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CIENCIAS

Descubren cómo los girasoles se mueven para recibir más sol


Los girasoles, esas flores que han fascinado a científicos y artistas como Vicent Van Gogh (aunque los retrató dentro de un florero), no son las únicas que siguen la ruta del sol por el cielo, en un movimiento conocido como ‘heliotropismo’. Las flores de la soja, la caléndula, el algodón y varias especies de la familia de las malváceas también giran durante el día para mirar a la estrella que ilumina al planeta.

Pero los girasoles también presentan una conducta inédita en el reino vegetal: la autoorganización para recibir más cuotas de luz solar. Cuando los girasoles se plantan en una densidad las flores comienzan a competir por la luz. Pero en vez de dejar ganadores y perdedores, los girasoles tuercen sus tallos y esquivan la sombra de su vecino más cercano. Es, valga la analogía, el movimiento que hacemos en el cine si en la butaca de delante se sienta una persona demasiado alta.

Visto desde el aire, las formaciones de girasoles asemejan a los dientes de un serrucho, con los tallos alternando hacia la derecha e izquierda alternadamente.

La conducta motivada por la alta densidad

El descubrimiento fue, casi de casualidad, del científico argentino Antonio Hall (investigador emérito en el Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura, del Conicet y la Universidad de Buenos Aires) con el ingeniero agrónomo Abelardo de la Vega. Ellos buscaban estrategias para maximizar el rendimiento del girasol, y en vez de sembrar cinco plantas por metro cuadrado decidieron colocarlas a una densidad de 10 a 14 metros.

Al analizar la disposición alternada de los tallos, decidieron investigar. Y descubrieron que “las plantas comenzaban a sombrearse con sus vecinos en una etapa muy temprana del crecimiento, lo que determinaba el proceso de inclinación”, explica a La Vanguardia Mónica López Pereira, investigadora de la Facultad de Agronomía de la Universidad de Buenos Aires, y autora de la investigación publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences .

Un parque de girasoles en La Garrotxa. ( – Inma Sainz de Baranda)

Los girasoles detectan la calidad de la luz gracias a un fotorreceptor llamado fitocromo, que les permite percibir la diferencia entre la luz roja y la luz roja lejana. Al llegar la luz solar, la hoja absorbe el tono rojo y refleja la luz roja lejana, que es la que expande a su periferia. Esta es la señal que las plantas inmediatas perciben como un sombreado, y que les lleva a inclinarse para el lado contrario.

Plantas que toman decisiones

Además detectaron que, como sucede con otras conductas de autoorganización entre especies animales, hay una planta pionera que inicia el proceso: en un estadio de crecimiento temprano ‘decide’ inclinarse para buscar una mejor calidad de luz, y aquí inicia un efecto dominó que, en ocasiones, puede llegar a chocar con otra hilera de girasoles. Al final, una pobre flor quedará atrapada entre cuotas de sombra demasiado grandes para poder esquivarla.

Según detalla López Pereira, este fenómeno no se da en todos los girasoles. Por ahora las investigaciones se centraron en un híbrido llamado Paraíso 20, que fue desarrollado por la empresa Nidera, que durante 15 años fue muy exitoso en los cultivos pero de baja densidad.

Más rendimiento

El poder cosechar girasoles en una densidad tan alta, y con la ventaja de la autoorganización puede aumentar el rendimiento de estas oleaginosas. El equipo investigador decidió atar varios tallos a estacas y comprobaron que las plantas sombreadas tenían una menor producción. Así concluyeron que esta semilla, que luego desarrolla esta particular conducta, puede aumentar entre un 25 a un 45% su rendimiento, indica esta investigadora argentina.

No todas las semillas de girasol siguen este patrón: “hay híbridos que no se inclinan y otros que lo hacen a una menor intensidad”, apunta. Pero esta investigación abre la puerta para desarrollar semillas que puedan tener esta conducta de autoorganización en sus genes.

López Pereira acota que todavía no tienen noticias que este fenómeno ocurra en cultivos de otras partes del mundo. En España, por ejemplo, los girasoles se plantan en ocho a diez unidades por metro cuadrado, y sus ejemplares son más pequeños que en el país sudamericano, por lo que esta conducta de autoorganización no tiene condiciones para desarrollarse.

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CIENCIAS

El Sol, una constante fuente de energía

El Sol es una de las miles de millones de estrellas que existen en el Universo, pero dentro del Sistema Solar es el astro principal. Su luz y calor hacen posible la existencia de vida en nuestro planeta y su constante energía es aprovechable como fuente calórica y para generar electricidad.

El astro Sol

Aunque no es una estrella de gran tamaño, el Sol resulta gigantesco al lado de los planetas; tiene un radio 109 veces mayor que el terrestre. Igualmente, su masa es enorme, equivalente a 330.000 veces la de la Tierra.

Las estrellas como el Sol tienen una composición química similar; gran parte de su masa corresponde a hidrógeno (74%) y helio (24%). Debido a sus temperaturas altísimas, los componentes están en estado gaseoso.

Las características físicas del Sol (masa, densidad, temperatura) hacen que los átomos de hidrógeno estén en una constante actividad nuclear, transformándose en helio y emitiendo gran cantidad de energía. Se calcula que la radiación solar que incide sobre la Tierra en una hora, equivale a la energía que demanda el mundo en un año. La energía emitida por el Sol se puede utilizar para generar calor y electricidad.

Según estudios modernos, se sabe que el Sol ha tenido una vida cercana a 5 mil millones de años y se le calculan otros 5 mil millones a futuro. De ahí que la energía solar se considere prácticamente eterna.

Factores astronómicos que inciden en la recepción de energía solar en la Tierra

El movimiento de rotación o giro de la Tierra sobre su eje en 24 horas, incide en que el planeta reciba la radiación solar en forma diferenciada. Se genera el día y la noche, lo cual alterna períodos de luz y oscuridad.

La energía solar que se recibe a lo largo del año también experimenta variaciones, debido a que el planeta en su movimiento de traslación, describe una órbita alrededor del Sol que no es un círculo, sino una elipse. Por ello, hay una época del año en que la Tierra está más cerca del Sol (perihelio), con una distancia de 148.000 km, y otra en que se aleja (afelio), alcanzando el máximo de 152.000 km. Esta diferencia de distancia entre el Sol y la Tierra produce una pequeña variación del orden de 3,5% en la energía que llega al planeta. El perihelio se produce en el mes de enero y el afelio en julio.

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El movimiento de la Tierra alrededor del Sol, sumado al hecho de que el eje terrestre está inclinado en relación al plano orbital, es la causa de los solsticios y los equinoccios, según los cuales los hemisferios norte y sur reciben alternadamente durante el año distinta cantidad de energía.

Esta inclinación del eje de la Tierra en relación a su órbita, hace que aparentemente el Sol se desplace a lo largo del año entre un Trópico y el otro. De este modo, en un momento del año, los rayos solares son recibidos directamente en el Trópico de Capricornio (solsticio del 21 de diciembre) y el Hemisferio Sur estará en verano, recibiendo el máximo de radiación solar. Lentamente, al desplazarse el Sol hasta el Trópico de Cáncer (solsticio del 21 de junio), el Hemisferio Norte recibirá el máximo de radiación solar, y el hemisferio opuesto estará en invierno. En los equinoccios, los rayos solares caen directamente en el ecuador (21 de marzo y 22 o 23 de septiembre) y ambos hemisferios reciben la misma cantidad de energía.

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sol-equinocciosLos equinoccios se producen el 21 de marzo y el 22 de septiembre. Dan inicio a las estaciones de primavera y otoño.

Factores geográficos que inciden en la recepción de energía solar en la Tierra

La latitud, la atmósfera y el relieve son tres factores que inciden en la cantidad de radiación solar que recibe el planeta.

La Tierra es esférica, por lo que recibe directamente los rayos solares en las zonas cercanas al ecuador y cada vez en forma más oblicua hacia las polares. De este modo, la latitud es un factor determinante en este aspecto y permite distinguir cinco zonas geográficas:

Zona intertropical: entre ambos trópicos, los que se localizan a 23° 27´ de latitud N y S; es el área que recibe mayor cantidad de energía y presenta los climas más calurosos.

Zonas templadas: entre los trópicos y los círculos polares, estos últimos localizados a 66° 33´ N y S.

Zonas polares: entre los círculos polares y los polos (90° N y S), siendo las tierras más frías del planeta y las menos aptas para la vida humana. Los rayos solares caen en estas zonas en ángulos muy oblicuos, de modo que la energía interceptada por la superficie es mucho menor que en la zona intertropical.

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Incidencia de rayos solares en distintos ángulos

sol-radiacionLos rayos solares verticales (A) concentran la insolación en el espacio más reducido (a); los rayos solares oblicuos (B) reparten su insolación en un espacio más extenso (b). Fuente: Strahler, Arthur, 1988

Al girar la Tierra sobre sí misma se produce un abultamiento en el ecuador, en tanto las zonas polares son achatadas. Esta misma situación se produce en la atmósfera, la que alcanza un espesor de 14 kilómetros en el ecuador y de ocho kilómetros en las zonas polares. Ella actúa como un filtro de los rayos del Sol, los que en parte son reflejados y absorbidos a su paso. De este modo la cantidad de energía que llega a la superficie terrestre está en relación al espesor de las capas atmosféricas.

Por el mismo hecho de que la atmósfera es un filtro de los rayos solares, el relieve tiene incidencia en la cantidad de energía recibida, ya que a mayor altitud, su grosor será más reducido. Por este motivo la energía recibida en las altas cordilleras es mayor que en las zonas bajas del relieve.

En relación a la atmósfera, hay que considerar además, que la energía que llega a la superficie de la Tierra depende de las condiciones del cielo, según esté despejado o cubierto.

  • La radiación en la Tierra con cielo despejado o cubierto

    En un día con cielo sin nubes, llega al suelo el 80% de la energía. Del 20% restante, una parte es absorbida en la atmósfera y otra devuelta al espacio. Con cielo cubierto, entre el 30 y 60% de la energía es reflejada hacia el espacio por las nubes y estas absorben entre el 5 y 20%.

    La atmósfera se calienta principalmente por irradiación de la energía recibida y emitida por el suelo, y solo una pequeña porción es calentada por absorción.

  • En la superficie del Sol se observan manchas oscuras (manchas solares) que varían constantemente. Estas son zonas más frías del Sol y están relacionadas con campos magnéticos, los que pueden interferir en las comunicaciones radiales en la Tierra. Las manchas solares tienen ciclos de 11 años entre sus máximos y sus mínimos.

    › Por la distancia en que se encuentra la Tierra del Sol, la luz que este emite demora 8 minutos en llegar a nuestro planeta.

    › El Sol, al igual que los planetas, tiene movimiento de rotación. Como no es un cuerpo sólido, su movimiento es diferenciado; la zona ecuatorial rota en aproximadamente 26 días, en tanto que en la zonas polares este movimiento dura del orden de 30 días.

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CIENCIAS

Alerta astronómica: Prepárense para ver un cometa y bolas de fuego verdes en el cielo esta semana

La NASA ha anunciado que esta semana el cometa 46P / Wirtanen se acercará a la Tierra a una distancia de siete millones de millas y podrá ser apreciado a simple vista como unaluz verde “fantasmal” en la constelación de Tauro.

ALMA Observatory@almaobs

Astronómic alert.

📡
On December 16, the can be seen in plain sight.
☄
And throughout the month, it can be observed with binoculars and small telescopes.

Los astrónomos han catalogado este fenómeno astral como un ‘bono’ adicional frente a la lluvia de estrellas Gemínidas, que iluminan el cielo a fines de cada año. Los expertos han precisado que su punto más visible ocurrirá la noche del 16 de diciembre. Además, serán visibles meteoros verdes que lucirán como bolas de fuego verde en los cielos.

Sin embargo, quienes no logren apreciarlo en esta fecha por diferentes factores, pueden observarlo durante todo el mes con la ayuda de binoculares o pequeños telescopios.

A pesar de que el cometa 46P/ Wirtanen es pequeño, su proximidad histórica podría alcanzar un resplandor de dimensiones similares a la luna llena. Además se ubica entre los 10 cometas más cercanos de la era espacial.

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