The ecological crisis from Southeast Asia firsthand explained – Joana Aragay

In October 2015 the world knew, late and wrong, about what would be later classified as the s. XXI biggest ecological crisis. Tropical rainforests and peatland forests of Southeast Asia in Indonesia burned for five long months causing the burn of two million hectares increasing the level of pollutant particles in the air up to 2,000 PSI (levels of more than 300 PSI are considered toxic). Forty-three million people were affected, 500,000 of them suffering respiratory diseases. The biodiversity of this region has been seriously compromised, affecting many endemic and endangered species, including one of the most emblematic and vulnerable primates in the world: orangutans; which only live on the islands of Sumatra and Borneo (Indonesia) of the most affected by the fires.

Because of this environmental crisis, we wanted to talk to Joana Aragay Soler, a biologist currently working in Kalimantan (the Indonesian part of Borneo) with the British NGO OuTrop (The Orangutan Tropical Peatland Project) to explain us what does she do in the association and also concerned by the terrible experience she lives in the summer of 2015. Through some questions we want to understand how did she lived that crisis in first person and get deeper into the reasons that provoked the fires and their ecological and social consequences.

• Hi Joana! How are you? From AYNIB (All You Need Is Biology), we think that your experience as a biologist at OuTrop can be of great interest to our readers. What is your job in the NGO?

Hello, thank you very much for giving me the opportunity to share with you my experience in Borneo.I have two very different roles in OuTrop, but complementary at the same time. That makes my job very diverse and enriching. On the one hand, I am Head of the Biodiversity program (Biodiversity Scientist) and on the other I coordinate the Education program (Education Manager). As a Biodiversity scientist, I coordinate the fieldwork of all biodiversity research projects (other than primates). Outrop research began in 1999 monitoring only the orangutan populations and studying their behavior. A few years later, we began to establish the gibbons and red langurs project. Finally, the arrival of new researchers promoted the development of other projects, such as butterflies, ants, birds, frogs or spiders sampling in order to monitor the status of the forest through quality indicators species. Also we have a project with trap cameras with a motion sensor that allows monitoring elusive spices such as bears or clouded leopards.As the Education manager, I am developing the education project that has just started this year as we believe that a very important part to make conservation is education. For now, we have started to conduct environmental education in schools, but we also have an education project for non-solarized children, which consists on teaching them to read, write, etc., through of nature-related activities.

Environmental workshop made by OuTrop (Photo: Carlota Collazos, OuTrop)

Finally, we also invite local and international schools to spend a few days in the jungle to experience firsthand how scientists work.

• How is your routine work in Borneo ?

My daily routine is very different depending on the project. When I am coordinating the biodiversity projects, I live in the camp OuTrop has in the jungle. Every day in the jungle is different, even when walking through the same transects, you never know what you’ll find: termites eating orangutans, bears perched on trees, oddly shaped insects or acrobats like gibbons swinging above your head.

Tropical gecko from Borneo rainforest (Photo: Bernat Ripoll Capilla, OuTrop)

When working at the education project I am in the city office in Palangkaraya. There I meet Riethma, an Indonesian girl also part of the education team. With this program the activities, visit schools and conduct workshops for children out of school. When I’m in town I also took time to catch up with the email because we don’t have internet access in the jungle.

• What experience from your work as a biologist would you highlight?

There are many exciting aspects of my job and even more when you work immersed in a culture different from yours. Living surrounded by jungle and being constant contact with nature is a privilege, especially in the area of Borneo where we work. Sabangau, is the largest south of Borneo rainforest and contains the largest orangutan population in the world (about 7,000 individuals). Investigating the biodiversity of these forests and working with local people to protect these habitats is very professionally satisfying.

Aerial view of the Borneo rainforest (Photo: Bernat Ripoll Capilla, OuTrop).

• Now that we can imagine your routine, we would love you to share with us your vision of the fire of 2015. How you lived on a professional and personal level? 

First of all let’s get in situation. From June to October 2015, more than 125,000 fires broke out in Indonesia burning more than two million hectares (which would represent 2/3 of the Catalonia surface or three million football fields). Kalimantan, the Indonesian part of Borneo suffered the worst effects, at all levels: ecological, economic and social. There was so much smoke that some days he saw nothing more than 20 meters away. Fires and the effects of the smoke affected everything: the airport, shops and schools closed during several weeks; agriculture losses were enormous; thousands of people have had or will have health problems in the medium or long term; ecological damage is of unimaginable dimensions and still needs to be evaluated. The fires emitted 1.6 billion tons of carbon into the atmosphere (equivalent to the Spain, Germany, United Kingdom and France together annual carbon emissions sum), substantially contributing to climate change.

Fire extinguishing works (Photo: Bernat Ripoll Capilla, OuTrop).

Those were difficult and emotionally intense months. Many research projects of the NGO were reduced to a minimum in order to devote every effort to firefighting.Personally, I decided to leave Kalimantan during a few days because I felt that my health was compromised. I spent the days conducting divulgation, awareness and seeking fundraising to subsidize equipment for firefighting. Thanks to the collaboration of many people and organizations we were able to buy a lot of stuff: water pumps, hoses, masks, etc. that we deliver to different firefighting teams and communities. We also try to visualize the problem, contacting media to give impact to the problem.

• Were those arson or natural fires? Which were the causes? 

The fires were arson. Most started to thin out land and associated with the economic development of the region for requalify land to plant monocultures (mainly palm oil). During the dry season there are usually many fires but this year, due to El Niño, they were intensified. It’s a combination of factors, there’s not a single reason that explains the problem. We have to look back to understand the complexity of the problem and the vulnerability of ecosystems. Over the past 20 years, in the lowlands of Borneo thousands of channels were built, both for timber production and the agriculture development. Normally, tropical peatlands do not burn because they are like sponges that hold moisture but the channels disturbed the natural hydrology of tropical peatlands, draining the water into the rivers and disturbing the natural water levels on the ground; which caused the augmentation of fire risk.

Tropical rainforest devastated by fires (Photo: Bernat Ripoll Capilla, OuTrop).

Another structural problem is the lack of resources to fight the fires, there were so many that fire men were overwhelmed, and didn’t have the necessary resources to put them off.

• What were the ecological consequences?

The ecological consequences were terrible and will take years to quantify: it was estimated that nearly a million hectares of forest were lost and consequently the species that inhabit it. The fire increased pressure on primary forests and endangered species such as orangutans. The fire also burned forest areas where the greatest orangutan populations remain, and these are expected to experience a substantial decrease in the coming years.

Aerial view of Borneo’s fires (Photo: OuTrop).

The peatland forests, though little known, are one of the most important ecosystems in the planet. They represent only 3% of the world forest area, acting as carbon reservoirs as they contain a third of the world carbon, and playing an important role in preventing global warming. Its biodiversity is huge and contains several iconic and endangered species such as the Southern Borneo gibbon, orangutans, clouded leopards or Storm’s storks.

• What about the social consequences? How did the fires affected the Borneo people?

One of the most immediate effects suffered was due to smoke. During September and October it was recommended to wear charcoal filtered masks 24 hours a day, but these masks were only found in some local within big cities and were very expensive. Most people wore only paper masks that were not able to filter smoke particles, they only minimized the risk perception. Many people got sick and the health consequences in the long term are unpredictable. Indonesia will have to face economic losses of about 30 billion dollars.

Smoke generated by fires in Borneo (Photo: Bernat Ripoll Capilla, OuTrop).

The loss of environmental resources is implicitly linked to the local economy. Many communities depend on the services that ecosystems provide. If the forest disappears resources that keep many families are also put at risk.

• Why do you think foreign media reacted so late?

The international media reacted slowly and the truth is that the Spanish and Catalan hardly mentioned the problem. From OuTrop, we send press releases and some were published, but the media exceptionally reports environmental issues and when they do it is always secondarily. Day after day we read irrelevant news published in national newspapers, while in Indonesia we were living one of the most important ecological and social crisis of recent decades. We cannot ignore that the media reports on what “sells” and not on what is really happening.

•  How could we prevent this disaster never happen again?

Legislation and land management are key elements to prevent that forest areas are easily converted into farmland items. The hydrology of disturbed areas should also have to be restored. Population awareness, sustainable development and especially informing and educating people are basic to understand that the use of the slash and burn method is very dangerous and harmful to everybody.

• Now that you have returned a few months ago the rains, do you think that the environment can recover? Were you able to go to the countryside to meet the affected area?

Now that the fires are extinguished we have begun monitoring the primates populations and mapping the burned area. We don’t know how the fire consequences as it will take years to manifest. In OuTrop we are developing research projects associated with burned areas, that will provide answers in the future; patience is the mother of science, they say.

We have also stepped up efforts in reforestation programs, starting to replant trees in burned areas. We are doing various experiments to discover the best way to accelerate forest regeneration in these areas.

Young orangutan in Borneo (Photo: Bernat Ripoll Capilla, OuTrop).

But most of all we hope that this experience has make people react and disasters like this won’t be repeated. Prevention is the best answer, but … we must be prepared!

Well Joana, thank you very much for sharing this experience and helping us to understand the origins of the Southeast Asia fires phenomenon. Hopefully your work, along with others foundations working there, will prevent the reoccurrence of disasters like this and that the population is increasingly aware of the effects of burning forest.

Joana leaves us some links with photos and a documentary for those who want to go in depth into the subject:

Daisies: they love me or love me not?

Daisy flowers (Compositae or Asteraceae family) are one of the most complex and evolutionated flowers in the world. In this article, we’ll pick off all the petals from the daisy flowers to understand how this special organ works.

THE ASTERACEAE OR COMPOSITAE: WHO ARE THEY?

The Asteraceae family is the largest family of flowering plants and one of the most worldwide distributed. There are about 25,000 species distributed in 1,100 genera, representing 10% of all plant species currently on earth  and they have a cosmopolitan distribution except the Antarctica.

Many Asteraceae are used on our daily routine. For example there are members of this family in our diet, such as lettuce (Lactuca sativa), chicory or escarole (Cichorium endivia), artichoke (Cynara scolymus) and sunflower (Helianthus annus). Also many species are used in traditional medicine as chamomile (Chamomilla recutita), echinacea (Echinaceae purpurea), dandelion (Taraxacum officinale) or arnica (Arnica montana). They are also many Asteraceae species with horticultural importance, like daisies (Bellis perennis for example, but other species are called so), chrysanthemums (Leucanthemum sp.), marigolds (Calendula sp.) or Dahlias (Dahlia sp.).

Asteraceae species with different uses. A. Dahlia sp., b. Gira-sol (Helianthus annus), c. Arnica montana, d. Echinacea purpurea.

THE CAPITULA

The flower of the Asteraceae species is called capitula and is not a typical flower because it is formed by several flowers grouped together to form a single flower-like structure to attract pollinators. This cluster of flowers imitating a simple flower is called inflorescence. Most Asteraceae present more than one capitula per branch and the way they are organized is structured in a special order. We can found capitulum structured in corimbes or racemes, for example. This structure arranging inflorescences is called a synflorescence.

Normally capitula contain two kinds of flowers: the ray or ligulate flowers and the disc flowers. All have five fused petals.

Ray flower (A), disc flower (B) and schema of the flowers organization in a typical Asteraceae capitula (C), extracted from Greenish (1920).

Ray flowers are usually female flowers, with two connate carpels in an inferior ovary. Their petals are zygomorphic (asymmetrical) and are characterised by the presence of a ligule, a part remembering the typical petal that we pluck off the daisy when playing the game.

Disc flowers are usually hermaphrodites and have a less showy actinomorphic (symmetric) tubular corolla. Disc flowers are in the center of the capitulum looking like small buttons.

The capitula described are the most common in Asteraceae, called heterogamous. The heterogamous capitula can be radiated, as the typical daisy or disciform when only have disc flowers, but the outermost flowers have a long filaments similars to ray flowers, such as in Centaurea sp.

 

Heterogamous disciform capitula of Centaurea deusta in Croacia.

The homogamous capitula have a single type of flower, always hermaphroditic. The discoid homogamous capitula have only disc flowers, like thistles.

Discoid homogamous capitula of Cynara cardunculus.

The ligulate homogamous capitula have only ray flowers, like chicory (Cichorium intybus).

Ligulate homogamous capitula of Cichorium intybus.

CAPITULA ADAPTATIONS

One of the most striking adaptations of the capitulum is that their flowers have different maturation times to avoid self-pollination. The flowers mature centripetally, from the outside in. That’s why we see the disk with o darker color on the inside.

Capitulum of Pericallis echinata, a Canarian endemic, where we can see the diferent degrees of disc flowers maduration.

The secondary pollen presentation is another capitulum adaptation, which is not exclusive from this family but a diagnostic character. The process makes that matured pollen is presented to the pollinators in a different structure from the anthers, the stigma of the pistil, in this case. The secondary pollen presentation occurs by a special adaptation of the anthers, that are fused (syngeneic stamens) forming a tube around the style. Thus, when the mature style is extended through this tube, pollen grains stick making pollen available to pollinators when the stigma reach the outside. This can actually happen because main Asteraceae flowers are proterandrous, i.e. the stamens mature before the style.

Secondary pollen presentation schema (Funk et al., 2009).

This capitulum basic structure has many variations creating many different capitula types. Although most species of Asteraceae are monoecious (we can found hermaphroditic flowers in the same individual) there are dioecious genus, like Baccharis, a genus from tropical South America, which have male and female individuals separately.

Female (left) and male (right) individuals of the dioecious Baccharis sp.

Very rarely, capitula have only a single flower, as in the case of Echinops, where single flowers are grouped in spherical capitula of second order.

Solitary flowers clustered in a second order capitulum of Echinops ritro.

There are another examples of secondary order capitulum, like the famous Edelweiss flower (Leontopodium alpinum). The edelweis flower is particularly interesting because it has densely hairy bracts (with many trichomes) around its discoid capitula acting as white “false” petals and reflecting the high radiation of the high mountains where they live.

Seconsary order capitula of edelweiss (Leontopodium alpinum).

Rarely, capitulum are found alone at the stems apex, not forming synflorescences. This is the case of sunflowers (Helianthus annuus) or Wunderlichia, one of the smallest genus of Asteraceae with six endemic species from Brazil with a really awkward look because of its tomentous indumentum and the lack of leaves when bloom.

Solitary capitulum of Wunderlichia mirabilis in Brazil.

Capitulum pollination is usually made by insects, especially butterflies, which are attracted by the petals color and the nectar, their sweet reward.

The fruit, which is called achene or cypsela in Asteraceae, is formed once the flowers have been fertilized. The cypselae are easy to recognize because many have appendices that look like bristles, awns or scales called pappus acting in wind dispersal.

Diversity of cypselae and pappus found in Asteraceae (Funk et al., 2005).

Now, we can maybe better understand why we can pluck a daisy striping a petals, each from a unique ray flower in the capitulum or why do we blow out so many seeds when we make a wish on a single dandelion flower.

 REFERENCES

• Font Quer P (1953). Diccionario de Botánica. Ed. Labor.
• Funk VA, Bayer RJ, Keeley S, Chan R, Watson L, Emeinholzer B, Schilling E, Panero JL., Baldwin BG, Garcia-Jacas N, Susanna A & Jansen RK (2005). Everywhere but antarctica: using a supertree to understand the diversity and distribution of the Compositae. Biologiske skrifter 55: 343-374.
• Funk VA, Susanna A, Stuessy TF & Bayer RJ (2009). Systematics, evolution, and biogeography of Compositae. International association for plant taxonomy, Vienna, Austria.
• Kadereit JW & Jeffrey C. (2007). The families and genera of vascular plants, vol. 8, Flowering Plants. Eudicots. Asterales. Springer, Berlin.

La flor de les margarides: en tenen o no en tenen?

D’entre tots els tipus de flors que existeixen una de les més complexes i evolucionades és la flor de la família de les margarides (Compostes o Asteraceae), anomenada capítol. En aquest article desfullarem les margarides per entendre com funciona aquest òrgan tan especial.

QUÈ SÓN LES COMPOSTES O ASTERACEAE?

Les Asteraceae és la família d’angiospermes actual més nombrosa i una de les més cosmopolita. N’existeixen al voltant de 25.000 espècies distribuïdes en 1.100 gèneres, el que representa un 10% de totes les espècies de plantes que existeixen actualment i es troben distribuïdes a tot el món excepte l’Antàrtida. Moltes asteràcies s’usen de manera quotidiana en la nostra alimentació com per exemple l’enciam (Lactuca sativa), l’endívia o escarola (Cichorium endivia), la carxofa (Cynara scolymus) o el gira-sol (Helianthus annus). També moltes espècies són usades en medicina tradicional com la camamilla (Chamomilla recutita), l’equinàcia (Echinaceae purpurea), el pixallits o dent de lleó (Taraxacum officinale), o l’àrnica (Arnica montana). També són freqüents els usos de les asteràcies en jardineria, com les margarides (per exemple Bellis perennis, però d’altres espècies també se’n diuen), el crisantem (Leucanthemum sp.), les calèndules (Calendula sp.) o les dàlies (Dahlia sp.).

Diversitat d’asteràcies amb usos: a. Dahlia sp., b. Gira-sol (Helianthus annus), c. Arnica montana, d. Echinacea purpurea.

 EL CAPÍTOL

La flor de les asteràcies o capítol no és una flor típica ja que està formada per diverses flors que s’agrupen amb aparença d’una sola estructura per atraure l’atenció dels pol·linitzadors. Aquest conjunt de flors que imita una flor simple s’anomena inflorescència. La gran majoria d’asteràcies presenten més d’un capítol i la forma d’organitzar-se a les tiges també té una estructura concreta com per exemple raïms o corimbes de capítols. Aquesta estructura de segon grau s’anomena sinflorescència.

Normalment el capítol està format per dos tipus de flors: les flors del radi o lígules i les flors del disc o flòsculs. Totes elles són pentàmeres (presenten cinc pètals, tot i que soldats).

Lígula (A), flòscul (B) i esquema de la disposició de les flors en un capítol típic d’una Compositae amb els dos tipus de flors (C), extret de Greenish (1920).

Les flors del radi o lígules solen ser flors femenines, de dos carpels soldats en un ovari ínfer, i presenten una corol·la asimètrica o lígula, que és el que recorda el pètal de la flor típica i el que “desfullaríem” de la margarida.

Les flors del disc o flòsculs solen ser hermafrodites i tenen una corol·la tubular actinomorfa (simètrica) menys vistosa. Són les flors del centre del capítol que formen petits botons.

Els capítols que acabem de descriure són els més habituals i característics de les asteràcies i s’anomenen heterògams. Els capítols heterògams poden ser radiats, com la típica margarida o disciformes, quan només tenen flòsculs, però els més externs tenen uns filaments que poden recordar les lígules, com és el cas de les centàurees (Centaurea sp.).

Capítol heterògam disciforme d’una Centaurea (Centaurea deusta) de Croàcia.

Els capítols homògams només presenten un sol tipus de flors, sempre hermafrodites. Els capítols homògams discoides només presenten flòsculs, no tenen cap flor amb lígula, com són les flors dels cards.

Capítol homògam discoide del card de formatjar (Cynara cardunculus).

Els capítols homògams ligulats només presenten lígules, no tenen cap flor del disc, com són les flors de la xicòria (Cichorium intybus).

Capítol homògam ligulat de la xicòria (Cichorium intybus).

ADAPTACIONS DEL CAPÍTOL

Una de les adaptacions més sorprenents dels capítols és que les flors que el formen tenen una maduració diferenciada en el temps per evitar l’autopol·linització. Les flors maduren de forma centrípeta, de fora cap a dins, per això el disc presenta de vegades una coloració més fosca com més a l’interior.

Capítol de Pericallis echinata, endemisme canari on s’aprecia els diferents graus de maduració de les flors del disc.

Una altra adaptació del capítol, que no és exclusiva d’aquesta família però n’és un caràcter diagnòstic és la presentació secundària del pol·len. És un mecanisme pel qual el pol·len, quan és madur, es presenta al pol·linitzadors en una estructura diferent a les anteres. En el cas de les asteràcies és a l’estigma del pistil. El procés es produeix gràcies a una adaptació especial de les anteres que es troben soldades (estams singenèsics) formant un tub al voltant de l’estil. Així, quan l’estil madura, s’allarga a través d’aquest tub i els grans de pol·len queden enganxats a l’estigma i queden a disposició dels pol·linitzadors quan aquest es presenta a l’exterior. Això només es pot produir perquè les flors són proterandres, és a dir, els estams maduren abans que l’estil.

Esquema que il·lustra el mecanisme de la presentació secundària del pol·len a l’estigma en les Asteraceae. Extret de Funk et al., 2009.

Aquesta estructura bàsica té moltes variacions i trobem capítols sorprenentment diferents.

Tot i que la majoria d’espècies d’asteràcies són monoiques (presenten flors hermafrodites en el mateix individu), trobem gèneres dioics, com Baccharis, un gènere de les zones tropicals de Sud Amèrica, que presenta individus exclusivament amb flors femenines i individus exclusivament amb flors masculines.

Peu femení (esquerra) i masculí (dreta) de Baccharis sp., gènere dioic del continent americà.

Molt rarament, els capítols només tenen una sola flor, com és el cas del d’Echinops, en el que les flors solitàries s’agrupen en capítols esfèrics de segon grau.

Flors solitàries agrupades en un capítol de segon grau de Echinops ritro.

Existeixen altres casos d’agrupaments de capítols en capítols de segon grau (sincefàlia), per exemple en el cas del edelweiss o flor de neu (Leontopodium alpinum). El capítol de la flor de neu és especialment vistós ja que tot i que és discoide, presenta unes bràctees densament tomentoses (amb molts tricomes), el que els confereix una coloració blanca, adaptació adquirida per reflectir les altes radiacions de l’alta muntanya on viu i alhora actuen com a falsos pètals.

Capítols agregats de la flor de neu (Leontopodium alpinum).

 Molt poques vegades, els capítols es presenten de forma solitària a l’àpex de les tiges i no formen sinflorescències, com és el cas del gira-sol (Helianthus annus) o el gènere Wunderlichia, un dels més petits de la família, endèmic del Brasil, amb aspecte d’arbre tomentós fantasmagòric, ja que perd les seves fulles en florir.

Capítol solitari de Wunderlichia mirabilis al Brasil.

La pol·linització dels capítols normalment es produeix per insectes, sobretot papallones, que se senten atretes per la coloració dels pètals i per la recompensa ensucrada que és el nèctar.

Un cop les flors han estat fertilitzades per un pol·linitzador es forma la cipsel·la o fruit de les compostes. Són molt fàcils de reconèixer perquè molt sovint presenten una sèrie d’apèndixs en forma de pèl, esquames o punxes anomenats papus o vil·là, que faciliten la seva dispersió pel vent.

Diversitat d’aquenis i papus característics de les Compositae (extret de Funk et al., 2005).

Així ara ja podrem entendre perquè podem “desfullar” una margarida estirant cada un dels pètals que formen les flors ligulades del seu capítol o perquè quan bufem els angelets surten tantes llavors d’una sola flor.

 REFERÈNCIES

• Font Quer P (1953). Diccionario de Botánica. Ed. Labor.
• Funk VA, Bayer RJ, Keeley S, Chan R, Watson L, Emeinholzer B, Schilling E, Panero JL., Baldwin BG, Garcia-Jacas N, Susanna A & Jansen RK (2005). Everywhere but antarctica: using a supertree to understand the diversity and distribution of the Compositae. Biologiske skrifter 55: 343-374.
• Funk VA, Susanna A, Stuessy TF & Bayer RJ (2009). Systematics, evolution, and biogeography of Compositae. International association for plant taxonomy, Vienna, Austria.
• Kadereit JW & Jeffrey C. (2007). The families and genera of vascular plants, vol. 8, Flowering Plants. Eudicots. Asterales. Springer, Berlin.

La flor de las margaritas: ¿tienen o no tienen?

De entre todos los tipos de flores que existen una de las más complejas y evolucionadas es la flor de la familia de las margaritas (Compuestas o Asteraceae), llamada capítulo. En este artículo deshojaremos las margaritas para entender cómo funciona este órgano tan especial.

¿QUE SON LAS COMPUESTAS O ASTERACEAE?

Las Asteraceae es la familia de angiospermas actual más numerosa y una de las más cosmopolita. Existen alrededor de 25.000 especies distribuidas en 1.100 géneros, lo que representa un 10% de todas las especies de plantas que existen actualmente y se encuentran distribuidas por todo el mundo excepto la Antártida.

Muchas asteráceas se usan de manera cotidiana en nuestra alimentación como por ejemplo la lechuga (Lactuca sativa), la endibia o escarola (Cichorium endivia), la alcachofa (Cynara scolymus) o el girasol (Helianthus annus). También muchas especies son usadas en la medicina tradicional como la manzanilla (Chamomilla recutita), la equinácea (Echinaceae purpurea), el diente de león (Taraxacum officinale), o el árnica (Arnica montana). También son frecuentes los usos de las asteráceas en jardinería, como las margaritas (por ejemplo Bellis perennis, pero otras especies también se llaman así), el crisantemo (Leucanthemum sp.), las caléndulas (Calendula sp.) o las dalias (Dahlia sp.).

Diversidad de asteráceas con usos: a. Dahlia sp., b. Gira-sol (Helianthus annus), c. Arnica montana, d. Echinacea purpurea.

 EL CAPÍTULO

La flor de las asteráceas o capítulo no es una flor típica ya que está formada por varias flores que se agrupan con apariencia de una sola estructura para atraer la atención de los polinizadores. Este conjunto de flores que imita una flor simple se denomina inflorescencia. La gran mayoría de asteráceas presentan más de un capítulo y la forma de organizarse en las ramas también tiene una estructura concreta como por ejemplo racimos o corimbos de capítulos. Esta estructura de segundo grado se denomina sinflorescencia.

Normalmente el capítulo está formado por dos tipos de flores: las flores del radio o lígulas y las flores del disco o flósculos. Todas ellas son pentámeras (presentan cinco pétalos, aunque soldados).

Lígula (A), flósculo (B) y esquema de la disposición de las flores en un capítulo típico de una Compositae con los dos tipos de flores (C), extraído de Greenish (1920).

Las flores del radio o lígulas suelen ser flores femeninas, de dos carpelos soldados en un ovario ínfero, y presentan una corola asimétrica o lígula, que es lo que recuerda al pétalo de la flor típica y lo que “deshojaríamos” de la margarita.

Las flores del disco o flósculos suelen ser hermafroditas y tienen una corola tubular actinomorfa (simétrica) menos vistosa. Son las flores del centro del capítulo que forman pequeños botones.

Los capítulos que acabamos de describir son los más habituales y característicos de las asteráceas y se denominan heterógamos. Los capítulos heterógamos pueden ser radiados, como la típica margarita o disciformes, cuando sólo tienen flósculos, pero los más externos tienen unos filamentos que recuerdan las lígulas, como es el caso de las Centaurea (Centaurea sp.).

Capítulo heterógamo disciforme de una Centaurea (Centaurea deusta) de Croácia.

Los capítulos homógamos sólo presentan un único tipo de flores, siempre hermafroditas. Los capítulos homógamos discoides sólo tienen flósculos, no tienen ningún flor con lígula, como los cardos.

Capítulo homógam discoide del cardo  (Cynara cardunculus).

Los capítulos homógamos ligulados sólo presentan lígulas, no tienen ninguna flor del disco, como la achicoria (Cichorium intybus).

Capítulo homógamo ligulado de la achicoria (Cichorium intybus).

 ADAPTACIONES DEL CAPÍTULO

Una de las adaptaciones más sorprendentes de los capítulos es que las flores que lo forman tienen una maduración diferenciada en el tiempo para evitar la autopolinización. Las flores maduran de forma centrípeta, de fuera hacia dentro, por eso el disco presenta a veces una coloración más oscura cuanto más en el interior.

Capítulo de Pericallis echinata, endemismo canario en el que se puede observar los diferentes grados de maduración de las flores del disco.

Otra adaptación del capítulo, que no es exclusiva de esta familia pero es un carácter diagnóstico es la presentación secundaria del polen. Es un mecanismo por el cual el polen, cuando es maduro, se presenta a los polinizadores en una estructura diferente a las anteras. En el caso de las asteráceas es el estigma del pistilo. El proceso se produce gracias a una adaptación especial de las anteras que se encuentran soldadas (estambres singenésicos) formando un tubo alrededor del estilo. Así, cuando el estilo madura, se alarga a través de este tubo y los granos de polen se pegan al estigma y quedan a disposición de los polinizadores cuando éste se presenta en el exterior. Esto sólo se puede producir porque las flores son proterandras, es decir, los estambres maduran antes que el estilo.

Esquema que ilustra el mecanismo de la presentación secundária del polen en el estigma de las Asteraceae. Extraído de Funk et al., 2009.

Esta estructura básica tiene muchas variaciones y encontramos capítulos sorprendentemente diferentes.

Aunque la mayoría de especies de asteráceas son monoicas (presentan flores hermafroditas en el mismo individuo), encontramos géneros dioicos, como Baccharis, un género de las zonas tropicales de Sur América, que presenta individuos exclusivamente con flores femeninas e individuos exclusivamente con flores masculinas.

Pie femenino (izquierda) y masculino (derecha) de Baccharis sp., género dioico del continente americano.

Muy raramente, los capítulos sólo tienen una única flor, como es el caso de Echinops, en el que las flores solitarias se agrupan en capítulos esféricos de segundo grado.

Flores solitárias agrupadas en un capítulo de segundo grado en Echinops ritro.

Existen otros casos de agrupamientos de capítulos en capítulos de segundo grado (sincefália), por ejemplo en la edelweiss o flor de nieve (Leontopodium alpinum). El capítulo de la flor de nieve es especialmente llamativo ya que aunque es discoide, presenta unas brácteas densamente tomentosas (con muchos tricomas), lo que les confiere una coloración blanca, adaptación adquirida para reflejar las altas radiaciones de la alta montaña donde vive y al mismo tiempo actúan como falsos pétalos.

Capítulos agregados de edelweiss (Leontopodium alpinum).

En pocas ocasiones, los capítulos se presentan de forma solitaria en el ápice de los tallos y no forman sinflorescencias, como en el caso del girasol (Helianthus annus) o el género Wunderlichia, uno de los más pequeños de la familia, endémico del Brasil, con aspecto de árbol tomentoso fantasmagórico, ya que pierde sus hojas al florecer.

Capítulo solitario de Wunderlichia mirabilis en el Brasil.

La polinización de los capítulos normalmente se produce por insectos, sobre todo mariposas, que se sienten atraídas por la coloración de los pétalos y por la recompensa azucarada en forma de néctar.

Una vez las flores han sido fertilizadas por un polinizador se forma la cipsela o fruto de las compuestas. Son muy fáciles de reconocer porque muy a menudo presentan una serie de apéndices en forma de pelo, escamas o espinas llamados papus o vilano, que facilitan su dispersión por el viento.

Diversidad de aquenios y papus característicos de las Asteraceae (extraído de Funk et al., 2005).

 Ahora ya podremos entender porque podemos ” deshojar ” una margarita estirando cada uno de los pétalos que forman las flores liguladas de su capítulo o porque cuando soplamos los vilanos del diente de león salen tantas semillas de una sola flor.

REFERENCIAS

• Font Quer P (1953). Diccionario de Botánica. Ed. Labor.
• Funk VA, Bayer RJ, Keeley S, Chan R, Watson L, Emeinholzer B, Schilling E, Panero JL., Baldwin BG, Garcia-Jacas N, Susanna A & Jansen RK (2005). Everywhere but antarctica: using a supertree to understand the diversity and distribution of the Compositae. Biologiske skrifter 55: 343-374.
• Funk VA, Susanna A, Stuessy TF & Bayer RJ (2009). Systematics, evolution, and biogeography of Compositae. International association for plant taxonomy, Vienna, Austria.
• Kadereit JW & Jeffrey C. (2007). The families and genera of vascular plants, vol. 8, Flowering Plants. Eudicots. Asterales. Springer, Berlin.

 

Alcoholic fermentation of plants through cultures

All cultures around the world have based their diet and culture in plants of their environment. So, each people way of cooking, dressing, building our house, healing or making instruments to create music is related to raw materials available: the plants of our landscape.

If you like this article and think our blog is interesting, you can vote for us for Weblogs Awards 2015 as the best blog of Education and Science. Just click on the following image, check that our blog’s URL appears on the category “Educación y Ciencia” (if not, you can write https://allyouneedisbiology.wordpress.com) and click the button “Votar” (Vote). It’s just a minute and we will thank you so much! Please comment if you have any doubt!

Ethnobotany is the science that studies the cultural uses of vegetation over time and in this post I want to talk about a cultural use of plants spread around the cultures of the world: the production of alcoholic beverages through the process of fermentation and/or distillation of plants sweet juice.

BUT WHAT EXACTLY ARE THESE TWO PROCESSES AND WHY THE DIFFERENCE?

The fermentation process is done by the yeast metabolism that produces energy from sugars. This is the way how these living beings produce their own energy in an anoxygenic environment; for this is called anaerobic metabolism. Other waste products of fermentation are carbon dioxide (CO₂); that’s why we found gas in beers, for example, and of course, alcohol.

Culture plate with yeast Saccharomyces cerevisae (Foto: Wikimedia Comons)

The fermentation has been used to preserve and enhance the flavors of a variety of foods throughout history, such as bread, yogurt, tofu, soy sauce or cheese (which have lost their alcohol).

The main responsible of this type of fermentation in the food industry is Saccharomyces cerevisae, although there are other yeast species and genera able to perform the alcoholic fermentation giving foods its distinctive taste.

The alcoholic distillation process is really distinct from fermentation. Distillation is a chemical process that separates the components of a liquid mixture by a heat source. The different components of a solution are separated in an alembic through evaporation and condensation according to their volatility. In the case of alcoholic beverages, distilled spirits are produced to obtain drinks with more alcohol, from juice of the fermented grain or fruit. For example, the brandy is distilled wine.

Alembic used to ditillate fluids (Foto: barresfotonatura)

So I invite you to take a journey through the world of spirits under this classification… All the continents have come to produce alcohol by this process? What do you think?

FERMENTED BEVERAGES

Among the beverages produced by alcohcolic fermentation in the Mediterranean, the wine is the most famous. Wine is a product of the fermentation of grape juice. The grapes come from vine (Vitis vinifera); a shrub native to the Caucasus and the Middle East that has also been used as a shade plant because it is a plant that climbs easily. There are over 10,000 varieties of grapes used to produce a wide range of wines. The wine art has been exported to other countries around the world with a Mediterranean climate, and therefore which can easily grow grapes, such as California, Chile, South Africa and Australia. The alcohol content of wine ranges from 10º to 14º.

To produce cava or champagne the sugars left in the wine bottle undergo a second fermentation (brut nature champagne). If sugars not coming from grapes are added to trigger this process then we are talking about brut or extra brut champagne. Then, yeast will begin the alcoholic fermentation again, producing dioxide carbonide and thus generating this drink typical bubbles.

Grape from Macabeu variety (Foto: barresfotonatura)

Another highly consumed beverage worldwide resulting from the metabolism of the yeast is beer, which is produced from the fermentation of barley (Hordeum vulgare) and finally adding hops (Humulus lupulus), which provides bitterness. The beer can be drunk hot or cold and its alcohol content varies from 2.5º to 11º. Currently, many different brands of beer mix different cereals in their fabrication (such as maize and rice) but do not be deceived, the original is made just with barley!

Female cones from hop plant (Cannabaceae) used to bitter beer and also to facilitate its conservation (Foto: Wikimedia Comons)

If we travel a little more further, exotic flavors of the east can also get drunk. Japan came to produce alcohol from rice (Oryza sativa), the most consumed cereal in Asia. It’s sake, an alcoholic beverage from 14º to 20º degrees that you can also drink hot or cold.

Rice crop field (Foto: barresfotonatura)

In Mexico we can also found a fermented drink that comes from a native plant. It is the mescal, obtained from Agave tequilana a native agave in Mexico. In this case the juice that originates the drink doesn’t come from the fruit, but from the base of its succulent leaves (called piña) containing a high concentration of sugars. The mescal is one of the alcoholic beverages with more alcohol (55º). The process of distillation of the mescal produces the popular tequila, which has an alcohol content of 37º to 45º. The fermentation of the agave to make pulque or mescal was already known by the Mexica but the distillation process did not occur until the arrival of the Spanish colonizers and its alembics in the S. XVI.

Agave tequilana crop field and “piñas” from where sweet juice is extracted to make the fermantated beverage (Foto: barresfotonatura)

DISTILLATED BEVERAGES

Going back to the Old World, in the cold and continental lands of Europe, people have also arrived to ​​distillate the fermented juice of some plant found in the environment to produce an alcoholic beverage. In this case, I’m talking about vodka, a distillate of wheat (Tricticum sativum) or rye (Secale cereale) that can also be made from potato (Solanum tuberosum), one of the easiest and cheapest crop in cold. The graduation is quite high, up to 45 degrees.

Moreover the islands of Ireland and Scotland, came to distill the juice of barley (Hordeum vulgare), to produce whiskey; with more than 40º.

Barley (Hordeum vulgare) crop field (Foto: barresfotonatura)

In the Caribbean and especially Cuba, there is a distillate with a completely different origin, rum, obtained from sugar cane (Saccharum officinarum). The history of this drink involves invasions, slavery and has no relationship with native plants, but rather with colonial history. Sugar cane is a plant of the family Poaceae (grasses) native to New Guinea and India. It was exported to the Caribbean islands by Spanish colonists in the sixteenth century because its cultivation in tropical climates allowed high performance. Its production was only supported by the exploitation of Africans slaves. The rum has37º to 43º alcohol degrees. The Brazilian version of the rum is cachaça, obtained from the same process as rum.

Sugar cane (Saccharum officinarum) crop field (Foto: barresfotonatura)

We have travelled to America, Europe and Asia through its fermented alcoholic culture…Somebody knows the same culture in Africa or Oceania?

REFERENCES

• Herbert Howell C & Raven PH (2009). Flora mirabilis. How have shaped world knowledge, health, welth and beauty. National Geographic and Missouri Botanical Garden.
• Hough SJ (2001). Biotecnología de la cerveza y de la malta. Acribia, Zaragoza.
• Parthasarathy N (1948). Origin of Noble Sugar-Canes (Saccharum officinarum). Nature 161: 608-608.
• Robinson J, Harding J, Vouillamoz J (2012). Wine Grapes – A complete guide to 1,368 vine varieties, including their origins and flavours. Allen Lane, UK.

If you like this article and think our blog is interesting, you can vote for us for Weblogs Awards 2015 as the best blog of Education and Science. Just click on the following image, check that our blog’s URL appears on the category “Educación y Ciencia” (if not, you can write https://allyouneedisbiology.wordpress.com) and click the button “Votar” (Vote). It’s just a minute and we will thank you so much! Please comment if you have any doubt!

La fermentación alcohólica de las plantas a través de las culturas

Todas las culturas del mundo han basado su alimentación y cultura en las plantas de su entorno. Así pues, la forma que cada pueblo tiene de cocinar, vestirse, fabricarse la casa, curarse o fabricar instrumentos para crear su música está relacionada con la materia prima de la que se disponía: las plantas de su paisaje.

Si te gusta este artículo y crees que nuestro blog es útil, te pedimos por favor tu voto en los Premios Bitácoras 2015 como el mejor blog de Educación y Ciencia. Pincha en la imagen siguiente, entra con tu cuenta de Facebook o Twitter, escribe la URL del blog en la categoría “Educación y Ciencia” y pulsa enter. ¡en sólo 30 segundos nos ayudarás a divulgar más ciencia! Por favor, deja un comentario para cualquier duda. 

La etnobotánica es la ciencia que tiene como objetivo estudiar los usos culturales de la vegetación a lo largo del tiempo y en este post nos hemos querido detener en un uso cultural de las plantas bien extendido y celebrado hasta hoy en día: la producción de bebidas alcohólicas mediante el proceso de la fermentación alcohólica y/o destilación del jugo azucarado procedente de plantas.

¿PERO EXACTAMENTE QUE SON ESTOS DOS PROCESOS Y QUÉ LOS DIFERENCIA?

La fermentación alcohólica es un proceso metabólico realizado por levaduras para producir energía a partir de azúcares. Es la manera que tienen estos organismos de producir su propia energía en un ambiente sin oxígeno; por eso se le llama metabolismo anaeróbico. Los otros productos de desecho de la fermentación alcohólica son el dióxido de carbono (CO₂); por eso encontramos gas en la cerveza, por ejemplo, y por supuesto, el alcohol.

Placa de cultivo con la levadura Saccharomyces cerevisae (Fuente: Wikimedia Comons)

La fermentación alcohólica se ha utilizado para conservar y enriquecer los sabores de gran variedad de alimentos a lo largo de la historia, como el pan, el yogur, el tofu, la salsa de soja o el queso (en los que se pierde el alcohol).

La levadura más común responsable de este tipo de fermentación en la industria alimentaria es Saccharomyces cerevisae, aunque hay otras especies y géneros de levaduras que pueden realizarla y que dan un sabor diferenciado.

El proceso de destilación alcohólica no tiene nada que ver con la fermentación. La destilación es un proceso químico artificial, que separa los componentes de una mezcla líquida mediante una fuente de calor. A través de la evaporación y condensación de la mezcla en un alambique se consigue separar los diferentes componentes de la solución según su volatilidad. En el caso de las bebidas alcohólicas, la destilación se utiliza para obtener aguardientes, bebidas con más graduación alcohólica, a partir del jugo de cereales o frutas fermentado. Por ejemplo el brandy, es el destilado del vino.

Alambique para hacer la destilación de fluidos (Fuente: barresfotonatura)

Así, os invito a hacer un viaje a través de las bebidas alcohólicas del mundo bajo esta clasificación. ¿Todos los continentes han llegado a producir bebidas alcohólicas? ¿Qué opinas?

FERMENTADOS

Dentro de los productos fermentados, la bebida alcohólica más extendida en el Mediterráneo, icono de nuestra cultura, es el vino. El vino es el producto de la fermentación del zumo de uva o mosto. La uva proviene de la planta de la vid o parra (Vitis vinifera); un arbusto originario del Cáucaso y Oriente Próximo que también se ha utilizado como planta de sombra ya que es una planta trepadora que emparra muy fácilmente. Existen más de 10.000 variedades de uva que se utilizan para producir la amplia gama de vinos que encontramos en el mercado. El arte de la viticultura se ha exportado a otros países con clima mediterráneo de todo el mundo, y que por tanto pueden producir vino fácilmente, como son California, Chile, Sudáfrica y Australia. La graduación alcohólica del vino de 10º hasta 14º.

Para producir cava o champagne se deja que se produzca una segunda fermentación de los azúcares que han quedado en la botella de vino (si se trata del tipo brut nature) o bien se añaden azúcares que no son de la uva (tipo brut o extra brut). Con estos azúcares, la levadura vuelve a realizar la fermentación alcohólica, desprendiendo de nuevo dióxido de carbonio y produciendo así las típicas burbujas de esta bebida.

Uva de la variedad Macabeu (Fuente: barresfotonatura)

Otra bebida alcohólica muy consumida en todo el mundo resultante del metabolismo de la levadura es la cerveza, que se produce a partir de la fermentación de la cebada (Hordeum vulgare) y después se le añade lúpulo (Humulus lupulus), que le proporciona amargor. La cerveza se puede consumir fría o caliente y tiene una graduación de 2,5º a 11º. Actualmente muchas marcas de cerveza mezclan diferentes cereales (como el maíz y el arroz) con la cebada pero que no os engañen, ¡la original lleva sólo cebada!

Estrobilos femeninos de lúpulo (Cannabaceae) utilizados para dar el característico amargor a la cerveza, los cuales también ayudan a su conservación (Fuente: Wikimedia Comons)

Si nos alejamos un poco más, los aromas exóticos de Oriente también nos podemos embriagar. En Japón llegaron a producir alcohol del arroz (Oryza sativa), el cereal más consumido en Asia. Se trata del sake, una bebida alcohólica de 14º a 20º grados, que se puede beber fría o caliente.

Campo de arroz (Fuente: barresfotonatura)

En México también encontramos una bebida fermentada que proviene de una planta autóctona. Se trata del mezcal, que se obtiene del Agave tequilana, una pita nativa de México. En este caso el jugo que da lugar a la bebida alcohólica no viene del fruto sino la base suculenta de las hojas, a la que llaman piña y que contiene una elevada concentración de azúcares. El mezcal es de las bebidas alcohólicas con más graduación (55º). Del proceso de destilación del mezcal se obtiene el popular tequila, que tiene una graduación menor (de 37º a 45º). El proceso de fermentación del agave para hacer mezcal o pulque ya era conocido por los mexicas pero el proceso de destilación no se produjo hasta la llegada de los colonizadores españoles y sus alambiques el S. XVI.

Campo de Agave tequilana y las piñas e dónde de extrae el zumo dulce para fermentar (Fuente: barresfotonatura)

DESTILADOS

Volviendo al Viejo Mundo, en las tierras más frías y continentales de Europa se llegó a la idea de destilar el jugo azucarado y fermentado de alguna planta del entorno para producir una bebida alcohólica. En este caso estoy hablando del vodka, un destilado del trigo (Tricticum sativum) o el centeno (Secale cereale) aunque también se puede hacer a partir de patata (Solanum tuberosum), uno de los cultivos más fáciles y baratos de producir en ambientes fríos. Su graduación es bastante elevada, de hasta 45º.

En las islas de Irlanda y Escocia, se llegó a destilar el jugo de un cereal, la cebada (Hordeum vulgare), para producir whisky; bebida alcohólica de más de 40º.

Campo de cebada (Hordeum vulgare; fuente: barresfotonatura)

En el Caribe y sobre todo en Cuba, se produce un destilado con un origen completamente diferente, el ron, que se obtiene a partir de la caña de azúcar (Saccharum officinarum). La historia de esta bebida implica invasiones, esclavitud y no tiene que ver con el aprovechamiento de las plantas nativas, sino más bien con la historia colonial. La caña de azúcar es una planta de la familia de las Poaceae (gramíneas) originaria de Nueva Guinea y la India. Fue exportada a las islas del Caribe por los colonizadores españoles en el S. XVI ya que su cultivo en climas tropicales permitía un alto rendimiento. Su producción sólo pudo ser soportada por la explotación y esclavización de africanos. El ron tiene de 37º a 43º de alcohol. La versión brasileña del ron es la cachaça, que se obtiene del mismo proceso que el ron.

Campo de caña de azúcar (Saccharum officinarum; fuente: barresfotonatura)

Hemos pasado por América, Europa y Asia a través de su cultura alcohólica. ¿Alguien conoce alguna bebida fermentada de África u Oceanía?

REFERENCIAS

1. Herbert Howell C & Raven PH (2009). Flora mirabilis. How have shaped world knowledge, health, welth and beauty. National Geographic and Missouri Botanical Garden.
2. Hough SJ (2001). Biotecnología de la cerveza y de la malta. Acribia, Zaragoza.
3. Parthasarathy N (1948). Origin of Noble Sugar-Canes (Saccharum officinarum). Nature 161: 608-608.
4. Robinson J, Harding J, Vouillamoz J (2012). Wine Grapes – A complete guide to 1,368 vine varieties, including their origins and flavours. Allen Lane, UK.

Si te gusta este artículo y crees que nuestro blog es útil, te pedimos por favor tu voto en los Premios Bitácoras 2015 como el mejor blog de Educación y Ciencia. Pincha en la imagen siguiente, entra con tu cuenta de Facebook o Twitter, escribe la URL del blog en la categoría “Educación y Ciencia” y pulsa enter. ¡en sólo 30 segundos nos ayudarás a divulgar más ciencia! Por favor, deja un comentario para cualquier duda. 

La fermentació alcohòlica de les plantes a través de les cultures

Totes les cultures arreu del món han basat la seva alimentació i cultura en les plantes del seu entorn. Així doncs, la manera que cada poble té de cuinar, vestir-se, fabricar-se la casa, curar-se o fabricar instruments per crear la seva música està relacionada amb la matèria primera de la qual es disposava: les plantes del seu paisatge.

Si t’agrada aquest article i creus que el nostre blog és útil, et demanem per favor teu vot en els Premis Bitácoras 2015 com el millor bloc d’Educació i Ciència. Clica la imatge següent, entra amb el teu compte de Facebook o Twitter, escriu la URL del blog en la categoria “Educació i Ciència” i prem enter. En només 30 segons ens ajudaràs a divulgar més ciència! Si us plau, deixa un comentari per a qualsevol dubte.

L’etnobotànica és la ciència que té com a objectiu estudiar els usos culturals de la vegetació al llarg del temps i en aquest post ens hem volgut aturar en un ús cultural de les plantes ben estès i celebrat fins avui en dia: la producció de begudes alcohòliques mitjançant el procés de la fermentació alcohòlica i/o destil·lació de suc ensucrat procedent de plantes.

PERÒ EXACTAMENT QUÈ SÓN AQUESTS DOS PROCESSOS I QUÈ ELS DIFERENCIA?

La fermentació alcohòlica és un procés metabòlic realitzat per llevats per produir energia a partir de sucres. És la manera que tenen aquests organismes de produir la seva pròpia energia en un ambient sense oxigen; per això se’n diu metabolisme anaeròbic. Els altres productes de rebuig de la fermentació alcohòlica són el diòxid de carboni (CO₂); per això trobem gas a la cervesa, per exemple, i és clar, l’alcohol.

Placa de cultiu amb el llevat Saccharomyces cerevisae (Font: Wikimedia Comons)

La fermentació alcohòlica s’ha utilitzat per conservar i enriquir els sabors de gran varietat d’aliments al llarg de la història, com el pa, el iogurt, el tofu, la salsa de soja o el formatge (en els quals es perd l’alcohol).

El principal llevat responsable d’aquest tipus de fermentació en la indústria alimentària és Saccharomyces cerevisae, tot i que n’hi ha d’altres espècies i gèneres de llevats que poden realitzar-la i que donen un gust diferenciat.

El procés de destil·lació alcohòlica no té res a veure amb la fermentació. La destil·lació és un procés químic artificial, que separa els components d’una mescla líquida mitjançant una font de calor. A través de l’evaporació i condensació de la mescla en un alambí s’aconsegueix separar els diferents components de la solució segons la seva volatilitat. En el cas de les begudes alcohòliques, la destil·lació s’utilitza per obtenir aiguardents, begudes amb més graduació alcohòlica, a partir del suc de cereals o fruites fermentat. Per exemple el brandi, és el destil·lat del vi.

Alambí per fer destil·lació de fluïds (Font: barresfotonatura)

Així, us convido a fer un viatge a través de les begudes alcohòliques del món sota aquesta classificació…Tots els continents han arribat a produir-ne? Què en penseu?

FERMENTATS

Dins els productes fermentats, la beguda alcohòlic més estesa a la Mediterrània, icona de la nostra cultura mediterrània, és el vi. El vi és un producte de la fermentació del suc de raïm o most. El raïm prové de la planta de la vinya o parra (Vitis vinifera); un arbust originari del Caucas i el Pròxim Orient que també s’ha utilitzat com a planta d’ombra ja que és una planta enfiladissa que emparra molt fàcilment. Existeixen més de 10000 varietats de raïm que s’utilitzen per produir l’àmplia gamma de vins que trobem al mercat. L’art de la viticultura s’ha exportat a altres països amb clima mediterrani arreu del món, i que per tant poden cultivar el raïm fàcilment, com són Califòrnia, Xile, Sudàfrica i Austràlia. La graduació alcohòlica del vi va de 10º fins a 14º.

Per produir cava o xampany es deixa que es produeixi una segona fermentació dels sucres que han quedat a l’ampolla de vi (quan es tracta del tipus brut nature) o bé s’hi afegeixen sucres que no són del propi raÏm (tipus brut o extra brut). Amb aquests sucres el llevat torna a realitzar la fermentació alcohòlica, desprenent diòxid de carboni de nou, que són les típiques bombolles d’aquesta beguda.

Raïm de la varietat Macabeu (Font: barresfotonatura)

Una altre beguda alcohòlica molt consumida a tot el món resultant del metabolisme del llevat és la cervesa, que es produeix a partir de la fermentació d’ordi (Hordeum vulgare) i després s’hi afegeix llúpol (Humulus lupulus), que li proporciona amargor. La cervesa es pot beure freda o calenta i té una graduació de 2,5º a 11º. Actualment moltes marques de cervesa mesclen diferents cereals (com blat de moro i arròs) amb l’ordi però que no us enganyin, l’original és només d’ordi!

Cons femenins de llúpol (Cannabaceae) emprades per donar la característica amargor de la cervesa que també ajuden en la seva conservació (Font: Wikimedia Comons)

Si ens allunyem una mica més, les aromes exòtiques de l’orient també ens podem embriagar. Al Japó van arribar a produir alcohol de l’arròs (Oryza sativa), el cereal més consumit a l’Àsia. Es tracta del sake, una beguda alcohòlica de 14º a 20º graus, que es pot beure freda o calenta.

Camp d’arròs (Font: barresfotonatura)

A Mèxic també trobem una beguda fermentada que prové d’una planta autòctona. Es tracta del mescal, que s’obté de l’Agave tequilana, una atzavara nadiua de Mèxic. En aquest cas el suc que dona lloc a la beguda alcohòlica no ve del fruit sinó la base suculenta de les fulles, que anomenen pinya i conté una elevada concentració de sucres. El mescal és de les begudes alcohòliques amb més graduació (55º). Del procés de destil·lació del mescal s’obté el popular tequila, que té una graduació de 37º a 45º. El procés de fermentació de l’agave per fer mescal o pulque ja era conegut pels mexiques però el procés de destil·lació no es va produir fins l’arribada dels colonitzadors espanyols i els seus alambins al S. XVI.

Camp d’Agave tequilana i les pinyes d’on s’extreu el suc dolç (Font: barresfotonatura)

DESTIL·LATS

Tornant al Vell Món, a les terres més fredes i continentals d’Europa també es va arribar a la idea de destil·lar el suc ensucrat i fermentat d’alguna planta de l’entorn per produir una beguda alcohòlica. En aquest cas estic parlant del vodka, un destil·lat del blat (Tricticum sativum) o el sègol (Secale cereale) tot i que també es pot fer a partir de patata (Solanum tuberosum), un dels cultius més fàcils i barats de produir en ambients freds. La seva graduació és força elevada, de fins a 45º.

D’altra banda en les illes d’Irlanda i Escòcia, es va arribar a destil·lar el suc d’un cereal, l’ordi (Hordeum vulgare), per produir whisky; beguda alcohòlica de més de 40º.

Camp d’ordi (Hordeum vulgare; font: barresfotonatura)

Al Carib i sobretot a Cuba, es produeix un destil·lat amb un origen completament diferent, el rom, que s’obté de la canya de sucre (Saccharum officinarum). La història d’aquesta beguda implica invasions, esclavatges i no té a veure amb l’aprofitament de les plantes nadiues, sinó més bé amb la història colonial. La canya de sucre és una planta de la família de les Poaceae (gramínies) originària de Nova Guinea i la Índia. Va ser exportada a les illes del Carib per els colonitzadors espanyols al S. XVI ja que el seu cultiu en climes tropicals permetia un alt rendiment. La seva producció només va poder ser suportada per l’explotació i esclavització d’africans. El rom té de 37º a 43º d’alcohol. La versió brasilera del rom és la cachaça, que s’obté del mateix procés que el rom.

Camp de canya de sucre (Saccharum officinarum; font: barresfotonatura)

Hem passat per Amèrica, Europa i Àsia a través de la seva cultura alcohòlica…algú coneix els fermentats d’Àfrica o Oceania?

REFERÈNCIES

• Herbert Howell C & Raven PH (2009). Flora mirabilis. How have shaped world knowledge, health, welth and beauty. National Geographic and Missouri Botanical Garden.
• Hough SJ (2001). Biotecnología de la cerveza y de la malta. Acribia, Zaragoza.
• Parthasarathy N (1948). Origin of Noble Sugar-Canes (Saccharum officinarum). Nature 161: 608-608.
• Robinson J, Harding J, Vouillamoz J (2012). Wine Grapes – A complete guide to 1,368 vine varieties, including their origins and flavours. Allen Lane, UK.

Si t’agrada aquest article i creus que el nostre blog és útil, et demanem per favor teu vot en els Premis Bitácoras 2015 com el millor bloc d’Educació i Ciència. Clica la imatge següent, entra amb el teu compte de Facebook o Twitter, escriu la URL del blog en la categoria “Educació i Ciència” i prem enter. En només 30 segons ens ajudaràs a divulgar més ciència! Si us plau, deixa un comentari per a qualsevol dubte.

Laia Barres González: biografia

LAIA BARRES GONZÁLEZ, Redactora de All you need is Biology

Col·laboradora des de setembre del 2015 al març de 2017. Sóc Doctora en botànica per la Universitat de Barcelona. Vaig estudiar la meva tesis doctoral a l’Institut Botànic de Barcelona (CSIC –ICUB), que es va centrar en entendre l’evolució i biogeografia de dos grups de plantes molt diferents, les Euphorbia arbustives macaronèsiques conegudes com a tabaibes i la subtribu de les Cardueae (Asteraceae). Llicenciada en biologia i màster en biodiversitat també per la Universitat de Barcelona. Professionalitzada en educació i divulgació científica i per a la sostenibilitat, he treballat en diverses empreses d’educació ambiental i museus de ciències.

Actualment estic realitzant un projecte d’investigació a la Universitat Federal de Bahia (Salvador, Brasil) enfocat en la filogeografia de Richterago (Asteraceae), un gènere endèmic i amenaçat de la serralada Espinhaço amb una beca postdoctoral.

Aficionada a la fotografia, l’excursionisme, la cuina i el viatges.

Seccions: Botànica.

Pots llegir tots els seus articles aquí.

Laia Barres González: biografía

LAIA BARRES GONZÁLEZ, Redactora de All you need is Biology

Colaboradora desde septiembre de 2015 a marzo de 2017.

Soy Doctora en botánica por la Universidad de Barcelona. Estudié mi tesis doctoral en el Institut Botànic de Barcelona (CSIC –ICUB), que se centró en entender la evolución y biogeografía de dos grupos de plantas, las Euphorbia arbustivas macaronésicas conocidas como tabaibas y la subtribu de las Cardueae (Asteraceae). Licenciada en biología y master en biodiversidad también por la Universidad de Barcelona. Profesionalizada en educación y divulgación científica y para la sostenibilidad, he trabajado en varias empresas de educación ambiental y museos de ciencias.

Actualmente estoy realizando un proyecto de investigación en la Universidad Federal de Bahía (Salvador, Brasil) enfocado en la filogeografía de Richterago (Asteraceae), un género endémico y amenazado de la Sierra de Espinhaço con una beca postdoctoral.

Aficionada a la fotografía, el excursionismo, la cocina y los viajes.

Secciones: Botánica.

Puedes leer todos sus artículos aquí.

Laia Barres González: biography

LAIA BARRES GONZÁLEZ, Editor at All you need is Biology

Collaborator from September 2015 to March 2017.

PhD in botany by the University of Barcelona. I studied my doctoral thesis at the Botanical Institute of Barcelona (CSIC -ICUB), which focused on understanding the evolution and biogeography of two groups of plants, the  Macaronesian Euphorbia shrubs known as tabaibas and Cardueae subtribe (Asteraceae). Master in biology and biodiversity also by the University of Barcelona. Professionalized in science education and education for sustainability, I worked in several environmental education centers and science museums.

I am currently conducting a research project at the Federal University of Bahia (Salvador, Brazil) focused on the phylogeography of Richterago (Asteraceae), an endemic and threatened genus in the Espinhaço Range as a postdoctoral fellow.

My hobbies are photography, hiking, cooking and travel.

Sections: Botany.

You can read all her posts here.