La Estación Experimental Agrícola de Connecticut (CAES) es la estación experimental agrícola del gobierno estatal de Connecticut , un componente del gobierno estatal que se dedica a la investigación científica y la divulgación pública en agricultura y campos relacionados. Es la estación experimental estatal más antigua de los Estados Unidos, fundada en 1875. Su misión oficial es "desarrollar, promover y difundir el conocimiento científico, mejorar la productividad agrícola y la calidad ambiental, proteger las plantas y mejorar la salud y el bienestar humanos a través de la investigación en beneficio de los residentes de Connecticut y la nación". [3] La estación opera un campus de investigación principal en New Haven , una granja de investigación en Hamden , una instalación de investigación satélite y una granja en Windsor , y una granja de investigación en Griswold . [4] La Estación Experimental Agrícola de Storrs es una agencia de investigación agrícola independiente, fundada en 1887 y parte de la Universidad de Connecticut , que también recibe fondos estatales y federales. [5]
La instalación principal de la estación experimental en el área de Prospect Hill en New Haven data de 1882, cuando se convirtió en el hogar permanente de la primera estación experimental agrícola estatal . [2] La estación había sido fundada en la Universidad Wesleyana en 1875 [6] y se trasladó a Yale en 1877 cuando se asoció con la Escuela Científica de Sheffield . [7]
En 1882, la estación necesitaba más espacio y Sheffield necesitaba recuperarlo. Se compró una propiedad de 20 000 m2 en la cima de Prospect Hill y se construyeron edificios, utilizando una asignación de 25 000 dólares de la legislatura estatal. Los edificios incluyen la Biblioteca Osborne, construida en 1882-83 y que se cree que es el edificio más antiguo de cualquier estación experimental agrícola estatal, y el Laboratorio Johnson, que tiene soportes notablemente grandes que sostienen sus amplios aleros salientes. [8] La estación fue declarada Monumento Histórico Nacional en 1964, reconociendo su importancia como la primera estación agrícola estatal de la nación. [2] [8]
Durante gran parte de su historia, la Estación Experimental Agrícola de Connecticut trabajó en estrecha colaboración con la Estación Experimental Agrícola de Storrs, que se fundó en 1887 en la Universidad de Connecticut en Storrs . [9]
El campus principal en New Haven actualmente alberga las actividades de seis departamentos: Química Analítica, Bioquímica y Genética, Entomología, Ciencias Ambientales, Silvicultura y Horticultura y Patología Vegetal y Ecología. [10]
El departamento fundador de la Estación, Química Analítica, comenzó su trabajo en 1875 probando fertilizantes y más tarde semillas, alimentos para animales, alimentos humanos, medicamentos y pesticidas . Este trabajo continúa hoy en día y está organizado en dos categorías: seguridad alimentaria y monitoreo ambiental . [11] El departamento trabaja con agencias estatales y federales para mejorar el análisis de pesticidas y toxinas de los alimentos vendidos en Connecticut. El departamento también tiene la capacidad de realizar pruebas de contaminantes ambientales y toxinas en juguetes y otros productos de consumo en concentraciones muy bajas. Analizan los suelos en busca de metales pesados y están investigando el ciclo de contaminantes orgánicos en el medio ambiente, con énfasis en cuestiones de fitorremediación. También se están realizando investigaciones adicionales sobre el impacto de las nanopartículas en los cultivos agrícolas y sobre la posible contaminación de la cadena alimentaria. También se ha trabajado en colaboración con Bioquímica y Genética, así como con colegas del Laboratorio Valley para investigar qué cultivos de semillas son los más adecuados para la producción de biodiésel en Connecticut. [12] Recientemente, el departamento ha estado trabajando con la FDA de los EE. UU. en la prueba de mariscos del Golfo de México para detectar subproductos químicos del derrame de petróleo de Deepwater Horizon . [13]
La investigación bioquímica comenzó en la estación en 1888 con el nombramiento de Thomas B. Osborne y Samuel W. Johnson para estudiar las proteínas vegetales. Hoy, el departamento se centra principalmente en la genética vegetal para identificar y clonar genes vegetales beneficiosos para mejorar las especies de cultivos. [14] El trabajo reciente incluye el control de plagas transmitidas por el suelo mediante la clonación de genes de plantas de la familia de la mostaza ( Brassicaceae ) que permiten a las plantas proteger sus raíces de los nematodos . También se trabaja en la dilucidación de la base genética del rendimiento fotosintético en las hojas de las plantas (10). [13] Además, el departamento ayuda a proteger las colonias de abejas melíferas mediante el desarrollo de pruebas de detección temprana de la enfermedad de la loque americana (AFB) y el establecimiento de protocolos para controlar la bacteria causal . [12] Este departamento se fusionó con otros departamentos a partir de 2015.
El departamento continúa su investigación pionera sobre la enfermedad de Lyme y su vector en Connecticut, la garrapata de patas negras ( Ixodes scapularis ); control biológico de garrapatas usando el hongo , Metarhizium anisopliae; y ha desarrollado nuevos métodos de prueba para enfermedades transmitidas por garrapatas en humanos, vida silvestre y animales domésticos . Cada año, miles de garrapatas son enviadas desde todo el estado para ser analizadas para agentes patógenos. [15] El departamento también realiza investigaciones sobre la biología y el control de insectos exóticos, incluido el escarabajo asiático de cuernos largos invasor y el barrenador esmeralda del fresno , analizando la química de la selección de árboles y el comportamiento de apareamiento. [12] El departamento de Entomología apoya la producción agrícola en Connecticut con esfuerzos de manejo integrado de plagas (MIP), ayudando a reducir el uso de pesticidas . [16]
La Estación Experimental ha llevado a cabo investigaciones sobre los mosquitos y las enfermedades que transmiten desde 1909. Este trabajo se lleva a cabo hoy en el Departamento de Ciencias Ambientales (anteriormente "Suelo y Agua"). Los mosquitos se recogen de todo el estado de Connecticut y luego se analizan para detectar el virus del Nilo Occidental , la encefalitis equina del este y otros agentes causantes de enfermedades. Los investigadores también han realizado un esfuerzo para mapear la distribución de plantas acuáticas invasoras dentro del estado e investigar métodos para controlar su crecimiento y propagación. Los científicos también están realizando investigaciones sobre fitorremediación , que se centra en la capacidad de ciertas especies de cucurbitáceas para eliminar contaminantes orgánicos persistentes (COP) como los PCB y el DDT del suelo. [12] El departamento también analiza muestras de suelo enviadas por empresas y residentes de Connecticut. [17]
Se están investigando nuevos cultivos adecuados para Connecticut (como la col china , la calabaza y los tomates tradicionales [13], así como cultivares de uvas para vino y diferentes métodos de viticultura ). Los científicos también han estudiado el comportamiento del venado de cola blanca ( Odocoileus virginianus ) con la esperanza de mantener a estos animales alejados de las carreteras para evitar colisiones entre vehículos y venados y reducir el daño a los árboles jóvenes, los cultivos y los jardines. [15] El departamento ha inspeccionado ciertas parcelas forestales cada década desde 1927 (con la excepción de 1947), proporcionando información sobre cómo cambian los bosques durante largos períodos de tiempo. Los investigadores también han investigado técnicas para el manejo de cultivos y árboles que aumentan los rendimientos y mejoran la salud de los bosques. [12] Los científicos del departamento están investigando actualmente la asociación del agracejo japonés (un arbusto invasor), los ratones de patas blancas y las garrapatas Ixodes que transmiten el organismo de la enfermedad de Lyme y otros patógenos humanos en los bosques del estado, [15] y medios rentables para controlar las especies de plantas invasoras. [13]
El departamento de patología y ecología vegetal trabaja para ampliar el conocimiento de las interacciones ecológicas de las plantas, los patógenos y su entorno para desarrollar estrategias de gestión de los patógenos vegetales con un uso mínimo de pesticidas. [18] La investigación actual incluye la investigación del uso de nanopartículas de óxidos metálicos en enfermedades de las plantas, descifrando el papel de los protistas del suelo en la salud de los cultivos, investigando la estructura genética en poblaciones naturales de un hongo que causa cancros perennes en el abedul , entendiendo la genética de las bacterias patógenas y protegiendo los viñedos de Connecticut de nuevos patógenos virales. [12] El departamento también dirige una Oficina de Información de Diagnóstico de Plantas de servicio completo y sirve como laboratorio oficial de pruebas de semillas para el estado de Connecticut. [19]
Anteriormente conocido como la “Subestación del Tabaco”, el Laboratorio Valley en Windsor, Connecticut, tiene una larga historia de mejora del cultivo de hojas de tabaco en Connecticut para su uso como envolturas finas para cigarros . El edificio del “Laboratorio del Tabaco” (ahora simplemente el Laboratorio Valley) se completó en 1941. Hoy, la investigación cubre áreas como la producción de cultivos de biocombustibles , el manejo de plantas invasoras , el desarrollo de métodos de manejo integrado de plagas (MIP) para viveros de Connecticut, [13] y el manejo del exótico pulgón lanígero de la cicuta ( Adelges tsugae ). [12]
La granja de investigación lleva el nombre de William Raymond Lockwood, un residente de Norwalk, Connecticut, que legó su patrimonio a CAES [20] , y cuyas ganancias por la venta se destinaron a la compra de 20 acres de tierra en la zona de Mount Carmel en Hamden, Connecticut, en 1909 (12). A mediados del siglo XX, James G. Horsfall (exdirector de la estación) utilizó la granja para probar fungicidas de origen orgánico como reemplazo de los metales pesados que se usaban para tratar las enfermedades de las plantas en ese momento [21] . Desde 1931, los administradores de la granja han tomado mediciones meteorológicas sistemáticas diarias que brindan información que se puede utilizar para estudiar el clima de Connecticut . Se prueban muchas variedades de plantas y métodos de cultivo. Todos los años, en agosto, la granja organiza el Día de la Ciencia de las Plantas [22] .
La más reciente incorporación a las propiedades de la Estación Experimental Agrícola de Connecticut, el Centro de Investigación Griswold, abarca 14 acres de tierras agrícolas en Griswold, Connecticut , y una parcela adicional de bosque en la ciudad adyacente de Voluntown, Connecticut . Transferida del Departamento de Protección Ambiental de Connecticut (DEP) en 2008, las actividades actuales en la propiedad incluyen estudios de variedades de vid resistentes al frío , el cultivo de colza para la producción de biocombustibles y el biocontrol de nematodos del suelo . También hay una oficina para el Inspector Estatal de Abejas, que monitorea las poblaciones de abejas melíferas de Connecticut . [22]
La emisora ha tenido sólo diez directores a lo largo de su historia:
En 1909, el químico de estación Thomas B. Osborne comenzó a colaborar con Lafayette Mendel de la Universidad de Yale para probar el valor nutritivo de las proteínas que Osborne había aislado de las semillas de los cultivos. [20]
Mediante ensayos de alimentación con ratas albinas, determinaron que el tipo y la calidad de la proteína en realidad eran más importantes para el crecimiento que la cantidad. Encontraron que ciertos aminoácidos faltaban en las proteínas aisladas de los granos. Por ejemplo, cuando a las ratas se les dio solo zeína , que se encuentra en el maíz, como su fuente de proteína en una dieta por lo demás completa, su salud se deterioró y murieron. Esto ocurrió porque la zeína carece de los aminoácidos esenciales lisina y triptófano . Cuando los investigadores agregaron triptófano a la zeína aislada, las ratas pudieron sobrevivir pero no crecieron. Cuando se agregó tanto triptófano como lisina, las ratas sobrevivieron y crecieron rápidamente. Osborne y Mendel también descubrieron que la gliadina , la proteína que se encuentra en el trigo, carecía de ciertos aminoácidos y que, al igual que el maíz, estas deficiencias podrían enmendarse combinando alimentos a base de granos con proteínas animales como huevos o leche. Este experimento demostró que los animales necesitan adquirir ciertos aminoácidos de los alimentos, que ahora se conocen como aminoácidos esenciales . [20]
En su estudio de las proteínas, Osborne y Mendel también ayudaron al descubrimiento de las vitaminas . Durante sus ensayos de alimentación, observaron que las ratas jóvenes alimentadas con dietas con suficientes carbohidratos (en forma de harina de trigo) y proteínas purificadas, pero con grasas vegetales o manteca de cerdo en lugar de mantequilla, crecieron y se desarrollaron normalmente durante unos ochenta días, luego de repente comenzaron a declinar en salud y peso y pronto murieron. Muchos de los animales también desarrollaron ojos doloridos o incluso úlceras en sus globos oculares. Algo más que carbohidratos, grasas y proteínas completas faltaba en esta dieta artificial. Cuando se agregó una pequeña cantidad de mantequilla a la mezcla de alimento, las ratas afectadas pronto se recuperaron por completo y continuaron creciendo. La leche entera en polvo también tuvo el mismo efecto en el crecimiento de las ratas. En 1913, el Informe Anual de la Estación declaró que "los experimentos han demostrado que alguna sustancia aún desconocida es esencial para el crecimiento y que esta sustancia desconocida está presente en la leche. Se está realizando mucho trabajo en un esfuerzo por descubrir un aislado de esta sustancia". [23] Resulta que esta sustancia era vitamina A. Al mismo tiempo que Osborne y Mendel, Elmer V. McCollum (un ex alumno de Osborne) y Marguerite Davis de la Universidad de Wisconsin estaban obteniendo resultados similares, y aunque los científicos presentaron su informe para su publicación varias semanas antes que los científicos de la Estación, está claro que ambas partes descubrieron las vitaminas de forma independiente. [20]
A principios del siglo XX, los científicos de la Estación Edward M. East y Herbert K. Hayes comenzaron a intentar mejorar la calidad y el rendimiento del maíz ( Zea mays ) mediante la cría selectiva y la hibridación. En 1906, East se dio cuenta de que las medidas para evitar la autofecundación y la fecundación cercana facilitaban la selección de rasgos deseables (como el gran tamaño de la mazorca) durante la cría. [24] Más tarde, Hayes y East descubrieron y describieron que un cruce o híbrido entre dos variedades endogámicas de maíz producía una descendencia que era más vigorosa, más grande y más resistente que ambos progenitores, pero esta mejora se perdía en las sucesivas generaciones endogámicas. [25]
En 1914, Donald F. Jones llegó a la estación a la edad de veinticinco años y comenzó a desarrollar el trabajo de East y Hayes. En 1917, había publicado su teoría de la " heterosis ", que explicaba el aumento del vigor y el rendimiento observados en el maíz híbrido . [26] El mismo año, creó un maíz híbrido de doble cruzamiento mediante la cría de dos individuos híbridos separados. Este nuevo cruce descendía de cuatro líneas endogámicas distintas y era incluso más vigoroso que cualquiera de sus progenitores. Sin embargo, al igual que el híbrido de cruzamiento simple, esta mejora se perdió en las generaciones posteriores de endogamia. Jones publicó su método de doble cruzamiento en 1919 y comenzó a promover activamente la técnica como un medio para mejorar la producción de maíz a nivel nacional: "es algo que los semilleros pueden adoptar fácilmente; “De hecho, es la primera vez en la historia agrícola que un cultivador de semillas puede obtener el máximo beneficio de una producción deseada propia… La utilización de híbridos de primera generación permite al cultivador conservar los tipos parentales y distribuir únicamente las semillas cruzadas, que son menos valiosas para la propagación continua”. [20]
Como el maíz es una planta que se autofertiliza, la prevención de la endogamia al producir semillas híbridas requería una laboriosa despanojamiento . En los años 1940 y 1950, Jones colaboró con Paul Mangelsdorf de la Universidad de Harvard para eliminar la necesidad de quitar las panojas de las plantas en la producción de semillas mediante la utilización de una planta estéril y un gen restaurador masculino, lo que hizo que la producción de maíz fuera más rentable. [20]
El Dr. MF Morgan, jefe del Departamento de Suelos durante veinte años, desarrolló un método que todavía lleva su nombre para analizar los nutrientes del suelo disponibles para las plantas utilizando ácidos débiles. Esta prueba fue capaz de estimar las deficiencias o excesos de nutrientes de las plantas en el suelo. [27] El Dr. Morgan también fue teniente coronel del ejército de los EE. UU. durante la Segunda Guerra Mundial y murió en acción en la isla de Leyte en Filipinas en 1945. [20]
La prueba de suelo de Morgan se convirtió en el primer método ampliamente aceptado del mundo para estimar de manera eficiente la fertilidad del suelo y todavía se utiliza en la actualidad. [27]
En 1975, hubo un grupo de pacientes con artritis juvenil en las ciudades de Lyme y Old Lyme, Connecticut, y los científicos de la Estación fueron de los primeros en determinar que esta enfermedad era transmitida por garrapatas . Después de este descubrimiento, los científicos de la Estación, incluidos el Dr. John F. Anderson y el Dr. Louis A. Magnarelli (ex directores de la Estación) junto con colaboradores de otras instituciones pudieron aislar e identificar la espiroqueta que causa la enfermedad de Lyme en humanos. Los científicos de la Estación también fueron fundamentales en el desarrollo de pruebas de anticuerpos para identificar a los pacientes infectados con el agente de la enfermedad de Lyme, así como otras enfermedades transmitidas por garrapatas, como la erlichiosis granulocítica humana y la babesiosis . [7]
1875 : Se establece la Estación Experimental Agrícola de Connecticut, la primera en los Estados Unidos y precursora de los laboratorios de investigación industrial del país; fundada veinticinco años antes que los laboratorios de General Electric, que fueron los primeros de su tipo.
1882 : La estación se traslada a su ubicación actual en Huntington Street en New Haven, terreno comprado a la familia Eli Whitney , Jr.
1890 : El Dr. Roland Thaxter, botánico de la Estación, determina la causa de la sarna de la papa (un actinomiceto que infecta los tubérculos).
1900 : El tabaco de Sumatra se plantó bajo cubiertas de tela en Connecticut en un intento de simular el clima tropical de Sumatra. El tabaco cultivado a la sombra resultante se consideró insuperable para la fabricación de envoltorios de puros y, en consecuencia, revolucionó la industria en el valle de Connecticut.
1903 : El entomólogo estatal William E. Britton y GP Clinton publican el primer “calendario de pulverización” de pesticidas para uso de los agricultores de Connecticut.
1905 : La primera polilla gitana descubierta en Connecticut fue encontrada en Stonington, Connecticut, por E. Frensch de Mystic, Connecticut . Un ejemplar hembra, recolectado el 25 de julio, fue entregado a WE Britton y todavía está presente en la colección de insectos de la estación.
1907 : La plaga del castaño se observó por primera vez en Connecticut.
1913 : Thomas B. Osborne, químico de la Estación, y Lafayette B. Mendel, de la Universidad de Yale, demuestran con estudios de alimentación de ratas que los animales requieren veinte aminoácidos esenciales en su dieta e identifican una “sustancia amarilla” en la grasa de la mantequilla, vital para el crecimiento animal, que resultó ser vitamina A.
1917 : El primer maíz híbrido, realizado mediante un cruce de cuatro variedades, fue creado por el genetista Donald F. Jones. También publicó la teoría de la “heterosis” para explicar el vigor híbrido del maíz.
1919 : Jones inventa un método de polinización cruzada doble , que permite la producción comercial de maíz híbrido .
1921 : Se establece el Laboratorio del Valle en Windsor, Connecticut (llamado Tobacco Substation en ese momento).
1933 : La enfermedad del olmo holandés se detectó en el extremo suroeste de Connecticut.
1938 : Primer informe de la enfermedad X del melocotón en los EE. UU. por EM Stoddard
1942 : El Dr. MF Morgan, desarrollador del método Morgan de análisis de suelos y jefe del Departamento de Suelos, murió en acción en Filipinas durante la Segunda Guerra Mundial.
1949 : AE Dimond desarrolló una quimioterapia inyectable para tratar la enfermedad del olmo holandés.
1960 : RC Wallis de la Estación y sus colaboradores aislaron un virus que causa encefalitis en mosquitos Aedes vexans , presentes en Connecticut.
1969 : EPIDEM, la primera simulación por computadora para el desarrollo de una epidemia de enfermedades , fue desarrollada por PE Waggoner y JG Horsfall para el tizón temprano en tomates y papas.
1975 : Se demostró el control biológico de la plaga del castaño mediante hipovirulencia, que se asoció con dsRNA transmitido por anastomosis hifal.
1983 : John F. Anderson, Louis A. Magnarelli (Director de la Estación y Director Adjunto, respectivamente, en ese momento) junto con colegas de la Universidad de Yale y los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades , pueden aislar el agente causante de la enfermedad de Lyme (la espiroqueta Borrelia burdorferi) de garrapatas Ixodes , un mapache y un ratón de patas blancas .
1989 : TG Andreadis y RM Weseloh descubren el hongo que causó el colapso de las poblaciones de polillas gitanas.
1994 : SL Anagnostakis recibe el primer permiso para liberar un agente de biocontrol genéticamente recombinante en un bosque de Connecticut en un intento de controlar la enfermedad del tizón del castaño.
1995 : Magnarelli, Anderson y colaboradores de la Universidad de Yale, la Universidad Johns Hopkins y la Universidad de Minnesota demostraron que los pacientes con enfermedad de Lyme también tenían anticuerpos contra organismos que causan babesiosis y ehrlichiosis ; Magnarelli, KC Stafford y científicos de la Universidad Johns Hopkins y la Universidad de Rhode Island detectaron el ADN del agente de la ehrlichiosis granulocítica humana en garrapatas.
2005 : El Departamento de Química Analítica fue seleccionado a través de un proceso competitivo como uno de los ocho laboratorios estatales en todo el país para recibir fondos de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos como participante en la FERN (Red de Respuesta a Emergencias Alimentarias).
2009 : Se establece en la Estación el Centro de Biología de Vectores y Enfermedades Zoonóticas . Esta iniciativa conjunta entre los Departamentos de Entomología y Ciencias Ambientales tiene como objetivo comprender mejor la biología de las enfermedades transmitidas por artrópodos y los organismos que las transmiten.
2010 : Se desarrollan nuevos métodos para analizar los mariscos del Golfo de México en busca de contaminación con productos químicos relacionados con el petróleo .
2011: Los científicos del Departamento de Entomología realizan la primera identificación del barrenador esmeralda del fresno en Connecticut
2012: El personal científico de la Oficina de Información sobre Enfermedades de las Plantas realiza la primera identificación positiva de la plaga del boj en Connecticut
2012: El Departamento de Química Analítica, en colaboración con la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos, analiza los alimentos de las Convenciones Nacionales Demócrata y Republicana en busca de toxinas y venenos.
2013: Los científicos del Laboratorio Valley obtienen una patente estadounidense sobre la fresa “Rubicon” resistente a enfermedades
2014: La Junta de Control de la Estación establece el Programa de Becas Postdoctorales Louis A. Magnarelli
2015: Se inauguró el renovado y ampliado laboratorio Jenkins-Waggoner en enero de 2015.
