra para evitar el calor

Es más probable que se controlen las malas hierbas anuales que las malas hierbas perennes. Las malas hierbas perennes a menudo tienen raíces y tubérculos que están enterrados en el suelo.

Otros beneficios de la solarización del suelo

La solarización del suelo altera el microbioma del suelo y aumenta el nitrógeno y otros nutrientes en el suelo. La solarización también conduce a la descomposición del material orgánico, que libera nutrientes solubles como nitrógeno, magnesio, calcio y ácido fulvico, que luego están más fácilmente disponibles para las plantas.

El efecto principal de la solarización del suelo se observa en la capa superior del suelo y disminuye gradualmente en las capas más profundas. (Créditos: Malshakoval5/Freepik)

Los microorganismos beneficiosos, como los hongos micorrícicos, así como los hongos y bacterias que parasitan los patógenos vegetales (microbioma beneficioso), pueden sobrevivir a la solarización del suelo y volver a crecer una vez que se realiza el tratamiento. Las lombrices de tierra más profundamente en el suelo para escapar del calor.

El efecto principal, obviamente, se ve en la capa superior del suelo y disminuye gradualmente en las capas más profundas.

Con los patógenos y las malas hierbas de la enfermedad bajo control, un suministro mejorado de nutrientes y mejoros beneficiosos de microorganismos, las plantas recién cultivadas crecerán mejor, lo que llevará a mejores rendimientos.

Después de 4 a 6 semanas

Después de 4-6 semanas, el tratamiento está realizado, se retira el plástico y se siembran las semillas. Alternativamente, el plástico se puede pintar de blanco (para mantener la tierra fría) y luego los agujeros se pueden perforar en el plástico donde se sembran semillas y/o trasplantes. Se debe tener cuidado de no hasta el suelo en esta etapa, ya que eso se mezclaría suelo no polarizado y solarizado.

El plástico se puede pintar de blanco (para mantener el suelo fresco) y luego los agujeros se pueden perforar en el plástico donde se sembran semillas. (Créditos: elementos iciakphotos/envato)

Conclusión

La solarización del suelo es una forma simple y económica de limpiar los patógenos del suelo. Todo lo que necesitas es la energía radiante del sol, una lámina de plástico y algún tiempo. Además de desinfestar el suelo, esta práctica mejora el contenido de nutrientes en el suelo y promueve el crecimiento de microorganismos beneficiosos.

Referencias (haga clic para expandir)

1. Solarización del suelo para jardines y paisajes – UC IPM.
2. Solarización del suelo para el control de enfermedades transmitidas por el suelo.
3. Solarización del suelo – Barakat Abu Irmaileh.
4. Solarización del suelo.

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La evolución puede ocurrir en dos frentes: la evolución rápida y adaptativa ocurre en marcos de tiempo más cortos, desde unos pocos miles de años hasta solo unas pocas décadas, mientras que la macroevolución que conduce a la formación de diferentes especies a menudo ocurre en tramos de tiempo más largos, generalmente de unos pocos cientos de miles de millones de años. También hay casos de nuevas especies que se forman en el lapso de solo unos pocos años, como el caso de los pinzones en las Islas Galápagos.

La tierra ha existido durante aproximadamente 4,5 mil millones de años. Durante este tiempo, numerosos organismos, desde peces antiguos y humanos modernos hasta bacterias y dinosaurios, han evolucionado, prosperado y, a veces, se han extinguido.

Los humanos, como los conocemos, han existido durante solo unos cientos de miles de años, una pequeña fracción de la historia de nuestro planeta. Se cree que la evolución de los organismos ocurre en la escala de tiempo geológico de millones de años, sin embargo, podemos observar organismos que nos rodean evolucionando hacia formas modificadas durante nuestra corta historia humana. ¿Cómo es posible que las plantas y los animales tardaron millones de años en evolucionar, pero podemos presenciar nuevas especies de aves que evolucionan en unas pocas décadas y nuevas cepas bacterianas que evolucionan en semanas?

Numerosos organismos han evolucionado, prosperado y se han extendido en la Tierra en los últimos 4.500 millones de años (créditos: Alionaprof/Shutterstock)

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Dos tipos de evolución

Los biólogos han propuesto que hay dos tipos de evolución: evolución adaptativa ocurre dentro de los cortos períodos de tiempo, mientras que macroevolución ocurre más de millones de años. Esto significa que los cambios rápidos en las poblaciones pueden no siempre provocar un cambio duradero en la especie. El cambio duradero tarda millones de años en establecerse.

Los científicos explican esto con el ejemplo de los humanos. Hoy, los humanos son unos centímetros más altos que hace 200 años, pero eso no significa que continuaremos creciendo cada año y terminaremos siendo unos pocos pies más altos en promedio después de miles de años. Podemos o no continuar creciendo más altos, y podemos comenzar a acortarnos.

Otro ejemplo proviene de caballos. Cuando se compararon los caballos separados por unas pocas generaciones, se observaron muchos pequeños cambios en sus huesos. Cuando se compararon los caballos separados por unos pocos millones de años, en realidad hubo menos cambios.

Cuando se compararon los caballos separados por unas pocas generaciones, se observaron muchos pequeños cambios en sus huesos, pero cuando se compararon los caballos separados por unos pocos millones de años, hubo menos cambios observables. (Créditos: Aldona Griskeviciene/Shutterstock)

La rápida evolución puede ocurrir en unas pocas generaciones, generalmente en respuesta a ciertos cambios en el medio ambiente, pero este cambio rápido puede no persistir. Los cambios importantes tardan millones de años. Cuando persiste un cambio, las condiciones que provocan ese cambio (entorno, depredadores o causas antropogénicas) también deben persistir y estar presentes durante amplias regiones durante millones de años.

Este fenómeno se ha comparado con el mercado de valores. Si observamos las fluctuaciones diarias en el precio de las acciones, el sistema parece ser bastante inestable. Ahora, si nos alejamos y comparamos el precio durante un período de tiempo más largo, el mercado parece mucho más estable.

Por lo tanto, si calculamos las mutaciones de ADN durante unos pocos miles de años, veremos más mutaciones que si calculamos la misma métrica durante unos pocos millones de años. Muchas mutaciones ocurren durante un corto período de tiempo, pero durante un período más largo, estas mutaciones se enmascaran entre sí y/o la selección natural elimina las mutaciones perjudiciales y desventajosas.

Los ciclos reproductivos determinan la velocidad evolutiva

Cada vez que un organismo se reproduce, algunos cambios aleatorios (mutaciones) se introducen en su constitución genética. Los organismos que tienen ADN de doble cadena tienen un corrector de pruebas para corregir errores, pero no todos los errores se corrigen. Los virus no tienen revisores, por lo que acumulan mutaciones a una velocidad mucho más rápida. En consecuencia, tenemos nuevas cepas del virus de la gripe y Covid-19 cada pocos meses.

Si estos cambios aleatorios dan como resultado un cambio en la función que hace que el organismo sea más adecuado para su entorno, entonces es probable que este cambio persista. La evolución ocurre cuando la selección natural favorece ciertos cambios genéticos que resultan en algún tipo de supervivencia o ventaja reproductiva.

Los organismos que se reproducen cada pocas horas (como las bacterias) evolucionan a un ritmo mucho más rápido que los organismos que tardan meses (o incluso años) en reproducirse.

Las nuevas especies a veces pueden evolucionar en unos años

Hay un estimado de 1 billón de especies (la mayor parte de las cuales, al parecer, está hecha de vida microbiana) en la Tierra. Los científicos estiman que la especiación, en promedio, ocurre cuando las mutaciones se acumulan más de dos millones de años, pero hay algunas excepciones a esto. La tasa a la que se pueden formar nuevas especies varía según el tipo de organismo y el medio ambiente.

Una de las características definitorias de las especies es el aislamiento reproductivo, lo que significa que los individuos de dos especies diferentes no pueden aparearse en condiciones naturales. Sin embargo, este criterio no puede usarse para bacterias, ya que no se reproducen sexualmente.

Para que la evolución suceda, necesitamos cambios heredados, por lo que el tiempo de generación o la velocidad a la que se reproduce una especie es un factor crucial para determinar su consiguiente velocidad de evolución.

Un estudio sobre pinzones señaló que un tipo de pinzón que vive en la isla de Galápagos se mudó a otra isla donde se apartó con otro ave nativa. ¡Esto dio como resultado la formación de una nueva especie en solo tres generaciones!

Un tipo de pinzón que vive en la isla de Galápagos se mudó a otra isla donde se apareó con otro ave nativa y condujo a la formación de una nueva especie (créditos: elementos de wirestock/envato)

Las plantas pueden duplicar su genoma en una semilla (conocida como poliploidía) y formar una nueva especie porque este poliploide puede no ser capaz de cruzar y reproducirse sexualmente con la forma original de la planta diploide.

Las bacterias pueden reproducirse en cuestión de horas y, por lo tanto, pueden formar nuevas especies en días o años.

La evolución adaptativa puede ocurrir durante un período de tiempo relativamente corto

Un ejemplo de evolución adaptativa a través de la selección natural es la evolución del pez Tomcod del río Hudson, que se volvió resistente a los productos químicos tóxicos. General Electric liberó contaminantes tóxicos al río Hudson entre 1947 y 1976, y estos contaminantes se asentaron entre los sedimentos en el fondo del río. Normalmente, estos contaminantes tóxicos matan a los peces en el río, pero el Atlantic Tomcod evolucionó para sobrevivir en presencia de este contaminante tóxico durante un corto lapso de solo 60 años.

Este tipo de evolución adaptativa ocurrió cuando una mutación aleatoria hizo un pez individual con una variante genética más capaz de sobrevivir en el entorno desafiante mientras los otros se estaban muriendo. La variante sobreviviente reprodujo y produjo más variantes. En el transcurso de algunas generaciones, las variantes se convirtieron en la población dominante, ya que tenían una genética ventajosa.

La evolución humana se ha acelerado en los últimos años (créditos: freepik)

Los humanos también están evolucionando continuamente. Un estudio reciente concluyó que la evolución humana «,[…] Aceleró en los últimos 40,000 años y se ha convertido en 100 veces más rápido en los últimos 5000 años «. Los investigadores señalaron que el 7% del genoma humano, que representa alrededor de 1800 genes, han mostrado signos de evolución acelerada.

Conclusión

La velocidad de la evolución varía según la especie y la fuerza evolutiva que se aplica. Los cambios que ocurren en respuesta a un determinado entorno y hacen que la variante sea más adaptada a la supervivencia en el medio ambiente, es probable que se hereden y establezcan en la población. Sin embargo, estos cambios a corto plazo pueden o no persistir en la escala de tiempo geológico más larga.

Referencias (haga clic para expandir)

1. ¿Cuánto tiempo lleva la evolución? Sucede en dos diferentes …
2. El cambio evolutivo duradero toma alrededor de un millón de años.
3. La evolución es más lenta de lo que parece y más rápido de lo que piensas.
4. ¿Cuánto tiempo tardan las nuevas especies para evolucionar?
5. Lamichhaney, S., Han, F., Webster, MT, Andersson, L., Grant, BR, & Grant, PR (2018, 12 de enero). Especiación híbrida rápida en los pinzones de Darwin. Ciencia. Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS).
6. El río tóxico significa una rápida evolución para una especie de peces.
7. La evolución humana se está acelerando.

Tabla de contenido (haga clic para expandir)

Las tres hermanas se refieren a una técnica agrícola de maíz intercalado, frijoles y calabaza en la misma granja. Las comunidades indígenas practicaron esto, ya que sostuvieron que los tres cultivos ayudaron al crecimiento del otro. La práctica se extinguió debido a la influencia europea en la agricultura y la vida cultural de los pueblos indígenas.

Mucho antes de que se desarrollaran los conceptos modernos de la agricultura y el cultivo intermedios sostenibles, los pueblos indígenas de América del Norte y Central estaban practicando una forma de agricultura donde cultivaban tres especies diferentes (pero complementarias) en un espacio compartido. Estas tres especies fueron llamadas 'tres hermanas', en referencia a cómo prosperaron juntos. Las tres hermanas eran maíz, frijoles y calabaza. Cuando se cultivaron en la proximidad, se «alimentaban» y proporcionaron nutrición equilibrada a los pueblos indígenas.

Estos cultivos se llamaban «diohe'ko» en el idioma local, lo que significa «los que nos apoyan». Estos cultivos sostuvieron la vida, tanto nutricional como espiritualmente. Los nativos americanos de Séneca creían que los espíritus de estos tres cultivos eran inseparables. Las mujeres incluso realizaron rituales destinados a despertar los espíritus de las tres hermanas.

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Los comienzos

Se cree que el método de agricultura de las tres hermanas se originó en Mesoamérica (un término que se refiere a la región desde el centro de México hasta América Central) hace casi 3,500 años y luego se extendió hacia el norte al resto de América del Norte, incluido Canadá. Y el primer récord de la agricultura de las tres hermanas en Nueva York es el 1070 dC.

Según la leyenda de los nativos americanos, las tres hermanas brotaron milagrosamente de la «hija de la mujer del cielo».

(https://www.nps.gov/tont/learn/nature/the-three-sisters.htm)

Cuando los colonos europeos llegaron en el 1400, encontraron al menos 15 naciones nativas americanas en el noreste de América y Canadá cultivando las tres hermanas.

Los nativos americanos cultivaban maíz, frijoles y calabaza en un espacio compartido

¿Cómo se cultivaron las tres hermanas?

La forma de la agricultura de las tres hermanas aprovecha los diferentes hábitos de crecimiento, formas vegetales, rasgos agronómicos y valores nutricionales de estas tres especies.

Los cultivos se sembraron sin arar el suelo, lo que preservaba la materia orgánica del suelo y aseguró que el suelo no se perdiera por la erosión.

Típicamente, los hombres participaron sembrando semillas. Más tarde, los hombres se pusieron ocupados con expediciones de caza, misiones diplomáticas o responsabilidades militares, por lo que las mujeres se encargaron de las granjas y cosecharon la cosecha. Las mujeres trabajaron juntas en comunidades. No era solo un sistema agrícola, sino que estaba estrechamente asociado con su cultura, con muchas historias y ceremonias asociadas con él.

Los hombres participaron en la siembra inicial, mientras las mujeres se encargaron de las granjas y cosecharon el cultivo (créditos: Ruslana iurchenko/Shutterstock)

Primero, los granjeros sembraron el maíz. Cuando las plántulas de maíz comenzaron a crecer, regresaron y agregaron más tierra alrededor de la planta de vez en cuando para que se formara una pequeña colina. Esta colina tendría aproximadamente 1 pie de altura y 2 pies de ancho.

Aproximadamente 2-3 semanas después de sembrar los granos de maíz, los granjeros sembraron frijoles en la misma colina. Los frijoles agregaron nitrógeno al suelo a través de las bacterias simbióticas presentes en sus raíces. A medida que los frijoles crecían, los tallos de maíz sirvieron como enrejado. A su vez, los frijoles ayudaron al maíz a sobrevivir fuertes vientos al aferrarse a los tallos con sus enredaderas.

Finalmente, plantaron calabaza entre las colinas. La calabaza es un cultivo de bajo crecimiento con hojas grandes. Estas hojas cubrieron el suelo para preservar la humedad del suelo y prevenir las malas hierbas. Algunas variedades de squash también tenían espinas, que mantenían plagas de animales como ciervos y mapaches lejos del campo de los cultivos.

Las grandes hojas de calabaza cubrían el suelo para preservar la humedad del suelo y también evitaban las malas hierbas (créditos: Joannatkaczuk/Shutterstock)

Interpretping hizo un uso eficiente de la luz, los nutrientes y el agua. Este sistema agrícola fue nombrado tres hermanas porque las tres especies se nutrieron entre sí, ¡solo a los hermanos en una familia feliz! El sistema agrícola no necesitaba fertilizantes o herbicidas, y una reducción de la presión de la enfermedad debido al cultivo mixto.

Los agricultores salvaron las semillas de las mejores plantas para volver a crecer la siguiente temporada. A lo largo de los siglos, numerosas variedades terrestres adaptadas al entorno local que se desarrolló. Sin embargo, algunas de las semillas (y la diversidad genética) se perdieron cuando los colonos europeos forzaron a los nativos americanos de sus tierras.

Nutrición complementaria

Las tres hermanas se complementan entre sí cuando se trataba de nutrición, actuando conjuntamente como fuente de alta fibra, proteínas, carbohidratos y una gama de vitaminas y minerales.

Los estudios han demostrado que las tres especies producen más energía y más proteínas cuando se cultivan juntas que cuando se cultivan en monocultivos en la misma área.

El maíz contiene grandes cantidades de energía y cantidades menores de proteína, pero los frijoles contienen altas concentraciones de proteína. Los aminoácidos esenciales en la proteína del maíz y el frijol se complementan entre sí. La proteína de maíz carece de lisina y triptófano, pero tiene suficiente metionina. Los frijoles tienen muy poca metionina, pero poseen un alto nivel de lisina.

Maíz, frijoles, una calabaza se complementan en nutrición

La carne de calabaza tiene altos niveles de vitamina A y bajos niveles de proteína. Sin embargo, las semillas de calabaza son una buena fuente de energía y proteínas.

Dicho todo esto, el valor nutricional de un cultivo depende de cuándo se consumen. El maíz inmaduro (maíz dulce), los frijoles (judías verdes) y la calabaza tienen menos valor nutricional que sus versiones completamente maduras. Los tres también pueden ser transportados y almacenados durante un largo período de tiempo cuando se cosechan al vencimiento.

¿Por qué se suspendió esta agricultura?

La forma de agricultura de las tres hermanas se suspendió gradualmente cuando los europeos se establecieron en América del Norte. Los nativos americanos fueron empujados a aterrizar que era menos fértil y que ya no podían cultivar libremente. A las mujeres nativas americanas solo se les permitió cultivar en pequeños jardines, mientras que los hombres se vieron obligadas a practicar la agricultura de monocultivos. Los niños nativos americanos fueron enviados a internados donde no aprendieron sobre las técnicas agrícolas de los nativos americanos y sus hábitos alimenticios se cambiaron a la comida occidental. Sin hábitos y culturas alimentarias tradicionales, las granjas de tres hermanas fueron totalmente erradicadas en la década de 1930.

Conclusión

La agricultura sostenible se encarga del medio ambiente, mejora las vidas y proporciona suficientes alimentos. La agricultura de las tres hermanas se encarga de estos tres requisitos. Además, las tres especies apoyan el crecimiento de los demás y los estudios han demostrado que crecen mejor juntos que solos. Este sistema agrícola ha sido ampliamente estudiado, no solo desde el punto de vista de la agricultura, sino también por su valor histórico y antropológico. Incluso hoy, este sistema agrícola se recomienda para jardines pequeños. Los investigadores también están trabajando con comunidades nativas americanas contemporáneas para reintroducir este sistema agrícola a sus tierras.

Referencias (haga clic para expandir)

1. Las tres hermanas de la agricultura estadounidense indígena.
2. Lewandowski, S. (1987, marzo). Diohe'ko, las tres hermanas en la vida de Séneca: implicaciones para una agricultura nativa en la región de Finger Lakes del estado de Nueva York. Agricultura y valores humanos. Springer Science and Business Media LLC.
3. Las tres hermanas: sostenidores de la vida.
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6. Ngapo, TM, Bilodeau, P., Arcand, Y., Charles, Mt, Diederichsen, A., Germain, I., … Gariépy, S. (2021, 3 de marzo). Preparación de alimentos indígenas históricos utilizando productos de las tres hermanas intercalado. Alimentos. MDPI AG.
7. Landon, Amanda. «El 'Cómo' de las tres hermanas: los orígenes de la agricultura en Mesoamérica y el nicho humano». Antropólogo de Nebraska, enero de 2008, https://digitalcommons.unl.edu/nebanthro/40.