sábado, 29 de diciembre de 2012

LA DECISIÓN CRUCIAL DE UNA BACTERIA ANTE UNA SITUACIÓN LÍMITE

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Como el dueño de una casa que prepara ésta para resistir el paso de un huracán que se acerca, la bacteria Bacillus subtilis se vale de una larga serie de preparativos para afrontar una situación límite a la que no podría sobrevivir de otro modo.


Bacterias B. subtilis. Las oscuras no están formando espora. Las brillantes, sí, estando en proceso de dividirse asimétricamente en dos porciones: la de la cámara grande, en amarillo, y la correspondiente a la pequeña, en rosa. (Imagen: M. Fujita/UH)
 
El proceso de formación de esporas es complejo y un tanto enigmático. Por ejemplo, algunas células eligen convertirse en esporas y otras no, aunque estén expuestas a las mismas condiciones.
Una nueva investigación, realizada por especialistas de la Universidad Rice en Houston, Texas, y la Universidad de Houston, ha permitido constatar que la bacteria Bacillus subtilis comienza los preparativos para formar una espora incluso antes de tomar la decisión final de si hacerlo o no. La bacteria puede llegar a posponer mucho la toma de esa decisión tan crucial, como si experimentase dudas.
Para descifrar cómo la B. subtilis decide formar una espora, el equipo de Oleg Igoshin y Jatin Narula creó una serie de modelos informáticos sofisticados que recrean los mecanismos biológicos cruciales del organismo. El nuevo estudio ha permitido conocer en profundidad el sofisticado mecanismo que permite a la B. subtilis comenzar esos preparativos y mantener el control hasta el último momento.
La B. subtilis es una bacteria común del suelo que forma una espora cuando la comida escasea. La formación de una espora implica cambios drásticos. Primeramente, la célula se divide asimétricamente en el espacio interno limitado por su pared exterior, formando una cámara grande y una pequeña. A medida que avanza la formación de la espora, una cámara envuelve a la otra, creándose así una especie de búnker que protege al ADN del organismo y a un pequeño conjunto de proteínas que pueden reiniciar la actividad de éste cuando las condiciones externas hayan mejorado.
La B. subtilis es inofensiva para los humanos, pero algunas bacterias peligrosas como la del carbunclo o "ántrax maligno" (Bacillus anthracis) también forman esporas. Los científicos están interesados en conocer mejor el proceso, tanto por razones de salud pública como para explorar la evolución de procesos genéticos complejos.

EL MECANISMO DE AUTOORGANIZACIÓN QUE HIZO POSIBLE EL ORIGEN DE LA VIDA

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La cuestión de cómo comenzó la vida a escala molecular ha sido tema de debate desde hace mucho tiempo. A lo largo de la historia de la ciencia moderna, se han propuesto diversas teorías contrapuestas sobre cómo pudo comenzar la vida en la Tierra, un inicio que tuvo que ser previo a los primeros genes.


La cuestión de cómo comenzó la vida a escala molecular ha sido tema de debate desde hace mucho tiempo. (Recreación artística: Amazings / NCYT / JMC)

A pesar de las diferencias entre los distintos escenarios propuestos, un elemento que todos tienen en común es una red de moléculas con la capacidad de trabajar juntas para poner en marcha un mecanismo de replicación, algo fundamental para la vida. Sin embargo, a muchos investigadores les resulta difícil imaginar cómo podría haberse formado espontáneamente una red molecular, sin precursores, en el medio químico de la Tierra primitiva. Algunos han llegado a decir que es equivalente a que un tornado atraviese un almacén de piezas y por casualidad, éstas se encajen unas con otras, empujadas por el viento, hasta conformar un Boeing 747.
Sin embargo, investigaciones matemáticas recientes a cargo del equipo de Wim Hordijk, un científico invitado en el Centro Nacional de Síntesis Evolutiva en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, revela algunas pistas sobre el mecanismo por el cual la vida pudo surgir en la sopa química que existía en la Tierra primigenia.
En un estudio anterior publicado en 2004, Hordijk y su colega, Mike Steel, de la Universidad de Canterbury en Nueva Zelanda, utilizaron un modelo matemático de reacciones químicas simples para demostrar que tales redes pueden formarse más fácilmente de lo que muchos investigadores pensaban. De hecho, recientemente se ha logrado crear redes de este tipo en laboratorio.
En lo que constituye un importante paso posterior dentro de esa línea de investigación, Hordijk, Steel y Stuart Kauffman (de la Universidad de Vermont en Estados Unidos) analizaron la estructura de las redes en sus modelos matemáticos, y encontraron un mecanismo plausible por el cual dichas redes pudieron evolucionar hasta ser capaces de producir los bloques de construcción de la vida que conocemos hoy, tales como las membranas celulares o los ácidos nucleicos.
Resulta que si nos fijamos en la estructura de las redes de moléculas en los modelos con los que ha trabajado el equipo de Hordijk, se aprecia que muy a menudo constan de pequeños subconjuntos de moléculas con las mismas capacidades de autoperpetuación.
Los modelos indican que, mediante la combinación, la división y la recombinación para formar nuevos tipos de redes a partir de las mismas subunidades, estos subconjuntos de moléculas pueden dar lugar a redes cada vez más grandes y complejas de reacciones químicas y, presumiblemente, conducir a la vida tal como la entendemos.

jueves, 27 de diciembre de 2012

LAS COLECCIONES PRIVADAS DE HISTORIA NATURAL SON UNA FUENTE DE MATERIAL CIENTÍFICO

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Investigadores españoles han estudiado el papel de los pequeños fondos privados de animales naturalizados como material científico. El trabajo, publicado en ‘BioScience’, ha evaluado los fondos históricos de 112 colecciones en Europa y EE UU.


Los autores proponen la creación de protocolos para localizar, legalizar y conservar los especímenes, así como información asociada. Imagen: Ivan Walsh.
 
Un estudio liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha analizado el papel de las colecciones de historia de natural de museos pequeños y fondos privados no científicos como fuente de material de investigación.
Según este trabajo, publicado en la revista BioScience, dichos fondos –que apenas aparecen citados en publicaciones científicas– pueden ofrecer información sobre las especies naturalizadas no recogida por los grandes museos científicos.
“En este trabajo hemos usado al lince ibérico como modelo para estudiar la importancia de estas colecciones históricas, que normalmente pasan desapercibidas, y las hemos comparado con las colecciones de grandes museos científicos”, explica Mireia Casas, investigadora de la Estación Biológica de Doñana.
El objetivo ha sido evaluar la necesidad de preservar dichas colecciones, ya que con el paso del tiempo muchas se pierden. “Con ellas desaparece también información sobre la especie que podría ser valiosa, como ADN que permita estudiar cómo eran las poblaciones en el pasado”, apunta Casas.
Para los autores, las colecciones pequeñas y los fondos privados cubren franjas espaciales y temporales mayores que los grandes museos científicos, “posiblemente porque los grandes museos científicos centraron sus estudios en ciertas áreas y ciertos periodos”, comenta la investigadora.
 
Desaparición de especímenes
 
Tras analizar las colecciones de historia natural de 14 grandes museos de Europa y EE UU, 23 museos menores y 75 fondos privados en España y Portugal, los investigadores contabilizaron 466 especímenes de lince ibérico.
“El censo comenzó en 1987 y unos 20 años después, cuando tratamos de localizar de nuevo todos los ejemplares, descubrimos que muchos especímenes habían desaparecido de las colecciones pequeñas y de los fondos privados. Una de las causas principales de esa disminución es que muchos de los especímenes se conservaron en mal estado”, añade Casas.
Para evitar esta pérdida del potencial material científico, los autores proponen la creación de protocolos para localizar, legalizar y conservar los especímenes, así como la información asociada a ellos.
“Creemos que debería considerarse la inclusión de esos ejemplares naturalizados en las bases de datos digitales y en las propias colecciones de los grandes museos científicos donde se asegure su perpetuidad en el tiempo”, concluye la investigadora.
 
Referencia bibliográfica:
 
Mireia Casas‐Marce, Eloy Revilla. Margarida Fernandes, Alejandro Rodríguez, Miguel Delibes, José A. Godoy. “The Value of Hidden Scientific Resources: Preserved Animal Specimens from Private Collections and Small Museums”. BioScience DOI: 10.1525/bio.2012.62.12.9

miércoles, 26 de diciembre de 2012

UN ALGA QUE EXTRAE ENERGÍA DE OTRAS PLANTAS

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Se ha descubierto que el alga verde Chlamydomonas reinhardtii, no sólo es capaz de nutrirse a partir de la fotosíntesis, sino que también obtiene energía de una fuente alternativa: otras plantas. Este hallazgo podría también tener un gran impacto sobre el futuro de la bioenergía.


En los experimentos se ha comprobado que las algas estudiadas descomponen la celulosa en azúcares simples que pueden usar como fuente de energía. (Foto: Universidad de Bielefeld)

Hasta ahora, se creía que sólo gusanos, bacterias y hongos eran capaces de digerir la celulosa vegetal y utilizarla como fuente de carbono para su crecimiento y supervivencia. Las plantas, por su parte, se valen de la fotosíntesis, por lo que requieren luz, así como dióxido de carbono y agua.
En una serie de experimentos, el equipo de Olaf Kruse, de la Universidad de Bielefeld, en Alemania, cultivó la especie microscópica de alga verde Chlamydomonas reinhardtii en un ambiente con dióxido de carbono limitado y observó que ante tal escasez, esta alga unicelular puede obtener energía a partir de la celulosa vegetal vecina. El alga secreta enzimas que "digieren" la celulosa, descomponiéndola en azúcares simples que pueden ser transportados al interior de las células y transformados en una fuente de energía. Como resultado final, el alga puede seguir creciendo.
Ésta es la primera vez que tal conducta es confirmada en un organismo vegetal, tal como subraya el profesor Kruse. Que esa alga pueda "digerir" de ese modo la celulosa contradice lo asumido durante mucho tiempo por la comunidad científica.
Actualmente, los científicos estudian si este mecanismo se encuentra en otros tipos de algas. Los resultados preliminares indican que sí.
En el futuro, esta propiedad hasta ahora desconocida de las algas también podría ser de interés para la producción de bioenergía. Degradar biológicamente la celulosa vegetal es uno de los pasos más importantes en los métodos de elaboración de biocombustibles bajo desarrollo o perfeccionamiento en este campo. Aunque a raíz de actividades como la agrícola hay disponibles grandes cantidades de residuos que contienen celulosa, las vías de transformación distan aún mucho de ser las óptimas.
En la actualidad, las enzimas necesarias para descomponer y procesar la celulosa (a las que se denomina celulasas) se extraen de hongos que, a su vez, requieren materia orgánica para crecer. Si en el futuro se puede obtener de algas las celulasas necesarias para una elaboración óptima de biocombustibles, no sería necesaria la materia orgánica destinada a nutrir a los hongos.

martes, 25 de diciembre de 2012

RESUELVEN UN ENIGMA PALEONTOLÓGICO MÁS DE UN SIGLO DESPUÉS DE ENCONTRAR LOS RESTOS FÓSILES

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Un equipo de investigadores de Argentina, Estados Unidos y Australia ha conseguido aclarar por fin las relaciones evolutivas del Necrolestes patagonensis, un extraño animal de vida subterránea que ha sido un enigma para la paleontología desde su descubrimiento en la Patagonia en 1891.


Reconstrucción artística de un Necrolestes patagonensis aventurándose fuera de su madriguera en la Patagonia de 16 millones de años atrás. (Imagen: © Guillermo W. Rougier para PNAS / Jorge González)
 
 
En estos 121 años, y a pesar de su excelente estado de conservación, los misteriosos restos fósiles del Necrolestes patagonensis, de 16 millones de años de antigüedad, han estado viajando de institución en institución y de investigador en investigador, cambiándose la clasificación del animal casi con cada nuevo desplazamiento o estudio. Hasta hace pocos años, el Necrolestes todavía no había sido clasificado definitivamente dentro un grupo de mamíferos.
Un escaneo de la región del oído realizado en 2008 mediante tomografía computerizada condujo a que otro equipo de investigación planteara que el Necrolestes era un marsupial.
Esta clasificación intrigó a Guillermo Rougier, de la Universidad de Louisville, Kentucky. Como especialista en mamíferos sudamericanos, Rougier no estaba convencido de que la clasificación como marsupial fuera acertada, y se embarcó en su propio intento de hacer una clasificación.
Durante el proceso de preparación del fósil para análisis posteriores, Rougier descubrió características de la anatomía del cráneo que habían pasado inadvertidas anteriormente. Basándose en estos nuevos rasgos, el equipo de Rougier y John Wible del Museo Carnegie de Historia Natural en Pittsburgh, Pensilvania, llegó a la novedosa conclusión que el Necrolestes no pertenece ni al linaje marsupial ni al placentario, de los cuales se le consideró integrante en momentos distintos de estos 121 años de debates.
El Necrolestes en realidad pertenece a una rama completamente inesperada del árbol evolutivo, la del grupo de los mamíferos Meridiolestida, del que se creía que se extinguió 45 millones años antes de la época de la que data el ejemplar analizado de Necrolestes.



LA LIBÉLULA TIENE CUALIDADES CEREBRALES SOLO VISTAS EN PRIMATES

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Investigadores de la Universidad de Adelaida (Australia) han encontrado pruebas de que la libélula es capaz de realizar procesos de pensamiento de más alto nivel en la caza a su presa. El descubrimiento, publicado este jueves en la revista 'Current Biology', es la primera evidencia de que un animal invertebrado tiene células cerebrales de atención selectiva, que hasta ahora sólo se ha demostrado en los primates.




El doctor Steven Wiederman y el profesor asociado David O'Carroll, del Centro de Investigación de Neurociencia de la Universidad de Adelaida han estado estudiando la visión de los insectos durante muchos años. Usando una sonda de vidrio pequeño con una punta de sólo 60 nanómetros de ancho, unas 1.500 veces más pequeña que el ancho de un cabello humano, descubrieron la actividad neuronal en el cerebro de la libélula que permite esta atención selectiva.
En concreto, los investigadores encontraron que cuando se presenta más de un objetivo visual, se producen cerraduras en las células del cerebro de la libélula hacia una diana y se comportan como si los otros objetivos no existen. "La atención selectiva es fundamental para la capacidad de los humanos de seleccionar y responder a un estímulo sensorial en presencia de distracciones", explica el doctor Wiederman.
Y pone como ejemplo a los jugadores de tenis, que tienen que distinguir una pelota pequeña que viaja a casi 200 kilómetros por hora entre la multitud, por lo que para golpearla necesita atención selectiva. "Precisamente cómo funciona esto en los cerebros biológicos sigue siendo poco conocido y ha sido un tema candente en la neurociencia en los últimos años", afirma.
El profesor O'Carroll dice que esta actividad cerebral hace que la libélula sea un depredador más eficiente y eficaz. "Lo que es emocionante para nosotros es que esta es la primera demostración directa de algo relacionado con la atención selectiva en los seres humanos que se muestran en el plano neuroal de un invertebrado", destaca, tras señalar que estudios recientes revelan mecanismos similares en el cerebro de los primates
"No esperábamos encontrar algo tan sofisticado en los insectos humildes de un grupo que ha estado alrededor de 325 millones de años --celebra O'Carrol--. Creemos que nuestro trabajo será de interés para los neurocientíficos e ingenieros por igual, porque se podría utilizar como un sistema modelo para la visión robótica. Debido a que el cerebro de los insectos es simple y accesible, el trabajo en el futuro nos permitirá comprender cabalmente la red subyacente de las neuronas y copiarlo en robots inteligentes".

domingo, 23 de diciembre de 2012

LOS ECOSISTEMAS ÁRIDOS Y HÚMEDOS RESPONDEN ANTES A LA SEQUÍA, FRENTE A LOS SUBHÚMEDOS

ecoticias.com
 
Una investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto que la vegetación de ecosistemas áridos y húmedos es la que más rápido reacciona frente al estrés hídrico, en contraste con la de los ecosistemas subhúmedos. A pesar del paralelismo en la rápida respuesta de ambos biomas frente a la sequía, la investigación considera que "los mecanismos que dirigen sendos procesos son probablemente muy diferentes".




El CSIC ha explicado que todos los ecosistemas sufren los efectos negativos provocados por la escasez de agua, y la persistencia de este déficit es muy importante para determinar la sensibilidad de la vegetación a la sequía.
El investigador del Instituto Pirenaico de Ecología del CSIC, Sergio Vicente, ha explicado que "la vegetación de regiones áridas posee herramientas que le permiten adaptarse rápidamente a unas condiciones cambiantes de disponibilidad de agua", mientras que en las regiones húmedas los cortos periodos de falta de agua pueden desencadenar rápidamente un descenso en la actividad foliar y en el crecimiento la vegetación, que suele ser más sensible al estrés hídrico.
Los resultados, publicados en PNAS, han sido obtenidos en base a tres indicadores: índices de vegetación a partir de imágenes de satélite, series de crecimiento radial de los árboles y producción primaria neta. La variación interanual de estos factores ha sido relacionada con un índice de sequía climática: el índice de precipitación y evapotranspiración estandarizado (SPEI, de sus siglas en inglés).
Según el artículo, "el 72 por ciento de las zonas vegetadas del planeta muestra correlación entre el SPEI y los índices de vegetación procedentes de imágenes de satélite". Así, la investigación apunta que "en las regiones áridas y semiáridas, los impactos de la sequía suelen provocar una reducción de la actividad vegetal y del crecimiento de las plantas, pero rara vez provocan la mortalidad de los ejemplares o daños a largo plazo".
Por el contrario, en la vegetación de las regiones húmedas los impactos de la sequía serán probablemente diferentes ya que suelen afectar a los tejidos vegetales debido a su baja tolerancia al estrés hídrico.
Para Vicente, "la respuesta de la vegetación frente a los déficits hídricos es un tema crucial que determina los patrones geográficos de la vegetación". Según el investigador del CSIC, "estos resultados son particularmente relevantes en el actual escenario de cambio climático".
El grado en el que los ecosistemas responden a condiciones de déficit hídrico sugiere cuál será su grado de respuesta ante futuros cambios en precipitaciones y temperaturas. Los resultados, por tanto, "podrían ayudar a mejorar la exactitud de las proyecciones de vegetación bajo escenarios de cambio global", concluye Vicente.

COMUNIDAD INSÓLITA DE BACTERIAS AISLADA EN UN MEDIO HIPERSALINO, GLACIAL, SIN LUZ Y SIN OXÍGENO

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Los hábitats más comunes para la vida en la Tierra no son los únicos capaces de sostener formas de vida. En un hallazgo que hará pensar a muchas personas en las probabilidades de que exista vida simple bajo el hielo de la luna Europa de Júpiter, un estudio revela, por vez primera, detalles de una comunidad viable de bacterias que subsiste en un ambiente oscuro, hipersalino y muy frío, bajo casi 20 metros de hielo en uno de los lagos más aislados de la Antártida.



El Lago Vida, el mayor de varios lagos singulares existentes en los Valles Secos de McMurdo, no contiene oxígeno, está en su mayor parte congelado, y posee los niveles de óxido nitroso más altos de cualquier masa de agua natural en la Tierra. A través de este ambiente helado, cuya temperatura media es de 13,5 grados centígrados bajo cero (8 grados Fahrenheit), se filtra un líquido que es aproximadamente seis veces más salado que el agua de mar.
A pesar de la naturaleza oscura, aislada y gélida de este hábitat, los resultados del estudio revelan que ese medio alberga a un conjunto sorprendentemente diverso y abundante de bacterias que sobreviven en la actualidad sin la energía que proporciona el Sol. Estudios previos del Lago Vida realizados en 1996 indicaron que ese medio líquido hipersalino y sus habitantes han estado aislados de las influencias externas durante más de 3.000 años.
El equipo de Alison Murray y Christian Fritsen del DRI (Desert Research Institute) en Reno, Nevada, y Peter Doran de la Universidad de Illinois en Chicago, ambas entidades en Estados Unidos, desarrolló protocolos estrictos y equipamiento especializado para sus trabajos de campo en 2005 y 2010, encaminados a tomar muestras del agua salada del lago evitando contaminar este ecosistema virgen.




Los análisis geoquímicos sugieren que reacciones químicas entre esta agua hipersalada y los sedimentos ricos en hierro del fondo generan óxido nitroso e hidrógeno molecular. Este último, en parte, puede proporcionar la energía necesaria para sostener la variada vida microbiana presente en este medio tan hostil.
El equipo de investigación cree plausible que en el lugar exista una fuente de energía que sea generada únicamente por la reacción química entre el agua salada anóxica y las rocas, y que sea capaz de sostener la vida.
Si ese es el caso, tan singular ecosistema brinda un marco completamente nuevo sobre las condiciones necesarias para la vida, al ampliar los posibles entornos capaces de sostenerla en mundos helados del universo, tal como acota Murray.

viernes, 21 de diciembre de 2012

EL MAPA DEL MUNDO NATURAL SE ACTUALIZA

agenciasinc.es
Científicos europeos y estadounidenses, entre los que se encuentra Miguel Araújo del Museo Nacional de Ciencias Naturales del CSIC, han trazado una nueva distribución del mundo natural que muestra cómo están diseminados los grupos de vertebrados más importantes y actualiza la versión clásica del naturalista Alfred R. Wallace de 1876. El nuevo mapa –basado en más de 20.000 especies de mamíferos, aves y anfibios– divide al mundo en 20 regiones zoogeográficas y 11 reinos animales.


Mapa moderno de los vertebrados en el mundo. Los colores de los reinos reflejan la singularidad de los animales. Las regiones que tienen tonos similares indican que sus especies son muy parecidas y los que son muy diferentes indican lo contrario. Imagen: AAAS Science.

Un equipo de investigación, liderado por la Universidad de Copenhague, ha presentado un nuevo mapa sobre la organización de la vida en la Tierra. La nueva distribución, que actualiza la anterior realizada por el biólogo inglés Alfred R. Wallace –codescubridor de la teoría de la selección natural junto con Charles Darwin– contiene información fundamental acerca de la diversidad de la vida en nuestro planeta y será de gran importancia para la investigación de la biodiversidad en el futuro.
“Wallace había dividido el mundo en seis regiones y 24 subregiones. Él sólo tenía acceso a una cantidad limitada de información sobre la distribución de las familias ampliamente definidas de los vertebrados, mientras que nosotros tenemos acceso a los datos sobre la distribución de más de 20.000 especies y a la comprensión de sus relaciones ancestrales”, declara a SINC Jean-Philippe Lessard investigador del Centro de Macroecología, Evolución y Clima de la Universidad de Copenhague (actualmente en la Universidad McGill de Canadá) y coautor del estudio que se publica en la revista Science.
Este nuevo mapa global muestra la división de la naturaleza en 11 grandes reinos biogeográficos e indica cómo estas áreas se relacionan entre sí. Es el primer estudio que combina la información evolutiva y geográfica de todos los mamíferos, aves y anfibios conocidos, un total de más de 20.000 especies. El trabajo llevó 20 años de recopilación de datos.
“Hemos tenido en cuenta la evolución, lo que nos permite ayudar a identificar qué lugares del mundo albergan animales únicos a lo largo de la historia. La mayor parte de la conservación está centrada en la identificación de áreas que son un conjunto único, es decir, que acogen especies endémicas. Ahora podemos comenzar a pensar en priorizar las áreas geográficas que albergan animales que representan piezas únicas del árbol de la vida, las familias endémicas de animales”, subraya Lessard.
Los científicos aseguran que con este nuevo enfoque basado en la evolución, el reino Paleártico –que históricamente se restringió a la parte norte del hemisferio oriental– se extendería por todo lo largo de América del Norte.
“Esto sugiere que a pesar de que hay diferentes conjuntos de especies en Eurasia y en la parte septentrional de América del Norte, estas especies tienden a pertenecer a las mismas familias de animales, de manera que el análisis científico agrupa estas regiones en una gran zona biogeográfica. También reconocemos tres nuevos reinos: el panameño, Sino-japonesa y Oceanía”, apunta el investigador.
Asimismo, mientras que Wallace clasificó las islas al este de Borneo y Bali en la región australiana, este nuevo mapa detalla que al menos algunas de estas islas pertenecen al reino oriental que abarca Sundaland, Indochina e India.
“A pesar de que existen diferencias importantes entre el mapa de 1876 y el nuestro, también hay muchas similitudes. El trabajo de Wallace se basaba en conocimiento adquirido en salidas de campo y expediciones, discusiones con otros científicos y material recopilado en las colecciones de historia natural de los museos. En la actualidad disponemos de avances tecnológicos e hipótesis evolutivas desconocidas en el siglo XIX. Que las conclusiones de ambos trabajos tengan tanto en común confirma lo extraordinario del trabajo realizado por Wallace”, comenta el investigador del CSIC Miguel Araújo que también ha participado en la investigación.
Una nueva piedra angular de la biología
Para Ben Holt, coautor del estudio junto a Lessard y científico de la Universidad de Copenhague este estudio es una actualización de uno de los mapas esenciales en las ciencias naturales. "Por primera vez desde el intento de Wallace somos capaces de ofrecer una amplia descripción del mundo natural basada en información increíblemente detallada de miles de especies de vertebrados".
El autor principal, Carsten Rahbek, director del Centro de Macroecología, Evolución y Clima añade: "A pesar de los increíbles avances de la ciencia natural, todavía estamos luchando para comprender las leyes fundamentales que rigen la vida en el planeta. Esta descripción del mundo natural podría ser una nueva piedra angular de la biología fundamental".
Para realizar este trabajo, los investigadores utilizaron modernas herramientas estadísticas y datos integrados sobre la distribución geográfica y las relaciones evolutivas de las especies para trazar los reinos y regiones zoogeográficas del mundo de una manera transparente y repetible. El mapa se puede consultar a través de la página web de la Universidad de Copenhague.
Referencia bibliográfica:
Ben G. Holt, Jean-Philippe Lessard, Michael K. Borregaard, Susanne A. Fritz, Miguel B. Araújo, Dimitar Dimitrov, Pierre-Henri Fabre, Catherine H. Graham, Gary R. Graves, Knud A. Jønsson,5 David Nogués-Bravo, Zhiheng Wang, Robert J. Whittaker, Jon Fjeldså, Carsten Rahbek. “An Update of Wallace’s Zoogeographic Regions of the World”, Science 20 de diciembre. 1/10.1126/science.1228282.

miércoles, 19 de diciembre de 2012

¿NOS ESTAMOS ADENTRANDO EN UNA ERA GLACIAL, CONTRARRESTADA POR EL CALENTAMIENTO GLOBAL?

noticiasdelaciencia.com
 
Examinando el registro geológico y otros datos de los últimos tres millones de años, se puede comprobar que la Tierra ha experimentado en este periodo 30 eras glaciales por lo menos, con sus respectivos periodos cálidos entre ellas. Muchos científicos creen que ya toca que comience otra, e incluso que debería haber empezado varios siglos atrás.
 

Lars Franzén. (Foto: University of Gothenburg)
 
¿Se está retrasando la nueva era glacial? ¿O ya ha comenzado pero el calentamiento global causado por las actividades humanas la está contrarrestando?
La opinión del profesor Lars Franzén, de la Universidad de Gotemburgo en Suecia, apunta claramente a lo segundo:
"Probablemente estamos ahora mismo entrando en una nueva Edad de Hielo; sin embargo, no estamos notándolo debido a los efectos del dióxido de carbono".
De hecho, el equipo de Franzén, tras analizar los resultados obtenidos en su reciente estudio, opina que la Pequeña Edad de Hielo, un periodo comprendido aproximadamente entre el siglo XVI y principios del XIX, conocido por el descenso de las temperaturas que se documentó en diversas regiones de la Tierra, pero sobre todo en Europa, pudo haber sido el inicio de una nueva era glacial, truncada como resultado del creciente impacto de las actividades humanas.
El cambio registrado en los usos de la tierra, la expansión de la agricultura, así como las primeras fases de la industrialización del planeta, condujeron en esos siglos recientes a mayores emisiones de dióxido de carbono que quizá retardaron, o incluso revirtieron, la tendencia al enfriamiento.

martes, 18 de diciembre de 2012

¿LOS SUELOS Y SU VEGETACIÓN DEJARÁN DE ALMACENAR CO2 PARA EXPULSARLO A LA ATMÓSFERA?

noticiasdelaciencia.com
 
Los resultados de un nuevo análisis apuntan a la inquietante posibilidad de que, a partir de cierto nivel de calentamiento global, los suelos y sus plantas puedan dejar de almacenar dióxido de carbono en la medida en que hoy lo hacen y pasen a liberar grandes cantidades de este importante gas de efecto invernadero.


¿Los suelos y su vegetación dejarán de almacenar CO2 para expulsarlo a la atmósfera? (Foto: Amazings / NCYT / MMA)
 
Si esto llega a suceder, se demostrará que es errónea la creencia comúnmente aceptada de que las áreas con vegetación absorberán más dióxido de carbono a medida que la temperatura aumente.
Si suelos y plantas pasan a liberar grandes cantidades de dióxido de carbono, ese aporte extra de CO2 a la atmósfera podría constituir una potente realimentación positiva que exacerbe el calentamiento global. Si eso llegase a suceder, cada nivel de emisiones futuras de CO2 para el que se han calculado sus consecuencias climáticas podría producir cambios climáticos mucho mayores que lo pronosticado actualmente. También significaría tener que hacer mayores recortes en las emisiones de los gases de efecto invernadero para lograr que las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera permanezcan en niveles que puedan considerarse seguros para el sistema climático global.
Para el nuevo análisis, el equipo de Paul Higgins, de la Sociedad Meteorológica Estadounidense (AMS), y John Harte, de la Universidad de California en Berkeley, empleó un modelo digital de la superficie terrestre para examinar cómo los sistemas naturales de almacenamiento de carbono podrían reaccionar ante la situación de una Tierra más cálida con mayores concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono.

lunes, 17 de diciembre de 2012

CALENTAMIENTO GLOBAL Y LA AMAZONIA

ecoticias.com
 
Nuevos análisis genéticos han revelado que muchas especies de árboles amazónicos son propensos a sobrevivir al calentamiento global provocado por el hombre, contrariamente a conclusiones anteriores de que los aumentos de temperatura causarían su muerte, según un estudio publicado en la última edición de 'Ecology and Evolution'.




La investigación revela la sorprendente edad de algunas especies de árboles amazónicos, de más de 8 millones de años, lo que se demuestra que han sobrevivido a períodos anteriores calientes como muchos de los escenarios de calentamiento global previstos para el año 2100 y que, problablemente, sobrevivirán al calentamiento futuro siempre que no existan otros cambios ambientales importantes, según escriben los autores, resume Christopher Dick, profesor asociado de ecología y la biología evolutiva y director interino del Herbario de la Universidad de Michigan (Estados Unidos).
Las sequías extremas y los incendios forestales afectarán a la Amazonía a medida que aumentan las temperaturas y los árboles probablemente sufrirán el impacto directo de las temperaturas más altas, por lo que los autores recomiendan que, además de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero para minimizar el riesgo de sequía y los incendios, la política de conservación debe centrarse en la prevención de la deforestación para la agricultura y la minería.
El estudio está en contradicción con otras investigaciones recientes, basadas en modelos de escenarios de nicho ecológico, que predijeron la extinción de especies arbóreas en respuesta a aumentos relativamente pequeños en las temperaturas promedio del aire. Según uno de los autores del estudio, el doctor Simon Lewis, del Departamento de Geografía de la Universtity College of London, los hallazgos son una buena noticia para las especies de árboles amazónicos, pero advirtió de que la sequía y la sobreexplotación de los bosques permanece entre las principales amenazas para el futuro de la Amazonía.
"Mientras que las especies de árboles parece probable que toleren altas temperaturas del aire en la actualidad, la selva amazónica está siendo convertida para la agricultura y la minería, y lo que queda es que sea degradada por la tala de árboles y fragmentada por campos y caminos", dice Lewis.
Las 12 especies de árboles utilizadas en el estudio, representativas de la flora arbórea del Amazonas, fueron recogidas en Panamá, Ecuador, Brasil, Perú, Guayana y Bolivia. Para determinar la edad de cada uno, los investigadores extrajeron y secuenciaron el ADN y se determinó que nueve de las especies de árboles habían existido durante al menos 2,6 millones de años, siete de al menos 5,6 millones de años y la tercera, de más de 8 millones de años.
Con referencia a los eventos climáticos que se han producido desde que surgieron las especies de árboles, los autores hallaron que las especies de árboles habían sobrevivido climas más cálidos. Las temperaturas del aire a través de la Amazonía en el Plioceno temprano (entre hace 3,6 millones a 5 millones de años) fue similar a la gama media de proyecciones para la región en 2100 determinada por el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC).
Las temperaturas del aire a finales del Mioceno (5,3 hasta 11,5 millones de años atrás) eran casi lo mismo que las proyecciones del IPCC para la región en 2100 con algunos de los niveles más altos de emisiones de carbono, según las conclusiones de esta investigación.

sábado, 15 de diciembre de 2012

LA ASOMBROSA SENSIBILIDAD TÁCTIL DE CAIMANES Y COCODRILOS

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Los cocodrilos y caimanes son conocidos por tener una piel gruesa y cuerpos bien acorazados. En consecuencia, resulta un tanto sorprendente descubrir que su sentido del tacto es uno de los más agudos del reino animal.


Mandíbula de un cocodrilo. (Foto: Catania Lab)

El sentido del tacto de estas bestias se concentra en una serie de pequeñas estructuras pigmentadas que aparecen como "manchas" en la piel de todo el cuerpo. Hay bastantes de estas manchas en torno a su cara y mandíbulas.
El equipo de Duncan Leitch y Ken Catania, de la Universidad Vanderbilt, en Nashville, Tennessee, Estados Unidos, ha descubierto que estas manchas contienen una colección concentrada de sensores táctiles que las hacen incluso más sensibles a la presión y la vibración que las yemas de los dedos humanos.
Los científicos que en el pasado estudiaron a los cocodrilos y caimanes ya se habían percatado de la existencia de estas manchas, pero, hasta ahora, se ignoraba para qué sirven. A lo largo de los años, se han presentado diversas hipótesis sobre su función. Éstas incluyen: fuente de secreciones sebáceas que mantienen limpios a estos animales; detección de campos eléctricos; detección de campos magnéticos; detección de la salinidad del agua; y detección de la presión y las vibraciones.
Lo descubierto ahora indica que el sistema táctil de estos animales es excepcional, y les permite no sólo detectar movimientos del agua creados por una presa que nada, sino también determinar la ubicación de la presa y distinguir y manipular objetos en sus mandíbulas.
El hecho de que la mayor sensibilidad táctil en estas bestias se concentre en la boca cerca de los dientes sugiere que los sensores táctiles las ayudan a identificar los objetos que capturan en sus fauces. Los sensores también parecen brindar la sensibilidad que necesitan las hembras de caimanes y cocodrilos para ayudar delicadamente a salir del cascarón a sus crías y para protegerlas llevándolas en sus fauces, las mismas fauces que pueden triturar una presa en un santiamén.

viernes, 14 de diciembre de 2012

CÓMO LAS BACTERIAS SE COMUNICAN ENTRE ELLAS Y CON NUESTRAS CÉLULAS

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Las bacterias pueden comunicarse entre sí mediante moléculas que ellas mismas producen. El fenómeno se denomina detección de quórum, y es importante cuando se propaga una infección. Ahora, se está revelando algo más inquietante: la manera en que las bacterias controlan procesos en células humanas mediante el mismo mecanismo.




Cuando se hace el llamamiento, más y más bacterias se reúnen en el sitio del ataque, una herida, por ejemplo. Cuando hay suficientes de ellas, empiezan a actuar como organismos multicelulares. Pueden formar biopelículas (llamadas también biofilms), que son estructuras densas capaces de resistir ataques de antibióticos y del sistema inmunitario del cuerpo. A la vez, se vuelven más agresivas y aumentan su movilidad. Todos estos cambios se generan cuando las moléculas de comunicación (ácidos grasos del tipo conocido como AHL) se enlazan a receptores dentro de las células bacterianas; como consecuencia, varios genes se activan o desactivan.
Estas moléculas de comunicación pueden pasar sin impedimentos a través de la membrana celular, no sólo en las células bacterianas, sino también en nuestras propias células, lo cual puede promover cambios en sus funciones. A concentraciones altas, el resultado puede ser un debilitamiento de las defensas de nuestro sistema inmunitario.
El equipo de la microbióloga Elena Vikstrom, de la Universidad de Linkoping en Suecia, es el primero en el mundo que muestra cómo las moléculas de AHL pueden influir en las células del organismo invadido. Usando métodos bioquímicos, los investigadores han identificado una proteína, denominada IQGAP, que ellos señalan como el destinatario del mensaje de las bacterias, y, en cierto sentido, una especie de "agente doble". La proteína puede tanto "escuchar" las comunicaciones de las bacterias invasoras como cambiar las funciones en las células del organismo invadido.
El equipo de Vikstrom analizó células epiteliales humanas del intestino, que se mezclaron con el mismo tipo de ácidos grasos producido por la Pseudomonas aeruginosa, una resistente bacteria que causa enfermedades en sitios como los pulmones, los intestinos y los ojos. Con la ayuda de la espectrometría de masas, los investigadores han conseguido ver qué proteínas se enlazan a los AHL.
No siempre se requiere contacto físico entre las bacterias y las células epiteliales; la influencia puede producirse a distancia.
El hallazgo hecho con este estudio promete abrir la puerta hacia nuevas estrategias de tratamiento, en casos en los que los antibióticos no pueden ayudar. Una posibilidad es el diseño de moléculas que se enlacen al receptor y bloqueen a las bacterias el camino de la señal. Es una estrategia que podría funcionar por ejemplo contra la fibrosis quística, una enfermedad en la que los pacientes mueren por infecciones de biopelículas bacterianas de las vías respiratorias, resistentes hasta a los antibióticos más potentes.

miércoles, 12 de diciembre de 2012

“COMUNICAR LA CIENCIA ES FUNDAMENTAL PARA EL DESARROLLO SOCIAL”

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El oceanógrafo Carlos M. Duarte (Lisboa, 1960) ha recibido el premio especial del jurado en el II Certamen Fecyt de Comunicación Científica, cuyos galardones se entregan hoy en A Coruña durante la Gala de la Ciencia Española. El investigador y divulgador científico no podrá recoger personalmente su premio, porque se encuentra en Australia, pero desde allí ha valorado la distinción y conversado con SINC.


El investigador Carlos Duarte en Svalbard (Noruega). Imagen: CSIC.

¿Cómo ha recibido este premio especial del jurado?
 
Ha sido una alegría inesperada en un ámbito particularmente importante, pues comunicar la ciencia al público es fundamental para el desarrollo social. Además supone un reconocimiento a una labor de equipo, particularmente a los miembros del proyecto Expedición Malaspina, en el que el objetivo de comunicación a la sociedad es tan importante como el de la propia investigación científica.
 
¿Cuál es su valoración actual sobre aquel proyecto?
 
La Expedición Malaspina 2010 ofrecía todos los alicientes para poder hacer una buena labor de comunicación: masa crítica –con casi 400 investigadores implicados–, ciencia de frontera –la exploración del mayor ecosistema del planeta–, un componente de aventura –circunnavegar los océanos– y un equipo comprometido con el fomento del interés por la ciencia en nuestra sociedad. A todo esto se suma un potente equipo de comunicación, dirigido por el departamento de comunicación del CSIC, pero con aportaciones de otras instituciones: la Armada Española y la Fundación BBVA, formando ese espíritu de equipo. No se podía fallar. Más allá del aspecto de comunicación, esta expedición demuestra el poder de la cooperación, pues con recursos relativamente modestos conseguimos, al ponernos de acuerdo en objetivos comunes, afrontar grandes retos.
 
¿Cómo va la publicación de los resultados científicos?
 
Va bien, con algunos artículos en las mejores revistas científicas internacionales, como Science, y a un buen ritmo, pero aún así no creo que hayamos conseguido publicar la mitad de los resultados en menos de 10 años. De la Expedición Malaspina 2010 seguirá manando conocimiento científico durante las próximas tres décadas.
 
¿Los científicos también deben comunicar la ciencia a la ciudadanía?
 
La dedicación de los investigadores a comunicar la ciencia a la sociedad es fundamental para promover el interés por la ciencia y su comprensión en la sociedad y retornar, de forma responsable, el conocimiento que generamos a quienes lo financian. En nuestro país, en particular, hay un déficit importante de cultura científica, lo que por ejemplo explica que seamos incapaces de reaccionar frente a desafíos como el de la crisis financiera actual. Los investigadores hemos de contribuir a resolver esta situación, pero para ello tendríamos que tener mejores capacidades de comunicación. La comunicación científica debería ser parte de nuestro proceso formativo como investigadores, pero lamentablemente no lo es.
 
¿Qué tal su experiencia como bloguero? ¿Cómo encaja los comentarios?
 
En realidad escribo dos blogs, uno desde hace casi un año en The Conversation, un medio creado en Australia para el diálogo directo entre investigadores y sociedad, y otro en el Huffington Post. Los comentarios son muy diferentes. El tono del debate en The Conversation es cortés y educado, con un diálogo inteligente y constructivo. Sin embargo, en el Huffington Post se pueden colgar comentarios de muy distinto tono, y no siempre creativos. Lo cierto es que puedo anticipar cuando escribo algo si va a haber comentarios negativos, pero el que me puedan ‘dar caña’ no me hace cambiar mis opiniones. Hay verdades que escuecen.
 
¿Cuál es su misión ahora en Australia?
 
Me encuentro en el Oceans Institute de la University of Western Australia, en Perth. Dirijo este instituto desde hace un año, a la vez que sigo desempeñando mi labor de investigación en el CSIC (en el Institut Mediterrani d'Estudis Avançats, IMEDEA). El proyecto del Oceans Institute es único en cuanto a que nuestro objetivo es innovar en nuestra capacidad de derivar soluciones del océano para los grandes desafíos de la humanidad, como la provisión de agua, energía y alimento. Esperamos conseguirlo a través de un equipo interdisciplinar que va desde psicólogos sociales y abogados hasta ingenieros ‘off-shore’ (‘fuera de la costa’, deslocalizados).
 
¿Algún mensaje en el que insistir sobre los efectos del cambio climático en los ecosistemas marinos?
 
Los acontecimientos climáticos de este año han sido dramáticos, por lo que es fundamental que adoptemos medidas ya. En particular el cambio climático es ya un factor dominante de presión sobre los ecosistemas marinos y además agrava los problemas de índole local. De no contenerlo podría ser el golpe de gracia para los océanos.
 
¿Qué opina sobre las cumbres del clima, como la que acaba de finalizar sin apenas acuerdos en Doha (Catar)?
 
Desde el fracaso de la cumbre de Copenhague de 2009, estas cumbres se limitan a intentar salvar los muebles, pero sin conseguirlo. Se necesita un nuevo liderazgo para sacar a la comunidad internacional de la inacción actual. No parece que el formato o modelo de las cumbres del clima lo pueda conseguir de forma eficiente.

lunes, 10 de diciembre de 2012

LA EVOLUCIÓN DE LOS PÁJAROS PARECE ESTAR ACELERÁNDOSE

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Usando el primer árbol filogenético en el mundo que presenta las relaciones de parentesco evolutivo existentes entre todas las especies de aves conocidas, unos investigadores han descubierto que el ritmo de evolución de los pájaros parece estar acelerándose. Esto no es lo que los científicos esperaban encontrar.


La velocidad de evolución de los pájaros parece estar acelerándose. (Foto: Teobaldo Dioses / NOAA)

Los autores del estudio, incluyendo dos especialistas de la Universidad Simon Fraser en Canadá, pasaron cinco años elaborando este árbol filogenético (o árbol genealógico evolutivo), usando para ello datos de ADN, supercomputadoras y datos de fósiles que abarcan millones de años y se remontan hasta la era de los dinosaurios. A continuación, localizaron dónde en la Tierra y cuándo en la historia ocurrió cada caso importante de diversificación de aves.
El perfil resultante muestra qué sendero evolutivo siguió hasta llegar al presente cada una de 9.993 especies de aves hoy vivas.
Basándose en los resultados de estudios anteriores, los investigadores esperaban ver que la tasa de especiación de las aves disminuyera con el transcurso del tiempo.
Sin embargo, Arne Mooers y Jeff Joy, de la citada universidad canadiense, así como sus colaboradores de la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut, Estados Unidos, la de Sheffield en el Reino Unido, y la de Tasmania en Australia, han descubierto que este ritmo de especiación está aumentando.
"Quizás las aves son especiales", teoriza Mooers. "A lo mejor son tan buenas para trasladarse de un sitio a otro que pueden escapar de la competencia local con sus parientes evolutivos y comenzar de nuevo en otros lugares, produciendo así proliferaciones rápidas de nuevas especies en diferentes momentos y lugares del mundo".
Los autores del estudio también han descubierto que el ritmo de especiación de las aves no desciende al alejarse del ecuador su hábitat. Dado que tres cuartas partes de todas las aves están cerca del ecuador, se esperaba que la especiación allí fuera más común.
Una cosa es la aparición de nuevas especies. Otra es la desaparición. Por desgracia, el balance entre ambas listas no es nada halagüeño. Las aves no pueden escapar de los desastres medioambientales provocados por el Ser Humano en todo el planeta. Los investigadores estiman que las aves han estado proliferando en tiempos recientes a un ritmo de aproximadamente una nueva especie cada 700 años. No obstante, estiman que la tasa de extinción de aves provocada en tiempos recientes por la acción antropogénica es unas 300 veces mayor.

domingo, 9 de diciembre de 2012

LOS PERROS RELACIONAN NOMBRES CON OBJETOS BASÁNDOSE EN LA TEXTURA Y EL TAMAÑO

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Un experimento muestra cómo los perros asocian las palabras con los objetos de un modo diferente al de los seres humanos. Según el trabajo, publicado en PLOS ONE, estos animales basan la asociación en el tamaño y la textura de los objetos, mientras que los humanos relacionan la palabra con la forma.


Gable identificando objetos durante el experimento

Los perros aprenden a asociar palabras con objetos de una manera diferente a la de los humanos, tal y como indica un estudio publicado esta semana en la revista PLOS ONE. A diferencia del hombre, que hace la asociación basándose en la forma del objeto, ellos se basan en la textura y el tamaño.
Estudios previos muestran que cuando a niños de entre dos y tres años se les presenta un objeto con forma de pelota, lo identifican como pelota, cosa que no ocurre cuando se les muestran objetos con tamaños y texturas similares a los de una pelota.
En este nuevo trabajo, los investigadores han utilizado a Gable, un border collie de cinco años, para averiguar si los perros asocian palabras con objetos de la misma manera que los seres humanos.
Tras un breve entrenamiento, Gable aprendió a relacionar el nombre de un objeto con su tamaño e identificó objetos de tamaños similares por el mismo nombre.
Después de un periodo de entrenamiento más largo, aprendió a asociar una palabra con objetos de texturas similares, pero no de formas semejantes.
 
El objeto dax
 
El experimento consistió en enseñar a Gable a identificar un objeto al que se le dio el nombre arbitrario de dax. A continuación se seleccionaron otros nueve objetos con formas, texturas y tamaños diversos.
El objeto dax se colocó en cada ocasión emparejado con uno de los otros nueve y el perro tenía que identificar el verdadero. El animal identificó como dax aquellos objetos que tenían texturas y tamaños parecidos.
El estudio revela por tanto que los perros, o al menos Gable, relacionan palabras y objetos de un modo diferente al de los humanos, cosa que, según los autores, puede deberse a diferencias en la manera en que se ha desarrollado en ambas especies la percepción de la forma, el tamaño y la textura.
Los responsables de la investigación aseguran que mientras “la forma es importante para nosotros, para nuestro perro importa más el tamaño o la textura. El estudio muestra por primera vez que hay una diferencia cualitativa en la comprensión de palabras de los perros comparada con la de los humanos”.
 
Referencia bibliográfica:
 
Emile van der Zee, Helen Zulch, Daniel Mills. “Word Generalization by a Dog (Canis familiaris): Is Shape Important?”. PLOS ONE 7(11):doi:10.1371/journal.pone.0049382

sábado, 8 de diciembre de 2012

LOS EFECTOS CLIMÁTICOS QUE TUVO LA MAYOR ERUPCIÓN VOLCÁNICA DE LOS ÚLTIMOS MILLONES DE AÑOS

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La mayor erupción volcánica de los últimos millones de años en la Tierra se produjo en Indonesia hace 74.000 años. Un nuevo estudio relaciona esa erupción con un cambio climático global en la época y sus efectos sobre poblaciones de humanos primitivos.


Coincidencias en núcleos de hielo de Groenlandia y Antártida en cuanto a picos de acidez volcánica. (Foto: Niels Bohr Institute)
 
El volcán Toba se encuentra en la isla de Sumatra, en Indonesia, cerca del ecuador. La colosal erupción de hace 74.000 años dejó un cráter que tiene unos 50 kilómetros de diámetro. La erupción expulsó 2.500 kilómetros cúbicos de lava, una cantidad que equivale al doble del volumen del Monte Everest. La erupción fue 5.000 veces más grande que la de 1980 del Monte Santa Helena, en Estados Unidos. La erupción del Toba es la mayor ocurrida en la Tierra en los últimos 2 millones de años.
La erupción del volcán elevó enormes nubes de ceniza y ácido sulfúrico a la atmósfera, que llegaron hasta la estratosfera, y luego se extendieron por vía aérea hacia el resto del planeta, para caer por último a la superficie en forma de lluvia ácida.
El equipo del glaciólogo Anders Svensson, del Centro para el Hielo y el Clima del Instituto Niels Bohr en la Universidad de Copenhague, en Dinamarca, ha rastreado ahora los vestigios de esta lluvia ácida en las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida. Desde hace tiempo, Svensson y sus colegas han tenido una idea sobre a qué profundidad se podían encontrar huellas de la erupción del Toba en la capa de hielo de Groenlandia, pero no encontraron ceniza, por lo que no podían estar seguros. Sin embargo, esa misma serie de estratos de ácido, resultante de dicha erupción, la han encontrado ahora en la capa de hielo de Groenlandia y en la de la Antártida.
Los investigadores, tras contar los estratos anuales existentes entre los picos de ácido presentes en los núcleos de hielo de las dos capas de hielo, encontraron una correspondencia. Esto significa, tal como explica Svensson, que ahora es factible comparar los núcleos de hielo de Groenlandia con los de la Antártida con una precisión anual, y así combinar el conocimiento sobre el cambio climático de aquella época en los hemisferios norte y sur.
Se ha especulado mucho sobre cómo una erupción tan grande afectó al clima. Las gigantescas nubes de partículas de azufre que son lanzadas a la estratosfera en un cataclismo como aquel forman un manto que obstaculiza el paso de la radiación solar y esto hace que la Tierra se enfríe. Pero, ¿en qué medida y por cuánto tiempo? Estudios previos con modelos digitales indicaron que esta enorme erupción pudo causar un enfriamiento de hasta 10 grados en la temperatura global durante décadas. El nuevo análisis de núcleos de hielo indica, sin embargo, que el efecto se dejó sentir sobre todo en el hemisferio norte, y que el enfriamiento global fue breve.

LA ADAPTACIÓN DE LA BACTERIA ESCHERICHIA COLI PARA COLONIZAR VEGETALES

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Una reciente investigación ha dado nuevas pistas sobre cómo algunas cepas de Escherichia coli, normalmente habitantes del tracto gastrointestinal de los mamíferos, han adoptado estrategias de transmisión ligeramente diferentes, estando algunas mejor adaptadas que otras para vivir en las plantas.


Una bacteria Escherichia coli. (Foto: Elizabeth H. White, M.S. / CDC / Peggy S. Hayes)
 
La E. coli mayormente habita en ambientes cálidos, húmedos y ricos en nutrientes, como los que se encuentran en el tracto gastrointestinal de animales de sangre caliente. Pero para migrar de un organismo a otro, las bacterias deben salir al mundo exterior. Hay evidencias de que algunas cepas de E. coli pueden sobrevivir durante varias semanas fuera de un organismo, y crecer incluso en agua o en tierra si las condiciones son las adecuadas. Pero lo que más preocupa de la E. coli a las autoridades sanitarias y a la población en general es su potencial para colonizar vegetales, ya que aunque la mayoría de las cepas de E. coli son inofensivas, la presencia de cepas patógenas en frutas y hortalizas presenta un riesgo para la seguridad de los alimentos.
A fin de profundizar más en la cuestión, el equipo de Sacha Lucchini, del Instituto de Investigación Alimentaria en el Reino Unido, ha realizado el primer estudio detallado de las diferencias entre las poblaciones de E. coli que crecen en plantas de cultivo y las que lo hacen en los intestinos de mamíferos.
Los investigadores tomaron más de 100 muestras de hojas de vegetales presentes en la campiña inglesa. El análisis de dichas muestras mostró que incluso dentro de un mismo campo, la población de E. coli es diversa y compleja. Luego compararon estas cepas con un patrón de referencia de E. coli de mamíferos, incluidos los seres humanos, de diferentes continentes. Encontraron diferencias significativas dependiendo de la fuente de la muestra. En comparación con el hábitat intestinal, la superficie de una hoja es un ambiente hostil para bacterias acostumbradas a vivir dentro de intestinos. La temperatura suele diferir bastante de los constantes 36-37 grados centígrados habituales en el interior de nuestro cuerpo, y existe un mayor riesgo de desecación que dentro de los intestinos.
Los investigadores encontraron que las poblaciones de E. coli provenientes de vegetales solían formar biopelículas con más facilidad. Las biopelículas son estructuras complejas formadas por poblaciones de bacterias que se unen para conformar una película delgada sobre la superficie que han invadido. Estas bacterias se mantienen unidas por una matriz protectora extracelular de proteínas y azúcares, y los investigadores comprobaron que también se registraba un aumento en la producción de los componentes de esta matriz en las cepas de E. coli procedentes de los campos. Estas cepas también utilizan en mayor grado la sacarosa y otros azúcares derivados de las plantas, en comparación con lo que hacen las poblaciones de E. coli provenientes de fuentes mamíferas.
Las biopelículas podrían ayudar a evitar la desecación de las E. coli cuando están fuera de un animal, mientras que su capacidad de utilizar los azúcares vegetales les permitiría sobrevivir fuera de los animales.
Un análisis evidenció que las diferencias están asociadas con grupos filogenéticos previamente definidos de E. coli, demostrando ello que las diferentes condiciones ambientales tienen un efecto selectivo en la evolución de los diferentes grupos.
El conocimiento de los mecanismos involucrados en la colonización de vegetales por la E. coli proporciona claros blancos de ataque a los que dirigir nuevas estrategias que sean desarrolladas para prevenir la difusión de cepas de E. coli potencialmente peligrosas, reduciendo así el riesgo de ingerir vegetales contaminados.

viernes, 7 de diciembre de 2012

LA FUTURA PÉRDIDA DE DIVERSIDAD EN EL FITOPLANCTON Y SU EFECTO CLIMÁTICO

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El calentamiento de los océanos podría alterar significativamente en el futuro las poblaciones de fitoplancton, lo cual a su vez podría hacer que disminuyera la influencia beneficiosa indirecta que ejercen estos pequeños organismos sobre el clima.
 

El calentamiento de los océanos podría alterar significativamente en el futuro las poblaciones de fitoplancton marino. (Foto: NASA Earth)

En un nuevo estudio, un equipo de especialistas de la Universidad Estatal de Michigan en Estados Unidos muestra que hacia finales del presente siglo, si los océanos continúan calentándose según lo predicho, y el fitoplancton no se adapta al cambio climático en las zonas que hoy puebla, se producirá un desplazamiento hacia los polos de las zonas con temperaturas aptas para el fitoplancton, y un marcado declive en la biodiversidad de estas especies en las aguas ecuatoriales.
Como el fitoplancton ejerce un papel importante en la cadena alimentaria y en los ciclos del carbono, el nitrógeno, el fósforo y otros, una caída drástica de su población en los mares tropicales podría tener consecuencias medibles. Además, como el fitoplancton también desempeña un papel clave en la regulación de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera, y por ende en el clima global, este descenso de población en el fitoplancton de aguas tropicales podría intensificar el cambio climático.
La predicción del equipo de Mridul Thomas, Colin Kremer, Elena Litchman y Christopher Klausmeier es que a finales de este siglo los mares tropicales sufrirán un descenso de hasta un 40 por ciento en su biodiversidad potencial.
Los microorganismos usan la luz, el dióxido de carbono y los nutrientes para crecer. Aunque el fitoplancton es pequeño, abunda en todos los mares, y consume tanto dióxido de carbono a través de la fotosíntesis como todas las plantas terrestres juntas.
La temperatura del agua influye decisivamente en las tasas de crecimiento del fitoplancton. De hecho, el fitoplancton de aguas ecuatoriales, más cálidas, puede crecer mucho más rápido que el de aguas frías. Puesto que las temperaturas aumentarán durante este siglo y el próximo, es importante evaluar la reacción del fitoplancton y lo que pasará con el dióxido de carbono que actualmente absorbe de la atmósfera y traslada hacia el fondo oceánico donde queda retenido.
Los investigadores consideran que el fitoplancton está bien adaptado a las temperaturas locales actuales, pero que, si se cumplen las predicciones de temperaturas oceánicas en el futuro, lo más probable es que gran parte del fitoplancton no se pueda adaptar con la suficiente rapidez a los cambios en su medio ambiente local. Como el fitoplancton no puede regular su temperatura o emigrar de forma activa, sus poblaciones pueden verse abocadas a un decrecimiento y a un empobrecimiento de la biodiversidad.

miércoles, 5 de diciembre de 2012

LA EVOLUCIÓN ES MÁS PREDECIBLE DE LO CREÍDO

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Una nueva investigación sugiere que se podría usar el conocimiento sobre los genes de una especie, y sobre cómo ciertas condiciones externas afectan a las proteínas codificadas por esos genes, para predecir un patrón evolutivo guiado por factores externos.




En otras palabras, la evolución es más predecible de lo creído. Así lo sostiene ahora Peter Andolfatto, profesor en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la Universidad de Princeton en Nueva Jersey, Estados Unidos.
Andolfatto trabajó con Ying Zhen, Matthew Aardema y Molly Schumer, todos del citado departamento, así como con Edgar Medina, de la Universidad de Los Andes en Colombia.
Los investigadores realizaron una amplia inspección de secuencias de ADN de 29 especies de insectos con parentesco distante, la muestra más grande de organismos que ha sido examinada atendiendo a un rasgo evolutivo particular. Catorce de estas especies han desarrollado una característica casi idéntica como resultado de una influencia externa: se alimentan de plantas que producen cardenólidos.
Los cardenólidos son letales para casi cualquier insecto, y actúan con eficacia como defensa contra plagas de insectos herbívoros. Los cardenólidos se enlazan a un componente de las bombas de sodio-potasio, que son uno de los sistemas fundamentales presentes en todas las células animales. Al enlazarse, sabotean la labor de transporte de elementos vitales a través de la membrana celular, dañando a la célula.
Aunque separados por 300 millones de años de evolución, estos diferentes insectos, que incluyen a escarabajos, mariposas y áfidos, experimentaron cambios en las bombas de sodio-potasio, las cuales se acabaron volviendo resistentes a los cardenólidos.
Tal como destaca Jianzhi Zhang, un experto en ecología y biología evolutiva de la Universidad de Michigan que conoce bien la línea de investigación seguida en el nuevo estudio, aunque no ha participado en el mismo, el hallazgo de una evolución paralela no en dos, sino en numerosos insectos herbívoros, aumenta la importancia de lo descubierto en el nuevo estudio, debido a que es muy poco probable que semejante paralelismo haya ocurrido simplemente por casualidad. Esto indica que muchos insectos diferentes utilizan un mecanismo molecular común para defenderse de las toxinas presentes en su comida, lo que sugiere que quizás la cantidad de mecanismos potenciales para lograr este objetivo es muy limitada. El hecho de que muchos insectos diferentes evolucionaran de forma independiente hasta adquirir la capacidad de hacer los mismos "trucos" moleculares para defenderse de la misma toxina sugiere que el estudio de una pequeña cantidad de organismos modelo bien elegidos puede enseñarnos bastante sobre otras especies. En ese sentido, y hasta cierto grado, la evolución es predecible.

domingo, 2 de diciembre de 2012

EL APRENDIZAJE DEL CANTO AYUDA A LAS AVES A ADAPTARSE AL RUIDO URBANO

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Un estudio dirigido por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas ha descubierto que el aprendizaje del canto ayuda a las aves a adaptarse a las condiciones de ruido en las ciudades. El trabajo, publicado en la revista Biology Journal of Evolutionary, ha analizado 28 poblaciones de 21 especies de aves en México y Brasil.


Ave suboscina mosquero parduzco (Cnemotriccus fuscatus). Imagen: Diego Gil
 
 
Un estudio en 28 poblaciones de 21 especies de aves en México y Brasil concluye que el aprendizaje del canto ayuda a las aves a adaptarse a las condiciones de ruido en las ciudades. “Los resultados de esta investigación apoyan la hipótesis de que el aprendizaje del canto, que se encuentra restringido a unos cuantos grupos de aves, es un mecanismo que les permite usar el canto más apropiado para los hábitats en los que viven. Eligen el canto que mejor se oye, transmite y el que menos se deteriora en ese ambiente”, explica el investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Diego Gil, del Museo Nacional de Ciencias Naturales.
Trabajos previos habían demostrado que las aves modifican su canto en hábitats urbanos, haciéndolo más agudo, para que pueda percibirse sobre el ruido continuo de las ciudades. Ahora, los investigadores han visto que esa modificación resulta más sencilla para aquellas aves que necesitan aprender de sus semejantes el canto de su especie (denominadas oscinas) frente a las que están “genéticamente programadas” para realizar un tipo concreto de canto, más simple, que no requiere aprendizaje (las suboscinas).
“Las aves suboscinas podrían ser más vulnerables a la contaminación acústica y menos capaces de colonizar ciudades o nuevos hábitats acústicos. Esta diferencia entre los dos grupos es relevante para la planificación de la conservación biológica ya que ofrece información acerca de las diferencias que existen entre las especies en cuanto al grado de resiliencia a las condiciones urbanas”, concluye Gil.
El estudio, en el que también han participado investigadores de la Universidad Nacional Autónoma de México, ha sido financiado por la Fundación BBVA.
 
Referencia bibliográfica:
 
A. A. Ríos that learn their song show a tighter adjustment of song to noisy environments than those that do not learn. Chelen, C. Salaberria, I. Barbosa, C. Macías García, D. Gil. The learning advantage: bird speciesJournal of Evolutionary Biology. DOI: 10.1111/j.1420‐9101.2012.02597.x