jueves, 31 de mayo de 2012

VEGETALES QUE EMITEN SEÑALES QUÍMICAS CAPACES DE ATRAER A MICROBIOS BENEFICIOSOS

noticiasdelaciencia.com

Se ha descubierto en cultivos de maíz que estas plantas emiten señales químicas que atraen a microbios que estimulan el crecimiento vegetal. Con estas señales químicas, los vegetales logran que tales microorganismos se queden a vivir entre sus raíces.


(Foto: NCYT / Amazings / MMA)

Ésta es la primera señal química de su clase que se descubre en el maíz.
Al profundizar en el conocimiento de cómo los cereales interactúan con los microorganismos en el suelo, esta nueva investigación ayudará a impulsar los esfuerzos que se vienen realizando desde hace algún tiempo en la comunidad científica para aumentar la producción de cereales de manera sostenible con el fin de poder alimentar a una población mundial cada vez más numerosa.
El hallazgo lo ha hecho el equipo de Andy Neal de Rothamsted Research en Hertfordshire y Jurriaan Ton del Departamento de Ciencias Animales y Vegetales de la Universidad de Sheffield, ambas instituciones en el Reino Unido.
Lo descubierto podría ser particularmente útil en la lucha contra plagas y enfermedades trasmitidas por el suelo. Con la selección para el cultivo de plantas que sean mejores reclutando bacterias que suprimen enfermedades y promueven el crecimiento, los científicos esperan reducir la dependencia de fertilizantes y pesticidas en la agricultura.
Ya se sabía que ciertas plantas liberan por sus raíces sustancias que atraen a otros organismos y hacen que se aposenten a su alrededor. De hecho, el entorno de las raíces de una planta está lleno de microorganismos, y las poblaciones de células bacterianas pueden ser hasta 100 veces más densas alrededor de las raíces que en otros lugares. Para estos microorganismos resultan atractivos compuestos simples como azúcares y ácidos orgánicos, ya que son una buena fuente de energía. Sin embargo, no se sabía que otros productos químicos más complejos sirven para atraerlos también, porque generalmente se pensaba que estos resultaban tóxicos.
En el nuevo estudio se ha constatado que ciertas bacterias, en particular una que es común en los suelos y que se llama Pseudomonas putida, se valen de estas toxinas químicas para localizar las raíces de una planta. La planta se beneficia de la presencia de estas bacterias porque ellas incrementan la disponibilidad de nutrientes importantes como el hierro y el fósforo, y la benefician también al competir contra bacterias dañinas en torno al sistema radicular.

miércoles, 30 de mayo de 2012

LA EXTRAÑA FORMA DE VIDA HALLADA EN UN LAGO NORUEGO

noticiasdelaciencia.com

Crece la sorpresa en la comunidad científica por el hallazgo, anunciado hace unas semanas, de una rama desconocida del árbol de la vida. El ser que pertenece a dicha rama vive en un lago del sur de Noruega. Se trata de un microorganismo que es único por varias razones.


El extraño microorganismo. (Foto: UiO/MERG)

Para empezar, no se sabe de ningún otro grupo de organismos que descienda de tan cerca de las raíces del árbol de la vida como esta especie. Por ello, tal como afirma Kamran Shalchian-Tabrizi, jefe del Grupo de Investigación de Evolución Microbiana en la Universidad de Oslo en Noruega, y miembro del equipo de científicos que hizo el hallazgo, este organismo puede ser usado como una especie de telescopio para mirar a gran distancia hacia el pasado biológico remoto de la Tierra, y atisbar cómo eran las formas de vida hace mil millones de años o incluso más.
La forma de vida descubierta no encaja en ninguna de las ramas principales del árbol de la vida. Esta criatura no es un animal, ni un vegetal, ni un hongo, ni un parásito, ni nada similar.
La vida en la Tierra se puede dividir en dos grupos principales de especies: procariotas y eucariotas. Las especies procariotas, como las bacterias, constituyen la forma más simple de organismos vivos en la Tierra. No tienen membrana dentro de su célula, y por tanto carecen de un núcleo real. Por su parte, las especies eucariotas, como plantas, hongos, algas, animales y el Ser Humano, sí poseen una membrana y un núcleo real dentro de sus células.
El árbol genealógico evolutivo del ser hallado en Noruega se origina en la raíz de las especies eucariotas.
Se calcula que el microorganismo apareció hace alrededor de mil millones de años, con un margen de error de unos pocos centenares de millones de años de más o de menos.
El árbol de la vida se puede dividir en organismos con uno o dos flagelos. Los flagelos son importantes para la capacidad de moverse de una célula. Al igual que en todos los demás mamíferos, los espermatozoides humanos tienen un solo flagelo. Por tanto, el Ser Humano pertenece al mismo grupo de un solo flagelo al que pertenecen hongos y amebas.
Por otro lado, se cree que nuestros parientes distantes de la rama a la que pertenecen plantas, algas y ciertos parásitos unicelulares originalmente tenían dos flagelos.
El ser descubierto en el lago noruego tiene cuatro flagelos.
En realidad, se sabía de la existencia de este microorganismo desde 1865, pero su extraordinaria naturaleza había sido pasada por alto, y se le tenía por miembro de otra rama de la vida. Ha sido ahora, cuando, gracias a análisis genéticos muy avanzados, los investigadores han comprendido la importancia de esta especie para la historia de la vida en la Tierra.
Pese a revisar cantidades ingentes de muestras tomadas en ambientes de todo el mundo, los científicos no han hallado ninguna concordancia genética en las bases de datos de ADN. Tan sólo una concordancia parcial con una secuencia genética procedente del Tíbet. Por tanto, es previsible que sólo unas pocas especies más todavía existan en esta rama del árbol de la vida, que ha sobrevivido desde la época de las primeras especies eucariotas surgidas en el planeta.
En la investigación también han trabajado Dag Klaveness, Jon Brate y Sen Zhao.

LAS BACTERIAS DEL ÁRTICO AYUDAN A BUSCAR VIDA EN LA LUNA EUROPA

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Los científicos han encontrado en un fiordo canadiense un territorio análogo a la gélida Europa, una de las lunas de Júpiter. Se trata de un ambiente helado y sulfuroso, donde el azufre asociado a las bacterias árticas ofrece pistas a las próximas misiones a Europa en su búsqueda de rastros de vida.


Emanaciones sulfurosas amarillas en el Paso del Fiordo Borup (Canadá). Imagen: D. Gleeson.

No es fácil encontrar un lugar en la Tierra donde se unan el hielo y el azufre, como se supone que ocurre en la luna Europa, pero se ha localizado en el Paso del Fiordo Borup, en el Ártico canadiense. En este territorio las emanaciones sulfurosas de color amarillo contrastan con la nieve blanca del entorno, algo parecido a lo que muestran las imágenes del satélite de Júpiter.
Ahora, investigadores de EEUU han comprobado que el azufre implicado en el ciclo de vida de microorganismos árticos muestra unas características que pueden ayudar a detectar restos biológicos en Europa. Las grandes agencias espaciales, como la NASA o la Agencia Espacial Europea (ESA), ya están preparando misiones con ese objetivo.
“Hemos encontrado que el azufre elemental (S) puede presentar unas ‘biofirmas’ morfológicas, mineralógicas y orgánicas relacionadas con la actividad bacteriana, por lo que si se encuentran en Europa nos sugerirían la posible presencia de microorganismos”, explica a SINC Damhnait Gleeson, autora principal del estudio y actualmente adscrita al Centro de Astrobiología (CAB, INTA-CSIC).

Formas de aguja y romboidal del azufre

Las ‘biofirmas’ se asocian con formas de aguja y romboidales de los granos de azufre, donde aparecen mineralizados restos de microorganismos y materiales extracelulares. Gracias a técnicas de microscopía electrónica y difracción de rayos X también se ha observado la formación de una rara forma de azufre, la ‘rosickyita’, sobre componentes orgánicos. Y además, en el material sulfuroso han aparecido pequeñas cantidades (partes por millón) de proteínas, ácidos grasos y otras biomoléculas.
“Son múltiples evidencias de la actividad bacteriana”, destaca Gleeson, que se pregunta si en la corteza helada de Europa, o en el océano o los lagos que se supone hay debajo, podría existir una comunidad microbiana parecida que utilice el azufre como fuente de energía.
La investigadora desarrolló este estudio, que publica ahora la revista Astrobiology, como miembro del Jet Propulsion Laboratory de la NASA y la Universidad de Colorado (EEUU). En la actualidad trabaja en España como científica del CAB en Río Tinto, un ambiente análogo a Marte.

lunes, 28 de mayo de 2012

LAS PRADERAS SUBMARINAS ALMACENAN EL DOBLE DE CARBONO QUE LOS BOSQUES

agenciasinc.es

La vegetación subacuática tiene un papel relevante en la mitigación de los efectos del cambio climático, según un estudio internacional en el que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Este ecosistema acumula dos veces más carbono que los bosques y se convierte en uno de los más amenazados del planeta.


Praderas de Posidonia oceanica en Formentera. Imagen: Miguel A. Mateo

Las praderas submarinas son las zonas de la superficie oceánica cubiertas de vegetación. Estos ecosistemas acumulan el doble de carbono que los bosques templados y tropicales del planeta, según los resultados que un equipo internacional de científicos publica en Nature Geoscience, y que ha contado con la participación española del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).
El trabajo demuestra que las plantas que rodean las costas pueden enterrar hasta 830 toneladas de carbono por hectárea en el suelo que albergan debajo. En cambio, un bosque tropical tiene la capacidad de almacenar, de media, cerca de 300 toneladas por hectárea. 
Este tipo de ecosistema es uno de los más amenazados del planeta. Según los científicos, se calcula que más de una cuarta parte de su extensión global se ha destruido. Las causas son el exceso de fitoplancton por el incremento de sustancias nutritivas (eutrofización de la costa) y los dragados del fondo que arrastran la parte inferior del ecosistema. 
Este estudio recoge el primer análisis global del almacenamiento de carbono en estas praderas. La muestra ha recogido 3.640 estimaciones de carbono almacenado en el suelo y biomasa de 946 praderas submarinas distribuidas por todo el planeta. 
“Las praderas pueden acumular depósitos de carbono orgánico en sus suelos de más de un metro de espesor. En algunas como las de la especie Posidonia oceanica en el Mediterráneo, el espesor de estos depósitos puede ser de hasta más de cuatro metros”, indica Óscar Serrano, investigador del CSIC en el Centro de Estudios Avanzados de Blanes. 

El ecosistema fija más carbono del que consume 

Los científicos también han calculado que, aunque las praderas ocupan menos del 0,2% de la superficie oceánica, se encargan de enterrar más del 10% de todo el carbono anual que absorben los océanos. Según el trabajo, estos ecosistemas acumulan el 90% del carbono que tienen en el suelo sobre el que crecen y, a diferencia de los bosques, continúan haciéndolo indefinidamente mientras sube el nivel del mar. 
Según Duarte: “La gran capacidad de las praderas como sumideros se debe a que este ecosistema fija más carbono que el que consume o respira, a que parte de la producción neta del ecosistema se entierra y a que atrapan y entierran partículas de la columna de agua”.
El experto añade que a diferencia de los suelos de los bosques, el sedimento en las praderas submarinas se acumula verticalmente mientras el nivel del mar sube y, por tanto, pueden aumentar su volumen a lo largo de siglos y milenios. La ausencia de fuegos en el mar contribuye también a que estos sumideros de carbono persistan”, puntualiza Duarte. 
“Estos depósitos de carbono orgánico son el resultado de la acumulación durante siglos y milenios”, indica Miguel Ángel Mateo, investigador del CSIC en el Centro de Estudios Avanzados de Blanes. En concreto, es en las praderas de Posidonia del Mediterráneo donde se ha encontrado la mayor concentración de carbono durante la  realización de este trabajo. 
Para los científicos, los resultados demuestran que “es fundamental conservar y restaurar las praderas submarinas para conservar su capacidad como sumidero de CO2”. Su conservación, junto a la de los manglares y marismas, contribuiría a mitigar los impactos del cambio climático, además de preservar los beneficios que aportan a  la sociedad.

Referencia bibliográfica: 

Fourqurean, J.W.; Duarte, C.M.; Kennedy, H.; Marbà, N.; Holmer, M.; Mateo, M.A.; Apostolaki, E.T.; Kendrick, G.A.; Krause‐Jensen, D.; Mc Glatheryand, K.J.; Serrano, O. “Seagrass ecosystems as a globally significant carbon stock”. Nature Geoscience. DOI: 10.1038/Ngeo1477

sábado, 26 de mayo de 2012

LOS UNGULADOS INVASORES COMPITEN POR EL ALIMENTO EN EL MONTE MEDITERRÁNEO

agenciasinc.es

La dieta herbívora de dos ungulados invasores, el muflón europeo (Ovis orientalis musimon) y el arruí africano (Ammotragus lervia), que comparten hábitat en el monte mediterráneo, tiene “un elevado nivel de solapamiento”. Así lo destaca por primera vez un equipo de investigadores liderado por el CSIC en la revista Wildlife Research.


Arruís africanos en la Estación Experimental de Zonas Áridas. Imagen: Comunicación CSIC

La actividad cinegética ha promovido la introducción de ungulados exóticos en diversos países occidentales, entre ellos España. Este trabajo es el primero que compara en detalle los patrones alimenticios del muflón europeo (Ovis orientalis musimon) –un ancestro de la oveja doméstica–, y el arruí africano (Ammotragus lervia) –un caprino norteafricano introducido en España hace 40 años–, con el ciervo ibérico autóctono (Cervus elaphus hispanicus).
Los resultados del estudio, publicado en Wildlife Research, destacan que el ciervo y el muflón tienen preferencias similares en la dieta sólo durante el verano seco del ecosistema mediterráneo. En cambio, el muflón y el arruí muestran prácticamente los mismos gustos alimenticios durante todo el año.
“Esta circunstancia podría significar que las dos especies invasoras compitan por el uso de los recursos, particularmente en condiciones de escasez alimenticia”, señala Jorge Cassinello, autor principal del estudio e investigador en el Instituto de Investigación en Recursos Cinegéticos (centro mixto del CSIC, la Universidad de Castilla-La Mancha y la Junta de Castilla-La Mancha).

Patrones similares en la dieta

Los científicos analizaron en una finca en la provincia de Ciudad Real entre 2006 y 2007 los restos vegetales de 149 heces de ciervos, arruís y muflones. Los dos últimos seleccionan las plantas según su abundancia estacional y prefieren el pasto (herbáceas, graminoides y no graminoides), mientras que el ciervo suele variar menos su dieta entre estaciones, y prefiere las especies leñosas (lentiscos, cornicabras, jaras, encinas, rosales y zarzas).
No obstante, durante el verano mediterráneo y en condiciones de mayor densidad de animales o escasez de alimento, “podría darse una competencia por los recursos entre ciervos y muflones”, aclara el investigador del CSIC.
Según los científicos, el estudio sienta las bases para una mejor gestión de estas poblaciones de ungulados. Por ejemplo, el “marcado carácter pastador” del arruí y el muflón podría jugar un “papel inesperado” en la gestión del medio.
“Bien gestionadas, estas especies podrían cumplir un papel fundamental en el mantenimiento de los pastos mediterráneos ante el abandono progresivo del ganado extensivo vacuno y ovino”, agrega Cassinello.

Referencia bibliográfica:

María Miranda, Marisa Sicilia, Jordi Bartolomé, Eduarda Molina-Alcaide, Lucía Gálvez-Bravo, Jorge Cassinello. “Contrasting feeding patterns of native red deer and two exotic ungulates in a Mediterranean ecosystem” Wildlife Research. DOI: 10.1071/WR11146.

jueves, 24 de mayo de 2012

VIDA AL LÍMITE BAJO EL FONDO DEL PACÍFICO

elpais.es

Que los organismos vivos necesitan energía es obvio. Pero ¿cuál es la cantidad mínima requerida para subsistir? Los científicos no lo pueden precisar y acaban de llevarse una sorpresa al encontrar el rastro de microbios viviendo a unas pocas decenas de metros bajo el fondo oceánico con un consumo tan bajo de energía, tan al límite, que casi ni es vida.


Sondeo en el fondo del Pacífico desde el buque 'RV Knorr'.

El truco de estos microorganismos es vivir despacio, muy despacio, con un metabolismo bajísimo, como profundamente aletargados. El hallazgo, presentado en la revista Science, no es una mera curiosidad, sino un paso adelante en la comprensión de los límites de la vida. Además, animará a los especialistas que trabajan con la hipótesis de que haya alguna forma de vida en otros lugares, sobre todo en Marte, capaces de desenvolverse en condiciones de habitabilidad que en la Tierra se consideran extremas.
Se conoce a muchas comunidades de organismos que se desarrollan a temperaturas altísimas, en medios hipersalinos, alcalinos o de alta acidez, que resisten alta radiación, bajas presiones, etcétera. Recientemente, un equipo hispano-chileno ha descubierto un auténtico oasis microbiano en un sustrato hipersalino a dos metros bajo el suelo en el desierto de Atacama (Chile).
Ahora, Hans Hans Roy (Universidad de Aarhus, Dinamarca) y sus colegas, han analizado sedimentos en el fondo del Pacífico y, en concreto en unas arcillas de hace 86 millones de años, han encontrados el rastro, según explican en la revista Science, de una comunidad de microorganismos que utilizan oxígeno en cantidades mínimas y viviendo extremadamente despacio. Esas arcillas son de cuando todavía señoreaban los dinosaurios en la Tierra y están a una treintena de metros bajo el fondo oceánico. 


Localización de los sondeos realizados en el océano Pacífico en la campaña del buque 'RV Knorr'

Es como si esos microorganismos vivieran en otra escala de tiempo, profundamente aletargados, en esas “condiciones extremas de alta presión, mínimo oxígeno y un lentísimo suministro de nutrientes y energía, que los científicos consideraban no aptas para ninguna forma de vida”, señala Leigh Phillips en la revista Nature al hacerse eco del descubrimiento.
“Los microbios necesitan energía para mantener un potencial eléctrico en sus membranas y para que funcionen sus encimas y su ADN”, explica Science. Y advierte: “Roy y sus colegas sospechan que estas comunidades microbianas pueden estar viviendo con el mínimo de energía requerido para subsistir, pero no tienen aún una evidencia específica”.
Durante la campaña, a bordo del buque RV Knorr, los investigadores han hecho sondeos en varios puntos en el ecuador para dirigirse luego hacia el llamado giro del Pacífico Norte, una zona oceánica prácticamente aislada de influencia externa por las corrientes y extremadamente pobres en nutrientes. Allí es donde han encontrado el rastro de esas colonias microbianas. Estos científicos han medido el oxígeno en los sedimentos y han calculado la velocidad de metabolismo de estos microorganismos, que respiran oxígeno 10.000 veces más despacio que las bacterias de los cultivos de laboratorio.
“Las pruebas de existencia de estos microorganismos son indirectas, por lo que hay que ser un poco cautos hasta que se excluyan otras explicaciones alternativas”, comenta el científico español Miguel Vicente, del Centro Nacional de Biotecnología (CSIC). Ya en 1976, este biólogo publicó en Nature un trabajo (con William Donachie) en el que se demostró que las bacterias que crecen muy lentamente son mucho más pequeñas que las que lo hacen a velocidad mayor, por lo que esos microorganismos del subsuelo del Pacífico, “completamente aletargadas, estarían reducidas a la mínima expresión en todos sus parámetros, tanto metabólicos como de tamaño”, añade Vicente.
Los límites de la vida y de la demanda biológica de energía interesan a los científicos “y están mucho más allá de lo que habíamos imaginado”, comenta en Nature Bo Jorgensen, uno de los organizadores del congreso celebrado este mes en Aarhus precisamente sobre microenergía.
Si hay organismos capaces de vivir en la Tierra en entornos extremadamente pobres en nutrientes, sin apenas oxígeno... ¿No podrían igualmente proliferar formas de vida en las inhóspitas condiciones similares que ofrecen otros lugares del universo?
Marte es el mejor candidato entre los lugares accesibles para estudiar el asunto y la posibilidad de vivir protegido bajo el suelo allí resulta especialmente atractiva. En el planeta rojo la atmósfera, mucho más tenue que la terrestre, apenas ofrece protección frente a la nociva radiación solar, por lo que cualquier forma de vida buscaría refugio en el subsuelo. Además, si hubo agua en el pasado en Marte y ahora no la hay en la superficie (excepto en forma de hielo en los casquetes polares), podría conservarse algo bajo el suelo. El entorno marciano, para los estándares de vida terrestres, es extremo, así que los descubrimientos en los últimos años de organismos extremófilos aquí han expandido las hipótesis de formas de vida en Marte.
Un nuevo vehículo robot de la NASA, el Curiosity, se acerca al planeta rojo; llegará el próximo agosto y su objetivo es precisamente averiguar si aquel entorno ofrece o pudo ofrecer en el pasado, condiciones aptas para alguna forma de vida.

miércoles, 23 de mayo de 2012

UNA AVISPA ESPAÑOLA EN EL TOP 10 DE NUEVAS ESPECIES 2012

agenciasinc.es

El Instituto Internacional para la Exploración de Especies de la Universidad Estatal de Arizona (EE UU) ha anunciado hoy su Top 10 de nuevas especies animales y vegetales 2012. El mono que estornuda cuando llueve, el hongo Bob Esponja, la avispa parásita española o la orquídea que florece de noche forman parte de esta lista.

Kollasmosoma sentum. Imagen: C. van Achterberg

El Instituto Internacional para la Exploración de Especies de la Universidad Estatal de Arizona (EE UU) y un comité internacional de científicos ha anunciado hoy su selección de las 10 nuevas especies más curiosas y raras descritas en 2011.
"El Top Ten es una llamada de atención sobre la crisis de la biodiversidad, los exploradores de especies y los museos que continúan con una tradición de 250 años de descubrimientos y descripción de las millones de especies de plantas, animales y microbios con los que compartimos este planeta", declaró Quentin Wheeler, entomólogo que dirige el Instituto.
En los primeros puestos de la lista de este año se encuentran una nueva especie de mono, el Rhinopithecus strykeri de nariz chata, que estornuda cuando llueve; la medusa Tamoya ohboya, hermosa pero venenosa, el “Gusano del Diablo” (Halicephalobus mephisto) descubierto a 1,3 kilómetros de profundidad en una mina de oro de Sudáfrica; y un hongo con nombre de personaje de dibujos animados que huele a fruta.
El listado de estas 10 nuevas especies también incluye una orquídea cuya flores se abren en torno a las diez de la noche (Bulbophyllum nocturnum), un fósil animal de una especie extinta conocida como “cactus andante” por su apariencia, y una pequeña avispa parásita, denominada Kollasmosoma sentum, que sobrevuela el suelo de Madrid para depositar sus huevos en las hormigas.
La completan una amapola amarilla de Nepal (Asia) que florece en otoño, un ciempiés gigante y una tarántula azul de Brasil “impresionantemente bella”, la Pterinopelma sazimai.
"Son especies que llaman nuestra atención porque son inusuales o porque tienen rasgos que las hacen extrañas. Algunas de las nuevas especies tienen nombres interesantes, otras resaltan lo poco que realmente conocemos acerca de nuestro planeta", explicó Mary Liz Jameson, profesor asociado de la Universidad Estatal de Wichita (EE UU), que presidió el comité internacional.
Los miembros de este comité hicieron su selección entre más de 200 especies. Esta es la quinta edición de la lista, que se lanza el 23 de mayo coincidiendo con el aniversario del nacimiento de Carlos Linneo, botánico sueco responsable del sistema moderno de denominación y clasificación de plantas y animales.

martes, 22 de mayo de 2012

EL ORIGEN GENÉTICO DE LOS PERROS SIGUE SIENDO UN MISTERIO

agenciasinc.es

Hasta ahora las razas de perro como el husky siberiano, el galgo afgano o el chow chow eran consideradas antiguas porque se pensaba que derivaban de los primeros perros domesticados. Un estudio internacional, que ha analizado los genomas de perros modernos y lobos, demuestra ahora que en realidad no son ancestrales sino que han estado aisladas geográficamente.


El dingo era considerado una raza antigua. Imagen: Wikipedia.

El perro es el primer animal domesticado pero aún se desconoce cuándo, cómo y por qué empezó ese proceso de domesticación. Aunque hay signos de que pudo empezar hace unos 15.000 años en Europa, Iraq, China y la península de Kamchatka (Rusia), las razas de canes no alcanzaron todos los continentes hasta hace unos 1.400 años, y no fue hasta el siglo XIX que la gran mayoría de las razas actuales empezaron a establecerse en Europa.
Para comprobar el valor de los datos genéticos modernos, un equipo internacional de científicos publica esta semana en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) el análisis de 49.024 variaciones individuales de ADN –llamados SNPs– de 19 lobos (Canis lupus) y 1.375 perros (Canis lupus familiaris) de 35 razas.
“Las razas que se consideraban antiguas no comparten un linaje directo con los primeros perros domesticados”, señala a SINC Greger Larson, autor principal del estudio, e investigador en el departamento de Arqueología de la Universidad de Durham (Reino Unido).
Según Carles Vilà, uno de los autores e investigador de la Estación Biológica de Doñana (EBD-CSIC), “es común preguntarse qué razas son las ancestrales, padres de todas las demás y especialmente cercanas al lobo. Este estudio muestra que no se puede hablar de razas ancestrales”.

Razas ancestrales, a debate

Tras comparar los datos genómicos con los restos arqueológicos más antiguos del perro, los investigadores llegaron a la conclusión de que ninguna de las 14 razas consideradas antiguas por su diferenciación genética (akita, alaska malamute, galgo afgano, husky siberiano, chow chow, shar-pei, entre otros) procede de regiones en las que se encontraron los restos antiguos de perro.
“Estas supuestas razas antiguas provienen de zonas donde no había lobos (como Australia y África). Además, los restos de perros encontrados en estas zonas fuera de la distribución del lobo son relativamente recientes (de hace 1.000 y 2.000 años), mientras que en otras zonas se han encontrado restos de perros de hace 15.000 años”, asegura a SINC el investigador español.
“Algunas razas como los basenjis, dingos y perros cantores de Nueva Guinea pueden parecer antiguas porque tienen una señal genética que es diferente de la mayoría de las razas europeas”, indica Larson quien añade que llamarlas antiguas “es inapropiado ya que la única razón por la que parecen antiguas es porque no han sido cruzadas recientemente con razas europeas”.
Estas tres razas se descubrieron en áreas fuera del rango natural de los ancestros salvajes del perro –el lobo gris (Canis lupus) – y las otras razas eran de regiones donde los perros llegaron recientemente.
Según los autores, la característica común de todas las razas antiguas genéticamente distintas es la ausencia de cruce con otras razas, y todo aislamiento geográfico o cultural desde que se empezaron a formar las razas en Europa en el siglo XIX. “La característica común entre ellas es que parecen diferentes porque todas proceden de lugares remotos”, apunta el científico.
“Para la mayoría de las razas modernas este aislamiento solo se consiguió cuando se fundaron las sociedades caninas a mediados del siglo XIX e inicios del XX”, afirma Vilà quien añade que desde entonces, para que un perro se considere miembro de una raza, tanto el padre como la madre deben ser miembros registrados de esa raza.

Comparar ADN de razas modernas y antiguas

Pero para el investigador de la Estación Biológica de Doñana, “todos los perros han experimentado una cantidad tan grande de cruces que ya no somos capaces de encontrar el camino de vuelta hacia sus orígenes y, probablemente, su comportamiento y su aspecto actual resultarían extraños para los antepasados humanos que vivieron hace sólo unos pocos siglos”.
Como las tecnologías para secuenciar el ADN han mejorado, los análisis comparativos genéticos y los genomas de antiguos perros podrían ayudar a revelar la historia de los perros domesticados, porque “los estudios genéticos de las razas modernas no han sido capaces de explicar la historia del origen de la domesticación de los perros”, dice Larson.
“No podemos basarnos únicamente en estudios sobre los perros modernos para explicar el origen de los canes, pero las nuevas técnicas que están ahora disponibles (incluidas las de antiguo ADN), pronto podrían responder a estas cuestiones fundamentales”, concluye el experto.
Para el científico español, “el estudio genético de perros modernos no es suficiente para investigar el origen de las razas”.

Referencia bibliográfica:

Greger Larson et al. “Rethinking dog domestication by integrating genetics, archeology, and biogeography” Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 21 de mayo de 2012 DOI: 10.1073/pnas.1203005109

lunes, 21 de mayo de 2012

UNA VENTAJA CRUCIAL DE LOS MAMÍFEROS SOBRE LOS DINOSAURIOS

noticiasdelaciencia.com

La estrategia reproductiva de los dinosaurios marcó el principio del fin, según las conclusiones a las que se ha llegado en un nuevo estudio. El hecho de que los dinosaurios pusieran huevos hizo que tuvieran una desventaja considerable en comparación con los mamíferos vivíparos.


El hecho de que los dinosaurios pusieran huevos hizo que tuvieran una desventaja considerable en comparación con los mamíferos vivíparos. (Foto: Universität Zürich; Jeanne Peter)

Una madre dinosaurio de cuatro toneladas pesaba 2.500 veces más que su bebé recién salido del huevo.
A modo de comparación, un elefante madre con un peso de cuatro toneladas tan sólo pesa 22 veces más que su elefantito recién nacido.
En otras palabras, los bebés de las especies de mamíferos de gran tamaño nacen siendo significativamente grandes.
La espectacular diferencia de tamaños entre los dinosaurios recién salidos del huevo y sus padres respondía al hecho de que hay límites en el tamaño que pueden alcanzar los huevos. Después de todo, un huevo de mayor tamaño requiere de un cascarón más grueso, y como el embrión necesita que le llegue oxígeno a través de la cáscara, al final ni el cascarón ni el huevo pueden crecer más. En consecuencia, las crías de dinosaurio recién salidas del huevo no podían ser tan grandes como las de las especies de mamíferos de gran tamaño.
Un equipo de especialistas, integrado por Daryl Codron y Marcus Clauss de la Universidad de Zúrich en Suiza, y sus colegas de la Sociedad Zoológica de Londres, ha analizado ahora qué consecuencias pudo tener estaLa conclusión es que, a través de una cadena de efectos poblacionales y ecológicos, los dinosaurios debían afrontar, en comparación con los mamíferos, más dificultades en su ciclo de vida desde que salían del cascarón hasta que alcanzaban el tamaño adulto, y que ello, cuando las condiciones del entorno se volvieron más hostiles, se convirtió en una especie de Talón de Aquiles para los dinosaurios, contribuyendo así, y quizá de modo decisivo, a la extinción de estas bestias que dominaron el mundo.
Los mamíferos, en cambio, prosperaron, y hoy en día se puede considerar que ocupan, sobre todo el Ser Humano, el trono que en el pasado ocuparon los dinosaurios. marcada diferencia de tamaños entre crías y adultos.

sábado, 19 de mayo de 2012

LOS SECRETOS DE LA EFICIENCIA DE VUELO DE LOS MURCIÉLAGOS

noticiasdelaciencia.com

Tanto con la construcción de una máquina voladora como con la evolución natural de un ser volador, hay presión para optimizar la eficiencia. Un nuevo análisis realizado por biólogos, físicos e ingenieros revela el grado sutil pero importante al que esa presión ha dado forma a las alas de los murciélagos.


Murciélago. (Foto: Breuer and Swartz/Brown University)

Las observaciones y cálculos que este grupo de especialistas ha realizado muestran que los murciélagos al flexionar sus alas hacia dentro durante el movimiento hacia arriba efectuado por el ala, usan sólo el 65 por ciento de la energía inercial que emplearían si se mantuvieran sus alas completamente extendidas. A diferencia de los insectos, los murciélagos tienen alas pesadas y musculosas con articulaciones flexibles semejantes a las de una mano.
El estudio, llevado a cabo por el equipo de Sharon Swartz, Kenneth Breuer, Attila Bergou y Daniel Riskin, de la Universidad Brown, en Providence, Rhode Island, Estados Unidos, sugiere que los murciélagos usan su flexibilidad para compensar esa masa.
La masa del ala es importante, pero a menudo se pasa por alto en los análisis de eficacia de vuelo. Lo común es tener más en cuenta la sustentación en el aire y la resistencia al avance, y dejar de lado la medición de la energía necesaria para mover las alas.
Siempre se ha pensado que los murciélagos sólo flexionan hacia dentro sus alas al moverlas hacia arriba para así reducir la resistencia al avance ejercida por el aire. Aunque obviamente esa forma de flexionar las alas reduce dicha resistencia, la importancia evolutiva de este rasgo de la técnica de vuelo de los murciélagos no parece estar tanto en la cuestión aerodinámica en sí, sino en el ahorro energético derivado de ello.
Los resultados de la nueva investigación permitirán conocer mejor los entresijos del vuelo de los murciélagos y de algunos pájaros. Y también podrían tener aplicaciones para el diseño de pequeños robots voladores que en vez de comportarse como aviones o helicópteros logren una mayor eficiencia batiendo alas flexibles, a imitación de los murciélagos. Este posible campo de aplicación no es una mera especulación, como lo demuestra el hecho de que la investigación la ha financiado la USAF (Fuerza Aérea Estadounidense).
La clave es que a un vehículo con alas pesadas y que no deba volar a velocidades muy grandes le puede beneficiar mucho en términos de ahorro energético flexionar las alas hacia dentro al moverlas hacia arriba

viernes, 18 de mayo de 2012

LOS SURTIDORES DE METANO DEL FONDO MARINO SIRVIERON DE OASIS PARA LOS AMMONITES

noticiasdelaciencia.com

Se ha descubierto que los ammonites, un grupo extinto de invertebrados marinos emparentados evolutivamente con los calamares, los pulpos y los nautilos, se aposentaron en los singulares ambientes que rodeaban los surtidores de metano en el mar que en su día cubría a las Grandes Llanuras de la región central de Estados Unidos.


Fósiles encontrados cerca de un antiguo surtidor de metano. (Foto: AMNH/S. Thurston)

Los ammonites aparecieron hace unos 400 millones de años (a principios del Período Devónico) y experimentaron una súbita y prolífica diversificación evolutiva en el Jurásico temprano. De hecho, los ammonites se convirtieron en una parte tan abundante y diversa de la fauna marina, que hoy son, para los paleontólogos, los clásicos fósiles "índice" utilizados para determinar la edad relativa de las rocas.
Las formaciones geológicas presentes en algunas zonas de Dakota del Sur, Wyoming y Montana se formaron por la deposición de sedimentos en el mar que dividía en dos a Norteamérica durante el Cretácico Tardío, hace entre 80 y 65 millones de años. Estas formaciones son destinos populares para los paleontólogos que buscan fósiles de muchos tipos, desde huesos de dinosaurio, hasta conchas de almejas. En los últimos años, varios grupos de investigadores han centrado su atención en grandes montículos de material fosilizado presentes en estas áreas. En tales puntos, hace millones de años, fluidos ricos en metano pasaban a través de los sedimentos del fondo marino.
El equipo de Neil Landman, conservador en la División de Paleontología del Museo Americano de Historia Natural, en la ciudad de Nueva York, ha llegado a la conclusión de que esos surtidores de metano fueron pequeños oasis en el fondo marino, ecosistemas de dimensiones modestas pero esencialmente autosostenibles. Se han encontrado miles de esos antiguos surtidores marinos en el lecho del antiguo mar, y la mayoría acogió una fauna bastante rica, que incluyó, como se ha verificado ahora, a los ammonites.
En la región de las Colinas Negras (o las Black Hills en inglés), de Dakota del Sur, Landman e investigadores del Museo de Historia Natural de las Colinas Negras en Hill City, Dakota del Sur, la Escuela de Minas y Tecnología del mismo estado, la Universidad de Stony Brook, en el estado de Nueva York, el Brooklyn College en Nueva York, y la Universidad del Sur de Florida en Tampa, están investigando un antiguo surtidor de 74 millones de años, que acoge fósiles muy bien conservados.
La mayoría de los surtidores han sido erosionados considerablemente durante los últimos 70 millones años. Sin embargo, este surtidor forma parte de un precipicio cuya parte frontal se desplomó recientemente. El desmoronamiento de esa estructura geológica dejó al descubierto conchas de todo tipo de criaturas marinas.
Mediante el estudio de estas conchas bien preservadas, los investigadores trataron de determinar el papel de los ammonites en este singular ecosistema. Analizando la abundancia de isótopos de carbono, oxígeno, y estroncio, el grupo hizo un descubrimiento sorprendente: Los ammonites del surtidor, que antes se creía que simplemente transitaban por allí cuando los sorprendió la muerte, en realidad habían transcurrido toda su vida en ese entorno.
Se tiende a considerar que los ammonites eran animales muy dinámicos, que se desplazaban de un sitio a otro muy a menudo. Esa es una característica que los distingue de otros moluscos que tienden a permanecer fijos en un punto del fondo del mar. Pero, para sorpresa de los investigadores, los análisis demuestran que estos ammonites, aunque podían desplazarse, al parecer pasaron toda su vida en las inmediaciones del surtidor, constituyendo una parte importante de la comunidad de seres de distintas especies allí congregados.

DESCUBREN EN ÁMBAR LA PRIMERA EVIDENCIA DE POLINIZACIÓN

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Hace 110 millones de años, en plena era de dinosaurios, un grupo de insectos que transportaba polen quedó atrapado en gotas de resina. Eran cuatro hembras de tisanópteros —o trips—, con el cuerpo recubierto de granos de polen, que se han conservado hasta ahora en una pieza de ámbar de Álava. Se trata de la evidencia de polinización más antigua conocida hasta hoy, y la única del Mesozoico (hace entre 250 y 65 millones de años).


Reconstrucción de Gymnopollisthrips sobre un órgano ovulífero de un gingko extingido. Imagen: Enrique Peñalver

Los expertos Enrique Peñalver y Eduardo Barrón, del Instituto Geológico y Minero de España (IGME); Xavier Delclòs, del departamento de Estratigrafía, Paleontología y Geociencias Marinas de la Universidad de Barcelona (UB); y Carmen Soriano, del Laboratorio Europeo de Radiación Sincrotrón, entre otros, presentan este nuevo hallazgo: cuatro hembras de tisanópteros conservadas en ámbar de Álava desde hace entre 105 y 110 millones de años, con el cuerpo cubierto de polen de gimnospermas.
El fósil principal se digitalizó con holotomografía de sincrotrón en Grenoble (Francia) para conocer la distribución de los granos de polen en el cuerpo, de manera que se generó una película que permitía apreciar en tres dimensiones este diminuto fósil y el polen que transportaba.
Según el estudio que se publica en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), una de las hembras quedó atrapada en la resina cuando transportaba 140 granos, mientras que otra transportaba 137 granos. Estos insectos, de menos de dos milímetros de longitud, presentan en su cuerpo unos pelos con pequeños anillos seriados, que no se habían visto nunca antes, que facilitan la recogida y transporte del polen. Estos pelos son similares a los pelos plumosos del cuerpo de las abejas, que realizan la misma función.
Los investigadores también han encontrado machos, pero sin estos pelos y sin polen. Los insectos se han descrito dentro de un nuevo género cuyo nombre, Gymnopollisthrips, hace referencia a las gimnospermas, al polen y a los trips. A partir del conjunto de fósiles, los expertos han descrito dos especies, G. minor y G. maior.
Este género extinto, Gymnopollisthrips, pertenece a una familia que existe actualmente, la Melanthripidae. Todos los datos, incluido el de la cantidad de granos transportados por cada hembra, indican que los Gymnopollisthrips eran un eficiente polinizador, a la altura de los polinizadores de angiospermas actuales más eficientes.
 Las plantas necesitan intercambiar el polen para reproducirse, y los insectos son la vía más eficiente. En la actualidad, existen unas 200.000 especies de animales polinizadores, la mayoría de ellos insectos.
La polinización por insectos —especialmente mariposas, abejas y moscas— es un proceso que siempre se asocia a las plantas con flores (angiospermas), de las que actualmente hay más de 240.000 especies. Los tisanópteros son unos insectos diminutos, considerados polinizadores poco eficientes durante mucho tiempo, que se alimentan generalmente de tejidos vegetales y polen —normalmente de angiospermas.

¿Qué tipo de polen transportaban los insectos? 

La polinización de gimnospermas por parte de insectos es un fenómeno muy raro. Las gimnospermas actuales, como los pinos, los abetos, las araucarias y las cicas, polinizan a través del viento, que transporta el polen al azar. Hace 110 millones de años, en pleno Cretácico (hace entre 135 y 65 millones de años), los bosques estaban constituidos principalmente por gimnospermas, y las angiospermas eran una minoría.
En ese periodo, las gimnospermas resiníferas produjeron mucha cantidad de resina, que ahora se encuentra fosilizada en forma de ámbar, por ejemplo en las piezas de Álava. El estudio concluye que el polen, perteneciente al grupo Cycadopites, pudo producirlo algún tipo de ginkgo o de cica, que actualmente son grupos relictos.
De los ginkgos, ahora solo sobrevive una especie, el Ginkgo biloba, que se considera un fósil viviente. Los granos de polen de esta especie son muy pequeños, de unas 20 milésimas de milímetro, y debían de tener una superficie con cierta capacidad adherente, según se desprende de los agrupamientos observados en el ámbar. Estos dos rasgos son característicos del polen que precisa de los insectos para dispersarse a otras flores.
Por otra parte, se conocen cicas polinizadas por escarabajos y trips. El único caso conocido de un género de trips que poliniza exclusivamente un grupo de cicas se da en Australia. Pero el hallazgo en ámbar español no está relacionado con estos casos australianos, aunque parezca lo contrario. 

La polinización de los insectos del Cretácico

Según los expertos, los pelos anillados para recolectar y transportar el polen no surgieron por una presión de selección evolutiva para la polinización. Respecto a los insectos, la polinización que producían debía de ser accidental, aunque el proceso sí debía de implicar cierta presión selectiva para la planta. El beneficio para los trips únicamente se puede comprender si transportaban polen para alimentar a sus larvas.
Eso sugiere que estas nuevas especies debieron de formar colonias con cierta sociabilidad. Este fenómeno, desde la subsociabilidad hasta la verdadera sociabilidad, se ha descrito en algunas especies de trips actuales. No obstante, los fósiles en ámbar encontrados en el norte de España no aportan ningún dato más sobre las posibles características de las colonias.
Aun así, es más probable que las larvas habitasen en los órganos ovulíferos de algún tipo de ginkgo, donde podrían congregarse y hallar un medio protegido. En los yacimientos españoles de ámbar de esa época se encuentran muchos restos de hojas y órganos ovulíferos de un tipo de ginkgo extinto. 

Una revolución en los ecosistemas terrestres 

La evolución conjunta de las angiospermas y los insectos supuso un gran éxito y determinó el desplazamiento de las gimnospermas debido a una intensa competencia. Esta revolución en los ecosistemas terrestres estaba en sus inicios cuando se produjo la resina que originó el ámbar en España.  
Únicamente el ámbar puede mostrar un comportamiento conservado con tanto detalle tras millones de años, como es esta secuencia del proceso de polinización por insectos.
Este hallazgo indica que los trips pudieron constituir uno de los primeros grupos de insectos polinizadores de la historia geológica, mucho antes de que algunos de ellos pasaran a ser polinizadores de las angiospermas.
Los ejemplares del nuevo estudio publicado en el PNAS pertenecen a la colección del Museo de Ciencias Naturales de Álava. Su investigación ha sido posible gracias al apoyo de la Diputación Foral de Álava y a la financiación de un proyecto de I+D del Ministerio de Economía y Competitividad.

jueves, 17 de mayo de 2012

LA PROMISCUIDAD DE LAS MARIPOSAS MEJORA SU SUPERVIVENCIA

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Un equipo internacional de investigadores ha secuenciado por primera vez el genoma de la mariposa del cartero (Heliconius melpomene). Los resultados, publicados esta semana en Nature, demuestran que la reproducción entre diferentes especies de lepidópteros ha contribuido al intercambio de colores para perfeccionar su mimetismo.


Un ejemplar de la mariposa secuenciada (Heliconius melpomene). Imagen: Chris Jiggins (Universidad de Cambridge)

Un total de 80 investigadores de 32 centros de investigación de universidades e instituciones de ocho países han trabajado en la secuenciación del genoma de la mariposa del cartero (Heliconius melpomene).
“Creemos que las mariposas prefieren aparejarse con individuos de su propia especie”, aclara a SINC James Mallet, investigador de la Universidad de Harvard (EE UU), y coautor de la secuenciación del genoma de la mariposa del cartero obtenida por el consorcio internacional del Genoma de Heliconius.
Sin embargo, según el estudio que publica Nature, hay mariposas que en ocasiones se reproducen con miembros de otras especies (Heliconius timareta y Heliconius elevatus). Con ellos comparten genes asociados al diseño de los colores de sus alas, cuya composición cromática mejora la habilidad para asemejarse al entorno.
Las mutaciones genéticas son el mecanismo adaptativo común de las especies animales. En el caso de los insectos, los científicos sugieren que la hibridación (intercambio de información genética entre dos especies) facilita la supervivencia. Las mariposas habrían mejorado de este modo su mimetismo.
Para los investigadores, este proyecto cambia la forma de entender la adaptación. “A la especie le sale más a cuenta hibridarse con otras para conseguir patrones de colores, que tener que evolucionar desde cero”, certifica Kanchon Dasmahapatra, investigador del University College de Londres (Reino Unido).
El objetivo de la secuenciación es “entender los orígenes de la biodiversidad en la mayoría de ecosistemas terrestres, como en la selva tropical del Amazonas”, explica Mallet quien añade que el equipo está interesado en conocer diferentes aspectos de la mariposa, como la fluctuación de genes entre especies y su comportamiento reproductivo.

‘Mariposear’ con los genes

Los investigadores eligieron esta mariposa, que pertenece a un género de 43 especies distintas, porque gran parte de la investigación del género Heliconius se centra en esta especie y sus parientes más cercanos, “aparte de que tiene un genoma menor”, señala a SINC James Mallet, de la universidad de Harvard (EE UU).
Los científicos sospechaban que las tres especies Heliconius melpomene, Heliconius timareta y Heliconius elevatus eran lo suficientemente cercanas como para hibridarse ocasionalmente. Según Mallet, entre uno de cada mil y uno de cada diez mil ejemplares recolectados en el medio silvestre son híbridos.

Referencia bibliográfica:

The Heliconius Genome Consortium. “Butterfly genome reveals promiscuous exchange of mimicry adaptations among species”. Nature 7398 (485): 1-5, 16 de mayo de 2012. DOI: 10.1038/nature11041

miércoles, 16 de mayo de 2012

ACTIVACIÓN DE DEFENSAS EN VEGETALES MEDIANTE EL SENTIDO DEL TACTO

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Un nuevo estudio ha revelado que bastantes vegetales son capaces de valerse de su sentido del tacto para protegerse contra algunas amenazas. Cuando estas plantas notan que las están tocando, asumen, y suele ser cierto, que se trata de insectos herbívoros u otras amenazas parecidas. Su reacción consiste en activar ciertas defensas químicas que las ayudan a protegerse de insectos y hongos.


Una oruga se pasea por encima de una planta. (Foto: Rice U.)

En el estudio se ha comprobado que tocar mucho a una planta hace que ésta se ponga en guardia y eleve sus niveles de defensas químicas.
El equipo de Wassim Chehab, del Departamento de Bioquímica y Biología Celular de la Universidad Rice, en Houston, Texas, ya sabía por estudios anteriores que los vegetales modifican su crecimiento en reacción al tacto, pero ignoraba el alcance total de la respuesta.
En la nueva investigación se utilizó como planta modelo a la Arabidopsis thaliana, común en estudios sobre vegetales, para verificar la idea de que la alteración en el crecimiento inducida por el tacto era regulada por una hormona vegetal llamada jasmonato.
El jasmonato desempeña un papel crítico en la activación de las defensas de los vegetales contra insectos herbívoros. Cuando aumentan los niveles de jasmonato, la planta incrementa la producción de metabolitos que provocan problemas digestivos a los herbívoros. Las defensas del jasmonato, que también protegen contra algunas infecciones por hongos, son empleadas por casi todos los vegetales, incluyendo a especies como el arroz, el maíz y el tomate. Este estudio brinda la primera evidencia de que estas defensas se activan cuando las plantas son tocadas. En el estudio, eran alumnos universitarios los que tocaban a las plantas en un laboratorio, pero los investigadores asumen que esta misma respuesta es la que habrían tenido estas plantas si hubieran sido tocadas por animales, incluyendo a insectos, y probablemente también por el viento.
Las plantas no pueden moverse, así que tiene su lógica evolutiva que posean un sentido del tacto muy desarrollado para poder reaccionar con rapidez ante cambios en su entorno, tal como razona Janet Braam, del equipo de investigación y catedrática del citado departamento de la Universidad Rice. En un experimento de una investigación anterior, ella y sus colegas usaron herramientas de la biotecnología para producir una planta que brillaba en los lugares en que era tocada. También mostraron que las plantas de Arabidopsis que eran tocadas muy a menudo, crecían mucho menos y más despacio.
En este nuevo trabajo, se ha comprobado que el jasmonato interviene en esta respuesta de crecimiento en la Arabidopsis. Se ha verificado también que las plantas que son tocadas repetidamente, tienen niveles altos de jasmonato, y por tanto son más resistentes a los ataques de hongos e insectos.
Las plantas no basan su producción de jasmonato sólo en el sentido del tacto, sino también en otras señales, pero el sentido del tacto ejerce un papel muy importante.
En la investigación también han trabajado Chen Yao, Zachary Henderson y Se Kim, de la Universidad Rice.

LA ESTRATEGIA DE LAS ORUGAS QUE SE DEFIENDEN DE SUS ATACANTES VOMITÁNDOLES ENCIMA

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Algunos animales tienen modos extraordinarios para defenderse contra sus enemigos. De entre los que se valen de medios químicos, muchos emplean venenos. Sin embargo, las orugas de la mariposa Pieris brassicae, conocida, entre otros nombres populares, como mariposa de la col, se protegen de sus depredadores vomitándoles encima.


Una oruga regurgitando. (Foto: Dr Mike Speed)

Estas orugas, como ocurre en muchas otras especies que tienen defensas antidepredador, viven en grupos para que el número de individuos les brinde más seguridad. Sin embargo, muchos estudios han mostrado que muy a menudo el tamaño de un grupo no influye sobre la probabilidad de sobrevivir.

¿Por qué?

Un nuevo estudio, realizado por el equipo de Andrew Higginson, de la Universidad de Bristol, y Mike Speed, de la Universidad de Liverpool, ambas instituciones en el Reino Unido, ha permitido encontrar la respuesta.
Esas orugas están menos dispuestas a recurrir a su singular mecanismo de defensa cuando están en grupo que cuando están solas. Esa reticencia es suficiente para anular los beneficios derivados de estar en un grupo.
Las orugas de esta especie tienen motivo para usar con moderación su arma de regurgitación defensiva, ya que perder alimento a través del vómito ralentiza el crecimiento, reduce las probabilidades de supervivencia e incluso disminuye la capacidad de reproducción de las hembras al reducir el número de huevos.
Como la regurgitación defensiva es muy costosa, a un individuo le conviene más que sea uno de sus hermanos quien vomite para disuadir a un depredador. Por tanto, algunos individuos parecen estar dispuestos a correr el riesgo de no invertir en la costosa defensa y explotar la posibilidad de que otro sujeto lleve a cabo la acción defensiva en su lugar.
Este estudio ayudará a conocer mejor las defensas de muchas orugas e insectos similares, varios de los cuales son plagas importantes de los cultivos. A la postre ayudará en el diseño de métodos más sostenibles de reducir las pérdidas en las cosechas que experimentan los agricultores.

lunes, 14 de mayo de 2012

LOS HUMEDALES DEGRADADOS TARDAN 30 AÑOS EN RESTAURARSE

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Los humedales son unos de los ecosistemas más productivos que existen en el planeta, no obstante, la acción humana destruyó aproximadamente la mitad de su extensión mundial a lo largo del siglo XX. Una investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en España revela que estas formaciones degradadas tardan una media mínima de 30 años en recuperar su estructura y funcionamiento. Los humedales de nueva creación requieren, aproximadamente, el mismo periodo de tiempo hasta llegar a ser autosuficientes.


Surgencia de agua subterránea en los Ojos de Monreal (Teruel, NE. España). (Foto: CSIC)

“Cada indicador de recuperación evoluciona de forma distinta. Se recuperan antes los flujos de agua que la comunidad biológica, y ésta antes que los ciclos biogeoquímicos, pero las condiciones mínimas de viabilidad se alcanzan cuando se estructura la comunidad biológica vegetal, lo que suele tardar unos 30 años”, explica el investigador del Instituto Pirenaico de Ecología del CSIC Francisco Comín, que ha participado en el trabajo.
La investigación, publicada en la revista PLoS Biology, se basa en el análisis de los datos disponibles de la biología, la hidrología y la bioquímica de 621 humedales (entre los que se incluyen turberas, manglares, llanuras de inundación, saladares y lagunas) del mundo, tanto restaurados como de nueva creación; y la comparación con otros 556 humedales de referencia. En muchos casos, la información existente se remonta a más de 100 años.
Comín explica: “Es imposible recuperar el 100% de las características de un humedal ya que la naturaleza no pasa dos veces por el mismo estado, pero sí puede alcanzarse una reparación exitosa con características que, aunque no sean iguales que las iniciales, sí cumplen la misma función”.
Entre los hallazgos relevantes del artículo, el equipo ha descubierto que los humedales de mayor tamaño (con una extensión superior a un kilómetro cuadrado) se recuperaron antes que los más pequeños. Del mismo modo, aquellos situados en climas cálidos y tropicales también experimentaron una restauración más rápida que los de ambientes fríos, cuyas características de referencia no se alcanzan antes de los 50 años.
Por su parte, las masas de agua conectadas a otros regímenes hidrológicos mayores recobraron sus niveles biológicos y bioquímicos originales después de 20 años y 30 años respectivamente. Por el contrario, los humedales aislados no han logrado alcanzar el nivel de origen en estas variables después de 50 años. Por ello, Comín recomienda “investigar nuevas estrategias y técnicas de restauración que aceleren la recuperación de las funciones y servicios de los humedales”.
Dada la enorme pérdida de humedales que ha sufrido el planeta y los servicios que aportan estos ecosistemas, es fundamental aplicar técnicas adecuadas de creación y recuperación de este tipo de espacios. El investigador del CSIC denuncia que “los planes de restauración actuales no suelen contar con una base científica”. Comín explica: “Normalmente, se ejecuta una obra sencilla, como una revegetación o una reconexión hídrica, pero no se asegura la funcionalidad de estas medidas a largo plazo”.
En diciembre de 2000, España traspuso la Directiva Marco de Agua (DMA), una norma europea que obliga a que todas las masas de agua del territorio se encuentren en buen estado de conservación para 2015. Comín, además, propone la creación de un Plan Nacional de Recuperación de Humedales asociado a una estrategia de desarrollo sostenible del medio rural. Según el investigador del CSIC, “aparte de los servicios ambientales que cumplen estos ecosistemas como la fijación de carbono y la regulación de los ciclos de agua; también aportan importantes valores productivos, recreativos y culturales”.

Este trabajo ha sido dirigido por las Universidades de California en Berkeley y la de Stanford (ambas en EEUU) y ha contado con la colaboración del Museo Nacional de Historia Natural de París (Francia). (Fuente: CSIC)

domingo, 13 de mayo de 2012

¿POR QUÉ NOS FASCINAN LOS DINOSAURIOS?

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“Los dinosaurios representan el linaje de animales que dominaron la Tierra antes que nosotros”. Según el paleontólogo y divulgador José Luis Sanz, esta es una de las razones por las que estos reptiles que habitaron el planeta durante 160 millones de años despiertan tanto interés y generan tanta inquietud. Pero, ¿cómo sabemos todo lo que sabemos de ellos? Sanz ha contestado a esta pregunta ante las más de 400 personas de todas las edades que han asistido a la conferencia inaugural del 17º aniversario del Parque de las Ciencias.


José Luis Sanz, junto a los restos fósiles del Concavenator corcovatus que se exponen en 'Tyrannosaurus rex' en el Parque de las Ciencias. Imagen: Parque de las Ciencias.

La respuesta está en la gran variedad de registros fósiles que los dinosaurios han dejado en las rocas sedimentarias del Mesozoico (hace entre 250 y 65 millones de años). “A través de los diferentes documentos fósiles que existen -huesos, huevos y nidos, coprolitos (excrementos), icnitas (huellas fósiles de dinosaurios), gastrolitos y contenido digestivo, marcas de depredación y tejidos y estructuras no esqueléticas- podemos conocer cómo eran y cómo vivían, qué tamaño tenían, sus patrones de comportamiento e incluso a la velocidad a la que se desplazaban”, explica el paleontólogo de la Universidad Autónoma de Madrid, José Luis Sanz.
Se trata de una información cada vez más amplia y exhaustiva gracias a la aplicación de nuevas tecnologías. En este sentido, Sanz ha destacado dos: la utilización de los sistemas de escaneado en rayos X y las tecnologías de realidad aumentada adaptada a la paleontología que permiten reconstruir los esqueletos, determinar la musculatura e incluso saber cuál era su peso aproximado.
En los últimos meses también se han producido descubrimientos que ayudan a profundizar aún más en el conocimiento de estos animales. Entre ellos, Sanz se ha referido a las últimas publicaciones científicas sobre el color del plumaje de tres especies de dinosaurios, un hallazgo que se ha producido a partir del análisis de los melanosomas que han conservado en el sistema tegumentario (órgano que sirve de protección externa al cuerpo de los animales, con varias capas y anejos como glándulas, escamas, pelo y plumas).

El Aragosaurus en España

Gracias al desarrollo de la paleontología y de la dinosaurología -la disciplina que estudia este grupo de especies- en España se han descubierto más de una decena de dinosaurios. La mayor parte de los restos fósiles se han encontrado en Aragón, Castilla la Mancha, Valencia, Cataluña y Castilla León.
Sanz es el autor del descubrimiento del primer dinosaurio que se nombró en España: el Aragosaurus. Este hallazgo se produjo en 1984 y, desde entonces, esta disciplina “ha experimentado una gran evolución en España con aportaciones científicas muy importantes que desvelan cada vez más datos sobre una de las especies que más fascinan al ser humano”.
La evolución de esta disciplina depende en gran medida del “clamor popular y de la fascinación que despiertan estos reptiles en todos los públicos” y para ello es imprescindible contar con la colaboración de los museos que son los que “generan opinión e inquietud científica en los ciudadanos”, ha aseverado.
Así, se ha referido al valor que tienen propuestas como la exposición ‘Tyrannosaurus rex’ que aúnan la fascinación y el rigor científico para que todos los públicos “conozcan mejor a los dinosaurios y valoren la importancia de esta ciencia básica”, ha añadido.

sábado, 12 de mayo de 2012

CADA COMUNIDAD DE CHIMPANCÉS TIENE SU PROPIA CULTURA

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Un equipo de investigadores alemanes demuestra por primera vez que los grupos de chimpancés salvajes (Pan troglodytes) tienen diferencias culturales entre ellos, igual que los seres humanos. Así lo revelan en la revista Current Biology.


Un chimpancé (Pan troglodytes) rompiendo nueces. Imagen: Luncz et al. Current Biology

“Chimpancés y humanos compartimos el hecho de que cada comunidad tiene su propia cultura”, afirma Lydia Luncz, primera autora de un estudio que se publica esta semana en la revista Current Biology
En esta investigación, científicos del Instituto Max Planck (Alemania) observaron que cada grupo de primates del Parque Nacional Tai (Costa de Marfil) tenía su propia técnica para romper nueces: utilizaban herramientas de piedra o de madera y de distintos tamaños.
Según los expertos, “cada colectivo tiene su técnica preferida y los individuos la mantienen aunque cambien de grupo”. Para comprobarlo, el equipo de investigación observó tres comunidades vecinas de chimpancés que “no se distinguían genéticamente entre ellas”, señala Luncz.

Diferencias culturales entre vecinos

“Existen estudios previos sobre diferencias culturales en estos primates, pero en todos ellos, las poblaciones analizadas estaban separadas por grandes distancias”, explican los autores del trabajo. Para los científicos, este distanciamiento hace difícil discernir si las distintas culturas son un reflejo de variaciones genéticas o una adaptación a las condiciones ambientales.
Este tipo de trabajos sobre las diferencias y las similitudes entre humanos y chimpancés –nuestros parientes más cercanos– permiten conocer los caminos por los que evolucionó la cultura, “el principal elemento de nuestra identidad”, concluye Christophe Boesch, coordinador de la investigación.

Referencia bibliográfica

Luncz L.V.; Mundry R.; Boesch C. “Evidence for Cultural Differences between Neighboring Chimpanzee Communities” Current Biology. Mayo de 2012 DOI: 10.1016/j.cub.2012.03.031.

jueves, 10 de mayo de 2012

LA ASOMBROSA SIMBIOSIS DE UN GUSANO CON BACTERIAS LE PERMITE NUTRIRSE SIN COMER

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Se ha comprobado en un estudio reciente que un pequeño gusano marino es capaz de nutrirse a partir de procesos bacterianos que usan monóxido de carbono y sulfuro de hidrógeno como materias primas.


El Olavius algarvensis. (Foto: © C. Lott/HYDRA/ Max Planck Institute for Marine Microbiology)

El insólito gusano, Olavius algarvensis, puede prosperar con estas sustancias, que son venenos para bastantes formas de vida, gracias a los millones de bacterias simbióticas que viven bajo su piel. Ellas usan la energía del monóxido de carbono y del sulfuro de hidrógeno de un modo que genera nutrientes de los que puede subsistir el gusano.
Los simbiontes hacen esto de un modo comparable a como las plantas fijan dióxido de carbono en carbohidratos, pero en vez de usar la energía de la luz solar como los vegetales, los simbiontes emplean la energía de compuestos químicos como el monóxido de carbono. Lo hacen con tanta eficacia, que el gusano ha perdido ya todo su sistema digestivo, incluyendo la boca y el intestino, durante el transcurso de su última fase evolutiva, y ahora se alimenta sólo a través de sus simbiontes.
La investigación la ha llevado a cabo un equipo de expertos del Instituto Max Planck para la Microbiología Marina en Bremen, y la Universidad de Greifswald, ambas instituciones en Alemania, junto con colegas en ese país y en Estados Unidos e Italia.
Tal como han comprobado Nicole Dubilier, Manuel Kleiner, Thomas Schweder y los demás autores del estudio, el monóxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno, sin embargo, no son las únicas fuentes de energía de las que puede vivir este gusano. Algunas de las bacterias simbióticas en el gusano pueden valerse de hidrógeno y nutrientes orgánicos del entorno, incluso si sólo están presentes en pequeñas cantidades.
El Olavius algarvensis también tiene otros trucos bajo la manga que le permiten sobrevivir en su entorno pobre en nutrientes: A diferencia de la mayoría de los animales, que no son capaces de reciclar sus productos de desecho y deben excretarlos, el gusano puede volver a usarlos de nuevo gracias a sus microbios simbióticos. Los simbiontes son verdaderos maestros del reciclaje cuando se trata de aprovechar para sus propios fines productos que todavía contienen una gran cantidad de energía, pero que ya no son útiles para el gusano. Ésta es la razón por la que el gusano ha podido reducir no sólo su sistema digestivo, sino también su sistema excretor.

LA COEXISTENCIA ENTRE RATONES Y HUMANOS PERMITE RASTREAR EN RATONES LOS VIAJES VIKINGOS DE COLONIZACIÓN

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Los ratones han sido durante buena parte de la historia de la humanidad un acompañante persistente y molesto. No sólo se han aposentado en viviendas, graneros y otros edificios, sino que también han viajado como polizones en barcos y carretas. Debido a su coexistencia con el Ser Humano, el estudio genético de los linajes de los ratones de cada región puede aportar datos, o respaldar los ya conocidos, acerca de migraciones humanas.


Reconstrucción de una casa vikinga. (Foto: Cornell U.)

Eso lo sabe bien Jeremy Searle, profesor de ecología y biología evolutiva en la Universidad de Cornell, Nueva York, quien explora la distribución global del ratón doméstico (Mus musculus) y usa al animal como biomarcador de los asentamientos humanos.
Las investigaciones anteriores realizadas por Searle apoyan la teoría de que el ratón australiano se originó en las Islas Británicas, y probablemente vino desde tan lejos a bordo de los barcos en los que se transportaba a convictos que fueron desterrados a Australia para colonizar el continente entre finales del siglo XVIII y mediados del XIX.
Searle llegó a esta conclusión utilizando técnicas evolutivas para analizar el ADN mitocondrial, comparando las poblaciones modernas de ratones australianos con las poblaciones actuales de ratones de las regiones de donde se sospechaba que llegaron los antepasados de los ratones australianos, en la Europa Occidental.
En un nuevo estudio, sobre los vikingos, Searle y sus colaboradores en Islandia, Dinamarca y Suecia, fueron un paso más lejos, empleando ADN antiguo de ratones cuyos restos fueron hallados en yacimientos arqueológicos que datan de los siglos X, XI y XII, así como de ratones modernos.
El equipo de Searle y Eleanor Jones, de la Universidad de York en el Reino Unido y la de Uppsala en Suecia, ha demostrado que los ratones se colaron en los barcos vikingos y alcanzaron colonias en áreas donde los noruegos se habían asentado, como las Islas Británicas, las Islas Feroe, Islandia y Groenlandia. Es decir, que, incluso si desconociéramos la historia de los viajes de colonización de los vikingos, podríamos reconstruirla valiéndonos sólo de los datos obtenidos de los ratones.
Donde vayan las personas, con ellas irán también los ratones. A pesar de que estos animales no suelen aventurarse más allá de un radio de tan sólo 100 metros alrededor de su escondrijo, y a pesar de que el área geográfica en la que surgió la especie era bastante limitada, el ratón doméstico se las ha arreglado para colonizar cada continente, lo que lo ha convertido en un valioso instrumento para investigadores como Searle.

martes, 8 de mayo de 2012

EL BIPEDISMO CONTRIBUYÓ AL DESARROLLO DEL CEREBRO

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Al nacer, la cabeza del bebé humano se adapta para pasar a través del canal del parto gracias a que sus huesos craneales no han terminado de formarse. Un equipo internacional de investigadores, que ha escaneado el cráneo fósil del niño de Taung, un Australopithecus africanus, revela que esto ya ocurría hace unos tres millones de años, cuando los homínidos empezaron a andar erguidos.


Imágenes del cráneo obtenidas por escáner. Imagen: M. Ponce de León y Ch. Zollikofer.

Investigadores estadounidenses y suizos han analizado, a través de las imágenes obtenidas por escáner, los restos incompletos del cráneo (mandíbula, dientes, y cara), pero en los que se aprecia las estructuras del endocráneo del niño de Taung, un Australopithecus africanus descubierto en Sudáfrica en 1924, que vivió hace 2,5 millones de años y que murió a los tres o cuatro años de edad.
Los resultados, publicados en Proceedings of the National Academy of Science (PNAS), demuestran que los huesos del cráneo solo se fusionaron de forma parcial, lo que sugiere que ya en ese momento las limitaciones de la pelvis, más estrecha a consecuencia del bipedismo, influyeron en la evolución y desarrollo del cerebro.
Dean Falk, autor principal e investigador en la Universidad del Estado de Florida (EE UU), y su equipo indican que la ausencia o retraso en la fusión de las suturas craneales (tejidos fibrosos y elásticos que mantienen los huesos unidos) y las fontanelas pudieron presentar una ventaja adaptativa, así como facilitar el parto a través de un canal que se había vuelto más estrecho.
Además, el estudio apunta que los nuevos retos obstétricos provocados al pasar al bipedismo pudieron permitir la expansión de la corteza prefrontal, crucial para las capacidades cognitivas y para el desarrollo posterior del cerebro de los humanos.

Simios y humanos no comparten este rasgo

Los investigadores compararon el cráneo y las suturas craneales del niño de Taung con el de centenares de chimpancés y bonobos, miles de humanos modernos y 62 homínidos, incluyendo a Neandertales y Homo erectus.
En los grandes simios las suturas craneales se cierran poco después del nacimiento, mientras que en los humanos modernos, lo hacen entre los 9 y 18 meses de edad. En los homínidos, esto se producía después de la erupción de los primeros molares, es decir a los dos años de edad, o incluso más tarde.

Referencia bibliográfica:

Dean Falk, Christoph P. E. Zollikofer, Naoki Morimoto, Marcia S. Ponce de León. “The metopic suture of Taung (Australopithecus africanus) and its implications for hominin brain evolution” PNAS, mayo de 2012

domingo, 6 de mayo de 2012

LAS ZONAS DE LA TIERRA DONDE EL CICLO DE LA VIDA ES MÁS LENTO

noticiasdelaciencia.com

En el subsuelo del fondo marino hay una considerable cantidad de microbios. Pero las condiciones que allí reinan, como oscuridad, grandes presiones y escasez de nutrientes, impiden que los microorganismos desarrollen su ciclo de vida con la velocidad a la que lo harían si estuvieran en un entorno más favorable.


Lomstein y Thoft, durante una expedición. (Foto: Jesper Rais/AU Communication)

Conocer la velocidad del ciclo de vida de esos microbios tiene un interés que va mucho más allá de lo meramente académico. Esas bacterias de crecimiento muy lento son importantes dentro del conjunto de procesos que afectan al almacenamiento global de carbono, incluyendo al dióxido de carbono. El 70 por ciento de nuestro planeta está cubierto por el mar, lo que significa que el 70 por ciento del planeta tiene fondos marinos conformados por sedimentos que almacenan materia orgánica antigua. En algunos lugares, los depósitos tienen más de cien metros de espesor, y entre el diez y el treinta por ciento del total de la biomasa viva de la tierra se encuentra actualmente en el lodo del fondo marino. Las bacterias en el fondo marino convierten el carbono de la materia orgánica en dióxido de carbono (CO2). La velocidad de su ciclo de vida es por tanto fundamental para los niveles de CO2 del planeta.
El equipo de la microbióloga Bente Lomstein de la Universidad de Aarhus en Dinamarca, ha constatado hasta qué punto el metabolismo del carbono orgánico tiene lugar a un ritmo mucho más lento en los fondos marinos en comparación con lo que sucede en los otros ecosistemas conocidos. El tiempo medio de generación de células bacterianas en esos ecosistemas es muy largo: entre mil y tres mil años. En cambio, muchas de las bacterias que han sido estudiadas en el laboratorio o en la naturaleza se reproducen en cuestión de horas.
Las presiones extremadamente altas (que pueden ser del orden de varios cientos de atmósferas), la total oscuridad y la escasez de nutrientes, hacen que los microorganismos pasen mucho tiempo en "hibernación".
El equipo de Lomstein y Alice Thoft Langerhuus también ha analizado la estrategia seguida por las bacterias para sobrevivir en esas condiciones extremas.
Muchos de estos microorganismos no están activos, sino en forma de endosporas, las cuales tienen un robusto "escudo" que las protege de este severo ambiente.
Las técnicas de análisis desarrolladas para esta investigación también pueden ser útiles para explorar la velocidad media del ciclo de vida en otros ecosistemas sometidos a condiciones muy duras, como en las comunidades de microorganismos atrapados en el permafrost, que presentan una actividad biológica extremadamente baja.
En esencia, el permafrost (o permahielo) es hielo mezclado con partículas minerales y orgánicas, y en bastantes terrenos de zonas frías del mundo forma una capa que yace en el subsuelo. Allí está lo bastante protegida de los rayos del Sol como para que buena parte del material permanezca congelado de manera ininterrumpida durante miles o incluso millones de años.