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Cría robotizada de grillos e insectos comestibles, alistándose para la crisis de recursos del planeta

Un robot alimentador se mueve entre los racks de cría de grillos en una granja experimental de Aspire Food Group en Austin, Texas, donde pronto piensan producir alrededor de 136.000 kilos de proteína en polvo al año

Cuando Gabe Mott, Shobhita Soor y Mohammed Ashour propusieron construir una granja de grillos a escala comercial optimizada con robots y adquisición de datos, la idea les valió en 2013 a estos estudiantes de la Universidad McGill el Premio Hult de us$ 1 millón, que es la competencia estudiantil más grande para el bien social.

Pero cuando llegó el momento de lanzar el concepto, tuvieron que dejar atrás las convenciones, incluida la mayoría de lo que se había escrito en las revistas científicas sobre la cría de miles de millones de grillos.

Aparentemente, la gente no había pensado lo suficiente sobre Acheta domesticus, o al menos publicando sus ideas.

«Hubo algunos artículos con un buen marco de cómo los insectos responden a diversas condiciones, pero no tenían la escala de estos experimentos. No podían hacer cosas en el volumen que pudiésemos hacer», dice Mott. «Tuvimos que aceptar eso, y tuvimos que alejarnos de todo en la literatura científica».

Cuando Mott dice escala, quiere decir aislar variables y realizar pruebas en al menos 60 cajas de más o menos 10.000 grillos. Eso es solo una fracción de los 22 millones de grillos que se crían todos los meses en la granja de prueba interior de Aspire Food Group en Austin, Texas. Gotas de agua, horas de luz, trozos de alimento, cambios de temperatura son todos puntos de datos valiosos, variables, piezas de verdad que ayudarán a Mott y al equipo de Aspire a optimizar cada aspecto del ciclo de vida del grillo, desde el nacimiento hasta la conversión en harina. (A los grillos les encanta una habitación oscura de 28 grados centígrados con una humedad de aproximadamente 50 a 60 por ciento, y se deben mantener tapadas las fuentes de agua, o saltarán directamente y son nadadores horribles).

Kilo por kilo, los grillos e insectos comestibles en general ofrecen el mejor aprovechamiento de los recursos del planeta. Los grillos requieren solo 1,5 kg de alimento por cada kilogramo de producto comestible fabricado. Esta proporción, conocida como la tasa de conversión alimenticia, es mucho menos impresionante que para otras fuentes populares de proteínas: 20 kilos de alimento por cada kilo de carne de res, 4,5 kilos por cada kilo de pollo y 7,3 kilos por cada kilo de carne de cerdo.

La matemática es simple: a medida que la población del planeta continúa creciendo a miles de millones, necesitamos extraer proteínas, hierro, grasas y calcio de los recursos limitados de la Tierra de manera más eficiente. El pasto para el ganado representa el 70 por ciento del uso de la tierra deforestada en el Amazonas, y los cultivos forrajeros representan gran parte del 30 por ciento restante. La producción de carne de res, pollo y cerdo es un importante contribuyente de gases de efecto invernadero, mientras que los insectos son más limpios.

«Tendremos que duplicar la producción actual de alimentos en los próximos 30 años para alimentar al mundo en crecimiento», dice Ashour. «La necesidad de más proteínas es grave, y las fuentes de proteínas que son resilientes son particularmente importantes».

Los fundadores de Aspire están apostando fuerte a que la entomofagia, o comer insectos, será una parte integral de la solución del hambre en el mundo, y en muchos lugares ya lo es. Dos mil millones de personas en todo el mundo ya consumen insectos como parte de su dieta regular, y se espera que el negocio de insectos comestibles crezca a us$ 720 millones para el 2024, creciendo a una tasa del 6 por ciento anual. La demanda es cada vez mayor, y Aspire está optimizando su cría de grillos para enfrentarla.

Escala, eficiencia, escala, eficiencia

En este momento, Aspire está hiper enfocado en dos cosas: escala y eficiencia. Reunir piezas de datos sobre la temperatura y los niveles de alimentación para maximizar el rendimiento es un ciclo interminable de experimentación e implementación. Y los grillos son pequeños y perfectos generadores de datos animados. Todo el ciclo de vida del grillo dura aproximadamente dos o tres meses, lo que le da a Mott amplias oportunidades de analizar cada momento de la vida de los organismos, varias veces al año y entre muchas poblaciones, para explorar los datos y producir las condiciones perfectas para la producción de grillos.

«Estamos experimentando un proceso constante de iteraciones que finalmente desembocarán en las condiciones perfectas para los grillos. Creemos que nos acercaremos bastante, y muy rápido», dice Mott.





Los enfoques basados en datos ayudarán a Aspire a descubrir un proceso ideal de crianza de grillos, pero para poner en práctica esas prácticas mejoradas en forma consistente, automática y a gran escala, se han basado en la robótica especializada. Los ingenieros de Aspire, por ejemplo, diseñaron robots alimentadores que patrullan los pasillos de los contenedores de grillos, agregando la cantidad justa de comida y agua a cada contenedor, basados en una fórmula bien perfeccionada mejorada por miles de millones de antepasados de grillos.
«Los enfoques automatizados ayudan a escalar exponencialmente, mientras que el trabajo manual es más lineal», dice Ashour. «También utilizamos un sistema de caja vital, y queremos reducir la cantidad de contacto entre las personas y los insectos para no estresar a los grillos».

Durante el próximo año, más o menos, Ashour espera que del 70 al 80 por ciento del proceso de crianza sea automatizado, y trabajadores altamente calificados aportarán el resto. Se apresura a añadir que los robots harán el trabajo pesado, pero el futuro de la agricultura de insectos siempre será un enfoque híbrido que depende de la experiencia humana.


Aspire confía en impresoras 3-D para crear piezas robóticas personalizadas. (Crédito: Aspire Food Group)

«La automatización puede reemplazar la mano de obra poco calificada, pero estamos creando una nueva disciplina de trabajo que no existía antes», dice. «Muchos graduados de entomología se encuentran trabajando para compañías de plagas donde su trabajo es criar insectos y aprender a matarlos. Estamos creando una disciplina en entomología para que los científicos usen su amor por los insectos, no para combatir las plagas, sino como una fuente de alimento que debemos optimizar «.

Y con el equilibrio correcto en su lugar, Aspire planea expandir rápidamente su granja de pruebas de escala a algo que podría parecerse a una operación comercial. En este momento, la producción total de proteína de Aspire es solo una gota en un cubo muy grande.

«Anualmente, el mundo produce y consume aproximadamente 3.992 millones de kilos de proteína en polvo. Nuestra próxima instalación producirá alrededor de 136.000 kilos de proteína en polvo al año», dice Ashour. «Es una gota en el océano».

La instalación actual de Aspire en Austin es de aproximadamente 2.323 metros cuadrados. En 2019, quieren usar lo que aprendieron para escalar la operación hasta una instalación cubierta de 10 veces ese tamaño. A partir de ahí, es una cuestión de copiar y pegar el diseño en las instalaciones conectadas de todo el mundo.

Finalmente, miles de millones de grillos alimentarán datos en más de 100 granjas de grillos, todos conectados a una red de intercambio de datos. Entonces, no es de sorprender que John Chambers, ex CEO del gigante de redes Cisco Systems, sea un importante inversor y asesor en Aspire.





Dos mercados, dos enfoques

La campaña publicitaria de entomofagia de Aspire se enfocará en dos grupos de personas: aquellos que ya dependen de los insectos y aquellos que aún no saben que les gustan. En muchos países en desarrollo, los insectos son un elemento básico de la dieta. Para Aspire, el reto en estos mercados es establecer métodos agrícolas baratos y eficientes que puedan adoptarse fácilmente. Hay una gran demanda, pero un problema de suministro. Es por eso que han comenzado granjas piloto de larvas de gorgojo de la palma, otro sabroso insecto, en Ghana.

«Las larvas del gorgojo de la palma están en demanda en Ghana; es un plato de carne central. Necesitan escalar y un bajo precio. Entonces, nuestro objetivo es reducir los costos de producción», dice Ashour.

Pero en mercados como los Estados Unidos, donde el consumo de insectos puede ser moderno pero no esencial, el problema es sicológico, semántico. El truco consiste en eliminar el factor «asco/rechazo» de la ecuación con productos que se fabrican con grillos procesados en lugar de grillos enteros: tal vez sea más fácil cuando no se ven los ojos. Con este fin, Aspire lanzó Aketta.com, que ofrece productos básicos basados en grillos como el polvo y la granola.

A principios de este año, Saison, un restaurante de tres estrellas Michelin en San Francisco, sirvió platos elegantes con ingredientes de Aspire: caviar con grillo de caldo hecho con salsa de grillo, gambas a la plancha y erizos de mar en una salsa de pan a la parrilla y glaseados con dulce de grillo. Esto, sin duda, atrae a los amantes de la comida entre nosotros. Pero para que ocurra todo un cambio cultural, Ashour quiere cambiar la forma en que hablamos de entomofagia.

«La mayoría de los insectos no deberían comerse, y existe un instinto biológico legítimo de no comerlos porque muchos insectos pueden ser peligrosos», dice Ashour. «Pero ese otro 1 por ciento incluye cientos o miles de insectos comestibles, y necesitamos una manera de separar estos dos grupos entre sí en el ojo del consumidor».

No decimos que estamos comiendo mamíferos; decimos que estamos comiendo carne de res, cerdo o aves de corral. Ashour quiere encontrar una terminología similar para los insectos comestibles para disociar aún más lo comestible y lo no comestible. ¿Entomunchies? ¿Entobifes? ¿Proteína alternativa? (Todas son sugerencias del autor).

Como sea que llamemos a los insectos, hay una buena posibilidad de que veamos más productos relacionados con la entomología en los exhibidores de las tiendas en el futuro cercano. Y a medida que nuestro paladar para los grillos y otros bichos sabrosos se vaya refinando, Aspire espera saciar nuestros apetitos ecológicos usando grillos y robots a la vez.

Fuente: Discover Magazine. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Los ácaros microscópicos que viven en nuestra cara

No los puedes ver, pero están ahí. Son ácaros microscópicos, criaturas de ocho patas semejantes a arañas que seguramente pasan toda su vida en nuestras caras. Allí comen, se aparean y, finalmente, mueren. Pero antes de que salgas a comprar un jabón facial extrafuerte para eliminarlos deberías saber que estos huéspedes probablemente no representan un problema serio y hasta podrían ser totalmente inofensivos

Son tan comunes que podrían revelar nuestra historia evolutiva con incomparable detalle.

Hay dos especies de ácaros que se alojan en tu rostro: el Demodex folliculorum y el Demodex brevis. Ambos son artrópodos, el grupo que incluye animales de piernas articuladas como insectos y cangrejos. Al ser ácaros, sus parientes más cercanos son las arañas y garrapatas.


Este minúsculo animalito está muy a gusto en tu rostro…

Los Demodex tienen ocho patas cortas y rechonchas cerca de su cabeza. Su cuerpo es alargado como una lombriz. Bajo el microscopio, pareciera que estuvieran nadando sobre aceite sin desplazarse muy rápido, ni llegar lejos.


La cabeza y las patas de los ácaros del rostro

El D. folliculurom vive en los poros y los folículos de tus pelos, mientras que el D. brevis prefiere asentarse en tus grasosas glándulas sebáceas. En comparación con otras partes del cuerpo, tu rostro tiene poros más grandes y numerosas glándulas sebáceas, lo que puede explicar por qué los ácaros suelen vivir ahí, aunque también se les encuentra en otros lugares como genitales y pechos.

Residentes antiguos

Todos los tenemos y, probablemente, en grandes cantidades

Los científicos han sabido, desde hace tiempo, que los humanos tienen ácaros en la cara. En 1842 en Francia se encontraron D. folliculorum en cerilla humana.

En un estudio de 2014, Megan Thoemmes de la Universidad State en Raleigh, EE.UU., y sus colegas, encontraron que, como en investigaciones anteriores, cerca del 14% de las personas tienen ácaros visibles. Sin embargo, también descubrieron ADN de Demodex en los rostros de todas las personas que examinaron. Esto indica que todos los tenemos y, probablemente, en grandes cantidades. «Es difícil especular pero una población baja podría ser de cientos», dice Thoemmes. «Una alta, de miles». O, para ponerlo de otra forma, quizás tengas dos ácaros por pestaña.

Misteriosos inquilinos

Sin embargo, no está claro qué obtienen de nosotros. Ni siquiera sabemos con certeza de qué se alimentan.

Parece que salen de noche para aparearse y luego vuelven a sus poros.
Megan Thoemmes, investigadora

«Alguna personas creen que se comen las bacterias en la piel», señala Thoemmes. «Otras piensan que comen las células muertas de la piel o la grasa de las glándulas sebáceas». En la actualidad, Thoemmes y sus colegas estudian los microorganismos que viven en las tripas de los ácaros. Eso podría ayudar a determinar su dieta.

Tampoco sabemos muchos sobre sus características reproductivas. Otras especies de ácaros practican desde el incesto hasta el canibalismo sexual, el matricidio y el fratricidio. Sin embargo, los Demodex tendrían un comportamiento un poco menos extremo. «Nunca han sido conocidos por comerse entre sí», indica Thoemmes». «Parece que salen de noche para aparearse y luego vuelven a sus poros».

Lo que sí se sabe con certeza es que colocan sus huevos alrededor del poro donde viven. «Sus huevos son bastante grandes, de un tercio a la mitad del tamaño de su cuerpo», destaca Thoemmes. «Probablemente depositan uno a la vez, ya que no me puedo imaginar que les pueden caber más». «Grabamos a un Demodex poniendo un huevo», agrega.

¿Dañinos?

Y hablando de objetos que los Demodex necesitan expulsar de sus cuerpos, estos ácaros no tienen ano, pero de todos modos tienen que defecar. Así que esos desechos se van guardando hasta su muerte cuando explotan, degradándose en tu cara. Eso puede sonar horrible pero, sorprendentemente, parece que los ácaros no son dañinos.

«Si tuviésemos una fuerte respuesta negativa, estaríamos viéndola en una mayor cantidad de personas», dice Thoemmes. Lo que sí se ha relacionado con los ácaros es un problema en la piel llamado rosácea, que afecta principalmente a la cara. Comienza con un enrojecimiento antes de avanzar a una irritación permanente, manchas y una sensación de ardor o escozor.

Los estudios han mostrado que quienes la sufren tienden a tener más ácaros Demodex. En vez de uno o dos por centímetro cuadrado de piel, el número aumenta de 10 a 20. «Están involucrados en la rosácea, pero no la provocan», aclara Kevin Kavanagh de la Universidad Maynooth en Irlanda.


Un folículo piloso, con su Demodex follicorum

En un estudio publicado en 2012, Kavanagh concluyó que la raíz del problema radica en los cambios en la piel de las personas debido, por ejemplo, al envejecimiento o por la exposición al clima. Eso altera el sebo, la substancia grasosa producida por las glándulas sebáceas que ayuda a mantener nuestra piel húmeda. Se cree que los Demodex comen el sebo y esa transformación puede causar un boom poblacional. «Se causa una irritación en la cara simplemente porque hay tantos ácaros», apunta Kavanagh.


Así se ve el ácaro desde muy cerca, a través de un microscopio electrónico de barrido

Los Demodex necesitan expulsar de sus cuerpos, estos ácaros no tienen ano, pero de todos modos tienen que defecar. Así que esos desechos se van guardando hasta su muerte cuando explotan, degradándose en tu cara

Parece que también hay un vínculo entre los síntomas de rosácea y la gran descarga de desechos que ocurre cuando muere un ácaro. «Contiene muchas bacterias y toxinas que causan irritación e inflamación», señala Kavanagh. También puede haber un vínculo con el sistema inmunológico, que normalmente nos protege contra las infecciones. Thoemmes dice que los ácaros se han encontrados con particular abundancia en personas con deficiencias inmunológicas, como el SIDA o el cáncer. «Creo que los ácaros crecen rápidamente porque tienes una respuesta inmunológica a otra cosa», señala Thoemmes. «La rosácea es otra respuesta para eso».

Aún no está claro el tipo de relación que tenemos con nuestros ácaros Demodex, pero no hay duda de que no son parásitos. La relación incluso podría ser comensal. Es decir, que sí se llevan algo de nosotros pero sin que, normalmente, eso cause un daño. Para la mayoría de la gente resultan inofensivos. Y hasta podrían traer beneficios. Por ejemplo, para limpiar la piel muerta de nuestros rostros o comer bacterias dañinas de la piel.

Compañeros de viaje

Aunque hay terapias que matan a los Demodex, no los podemos eliminar para siempre. Vuelven después de seis semanas, sostiene Kavanagh. «Los recogemos de otras personas con las que estamos en contacto, de las sábanas, almohadas, tallas. Hay pruebas fehacientes de que nos los transmitimos entre nosotros». Thoemmes especula que han estado con nosotros «desde que evolucionamos de nuestros ancestros homínidos». Eso significaría que los hemos estado llevando durante 20.000 años.


Estas criaturas microscópicas, aquí vistas en saliendo de los folículos pilosos, son parte del hervidero que microorganismos que conforman el 90% de nuestras células

Quizás los hemos recogido de otros animales. El D. brevis es particularmente semejante a una especie que vive en los perros. Estudiar sus genes también podría decirnos cómo nuestros ancestros migraron o revelar qué poblaciones modernas están más estrechamente relacionadas entre sí. También investigar cómo fue nuestra evolución. Si nos han acompañado tanto tiempo, es posible que hayan generado cambios en nuestros sistemas inmunológicos.

 

 

«Con toda seguridad tienen un efecto sobre nosotros como nosotros sobre ellos», sostiene Thoemmes. «Podríamos tener respuestas inmunitarias para ellos que podrían tener un efecto sobre nuestra salud y sistemas inmunitarios».

Por ahora todo es especulación. En todo caso la historia de los Demodex es un recordatorio de que albergamos una multitud de especies. Algunos, como piojos y pulgas, saltan a bordo ocasionalmente. Otros, como los Demodex y los microorganismos en nuestros intestinos están con nosotros toda la vida. Lo cierto es que poseemos un hervidero de microorganismos que conforman el 90% de nuestras células. Y en todo esto hay una simple lección. Tú no eres simplemente tú. Eres una comunidad andante, un entero ecosistema dentro de un cuerpo.

Fuente: BBC Earth. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Viaje al interior de los insectos

Su reconstrucción en 3D de una Homalodisca vitripennis (cigarrilla de alas cristalinas), una plaga de la vid, acaba de recibir el premio al mejor vídeo científico del año en un certamen internacional en Bélgica

Hace dos años, Javier Alba-Tercedor también ganó el mismo premio por las imágenes que desentrañan a un escarabajo acuático.

Alba-Tercedor, entomólogo de la Universidad de Granada, en España, además de maravillarse por la complejidad de los diminutos organismos invertebrados, se ha vuelto experto y entusiasta de la técnica denominada microtomografía.

Básicamente, consiste en tomar un montón de imágenes de rayos x en un escáner y reconstruir esas imágenes gracias a programas informáticos específicos.

El resultado no sólo es extremadamente útil para la ciencia, también es, según sus propias palabras «muy bonito».

«Cuando uno entra dentro del abdomen de una avispa común, la que forma nidos de papel, es como estar en el interior de una catedral llena de órganos, es realmente impresionante», le dice Alba-Tercedor a BBC Mundo.

«No es que vea el animal como lo veíamos en anatomía clásica, es que yo viajo por dentro del animal», añade el entomólogo, que ha dedicado gran parte de su carrera a la investigación sobre cómo detectar la contaminación de los ríos observando a los pequeños insectos acuáticos.

Disección virtual

Lo que permiten los videos del científico español es analizar por ejemplo algún animal valioso del que queden muy pocas muestras sin tener que destruirlo para diseccionarlo.

«Hago un zoom y entro dentro del cuerpo como quien entra dentro de una habitación, y puedo viajar por el (aparato) digestivo, dar la vuelta, cambiar la perspectiva, y al final voy entendiendo la anatomía de una forma como nunca podíamos haber imaginado», se entusiasma Alba-Tercedor, que también es profesor universitario.

Además, con el aporte de las nuevas tecnologías, una aplicación para dispositivos móviles da la oportunidad a los estudiantes de descargarse los modelos de animales creados en el laboratorio de Alba-Tercedor y hacer una disección portátil sin dañar las muestras.

«Cuando la gente ve mis videos todo el mundo piensa que lo que yo he hecho es una recreación virtual, es decir dibujos animados, y no son, es la realidad absoluta», explica el experto en conversación con BBC Mundo, aunque aclara que los colores no son los reales sino que se asignan según las transparencias de los rayos x.

«Yo suelo poner que lo que tiene menos densidad es de color rojo y lo que tiene más densidad es de color azul», precisa el zoólogo.

La técnica que utiliza Alba-Tercedor «está revolucionando el conocimiento que teníamos de muchos invertebrados».

 

 

En su laboratorio, por ejemplo, pudieron dilucidar por qué algunos coleópteros pueden volar durante las horas de más temperatura –gracias a unas estructuras internas que disipan el calor– cuando otras especies emparentadas sólo pueden hacerlo en los momentos más frescos del día.

Pero la microtomografía también ayudó a identificar la presencia de microalgas en el desierto de Atacama en Chile, el lugar más árido del planeta, descubiertas por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España (CSIC), un hallazgo que puede servir para encontrar la clave que permite la vida en condiciones tan extremas.

Fuente: BBC Mundo y otros. Aportado por Eduardo J. Carletti

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