sábado, 29 de junio de 2013

EL NÚCLEO DE HIERRO DE LA TIERRA ES MUCHO MÁS ENDEBLE DE LO CREÍDO

noticiasdelaciencia.com
 
La colosal bola de hierro ubicada en el centro de la Tierra no es tan sólida como se pensaba, según las conclusiones a las que se ha llegado en una nueva investigación.
 



Las autoras de este estudio, de la Universidad de Stanford en California, usaron una celda de yunque de diamante (un dispositivo que puede ejercer una presión enorme sobre muestras diminutas aprisionadas entre dos diamantes) para comprimir muestras de hierro puro a presiones de hasta 300 gigapascales (equivalente a 3 millones de veces la presión del aire a nivel del mar), para recrear condiciones existentes en el centro de la Tierra.
Anteriormente se habían realizado estudios experimentales del mismo tipo y condición, pero sólo con presiones del orden de los 10 gigapascales.
Llevando a cabo experimentos basados en esa recreación de las presiones inmensas de las profundidades del planeta, Arianna Gleason y Wendy Mao, ambas del Departamento de Ciencias Ambientales y Geológicas de la citada universidad, determinaron que la fortaleza del hierro en la parte más interna del núcleo de la Tierra es de sólo un 40 por ciento de lo estimado en estudios anteriores. "La fortaleza del hierro bajo estas presiones extremas es asombrosamente baja", recalca Gleason.
Ésta es la primera vez que se consigue medir experimentalmente el efecto de una presión tan intensa, de 3 millones de veces la del aire a nivel del mar, en un laboratorio.
Además de presiones intensas, la parte más interna del núcleo también tiene temperaturas extremas. La frontera entre esa zona más interna y la más externa del núcleo tiene temperaturas comparables a las de la superficie del Sol. Todavía no es posible simular en un laboratorio esas temperaturas al mismo tiempo que las citadas presiones, aunque Gleason y Mao están trabajando en ello para futuros estudios. Para este, Gleason hizo extrapolaciones matemáticas de los datos de presión que obtuvo, a fin de tener en cuenta el efecto de la temperatura.
Los resultados de esta investigación podrían ayudar a refinar teorías sobre cómo evolucionaron la Tierra y su núcleo, y permitirán a la comunidad científica disponer de datos más realistas para experimentos e investigaciones sobre este último.

EL CALENTAMIENTO GLOBAL PUEDE AFECTAR LA VIDA MICROBIANA EN LOS SUELOS

agenciasinc.es
 
Los cambios de temperatura pueden afectar el equilibrio entre dos especies de microorganismos que sustentan las costras biológicas de suelos —capas finísimas de vida microbiana cruciales para la salud ecológica de las tierras áridas—. Una investigación, en la que participan dos biólogas de la Universidad Autónoma de Madrid, afirma que en 50 años el efecto del calentamiento global sobre este equilibrio podría tener consecuencias importantes para la fertilidad de los suelos.


Costra biológica del suelo. / Cortesía F. García Pichel
 
Un equipo internacional que estudió costras biológicas de suelo en una amplia zona del suroeste norteamericano demostró que el mantenimiento ecológico de estas se fundamenta en dos especies de cianobacterias. En su trabajo, que publica el último número de la revista Science, los investigadores argumentan que el calentamiento global está provocando una redistribución geográfica de las dos especies, lo que podría desencadenar efectos impredecibles relacionados con la fertilidad de los suelos y la erosión.
"Las costras biológicas de suelos son comunidades microbianas especialmente importantes para las tierras áridas. Protegen el suelo de la erosión y contribuyen a la fertilidad de la tierra mediante la fijación de carbono y nitrógeno y la absorción de nutrientes", apuntan los expertos.
El equipo de investigación, coordinado por la Arizona State University, analizó mediante secuenciación de ADN una gran cantidad de muestras de estas costras, recogidas en zonas desérticas de los estados de Oregón, Nuevo México, Utah y California (EE UU).
De este modo los científicos, entre los que se encuentran Pilar Mateo y Virginia Loza, investigadoras del departamento de biología de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), lograron revelar que los organismos más abundantes en las costras biológicas de suelo son dos especies de cianobacterias —microorganismos capaces de realizar fotosíntesis—. "De estas dos especies depende la alimentación y la energía de las otras miles de especies de microorganismos que pueden llegar a coexistir en una  sola pizca de las capas microbianas", argumentan. 
 
El efecto de la temperatura
 
Los investigadores encontraron que una de las dos especies, Microcoleus vaginatus, domina las costras en los desiertos más fríos de la zona estudiada, mientras que la otra, Microcoleus steenstrupii, prevalece en los desiertos más cálidos.
"Queríamos saber si habían patrones de distribución geográfica a escala continental”, afirma Ferran Garcia-Pichel, profesor de la Facultad de Ciencias de la Vida de la ASU y director de la investigación.
“Para nuestra sorpresa, encontramos que dos especies distintas de estos organismos se habían dividido el territorio ordenadamente. Solíamos pensar que una, Microcoleus vaginatus, era la más importante y dominante, pero ahora sabemos que Microcoleus steenstrupii, la otra, es igual de importante, sobre todo en los climas más cálidos", agrega el microbiólogo.
 
Un modelo matemático delata a los cambios de temperatura
 
Tomando en cuenta datos sobre tipos de suelo, química, lluvia, clima y temperatura, los investigadores utilizaron un modelo matemático que mostró cómo la temperatura es la variable que mejor explica esta división geográfica de las dos cianobacterias.
"No solo nos basamos en una correlación de datos. Además, estudiamos en el laboratorio cultivos de estas dos especies de cianobacterias, confirmando experimentalmente que la temperatura es lo que las mantiene separadas”, explica Pilar Mateo, del departamento de biología de la UAM.
“Esto es realmente importante si tenemos en cuenta que actualmente la temperatura en el planeta no es estable debido al calentamiento global. En el suroeste de EE UU, donde realizamos el estudio, los modelos climáticos predicen cerca de un grado de calentamiento por década”, agrega la investigadora.
 
Efectos ecológicos
 
"Utilizando nuestros datos en modelos climáticos actuales podemos predecir que, en 50 años, la cianobacteria que va mejor en temperaturas más cálidas se moverá hacia las regiones más frías de la zona estudiada. Para entonces, M. steenstrupii podría dominar por completo las cortezas en toda nuestra área de estudio”, declara García-Pichel.
“Desafortunadamente, no sabemos mucho acerca de este microorganismo, ni sobre lo que puede pasar en el ecosistema con la ausencia de M. vaginatus", agrega el experto.
En el trabajo los investigadores advierten que este patrón de segregación por temperatura detectado en EE UU puede ser similar en todo el mundo. Además, consideran que para la especie M. vaginatus no será fácil evolucionar con la suficiente rapidez para tolerar temperaturas más altas.
El equipo hace por tanto un llamado a otros investigadores del clima para que consideren la variable de estos microorganismos en sus análisis sobre el calentamiento global.
"Nuestro estudio es relevante más allá de la ecología del desierto. Es un ejemplo de que las distribuciones microbianas y la distribución de sus hábitats pueden verse afectados por el cambio climático, algo que hemos sabido por mucho tiempo para las plantas y los animales. Ahora no podemos dejar de lado tampoco los microorganismos en nuestras consideraciones”, enfatiza García-Pichel.
 
Especies distintas
 
Aunque son parecidas, M. steenstrupii y M. vaginatus no están estrechamente relacionadas. Los científicos creen que estas dos especies de cianobacterias han evolucionado de forma parecida debido a que sus formas y comportamientos ayudan a estabilizar el suelo, así como a la creación de las costras biológicas.  
Ambas especies tienen cientos de millones de años de antigüedad y se pueden encontrar en muchos lugares alrededor del mundo. El estudio aclara que todas las cianobacterias M. vaginatus distribuidas a lo largo y ancho del planeta están íntimamente relacionadas y son prácticamente indistinguibles genéticamente. Por el contrario, la variación individual dentro de M. steenstrupii es mucho mayor: se trata de una especie más diversa genéticamente y se piensa que es mucho más antigua en términos evolutivos.
 
Referencia bibliográfica:
 
Ferran Garcia-Pichel1,Virginia Loza1, Yevgeniy Marusenko, Pilar Mateo, Ruth M. Potrafka. Temperature Drives the Continental-Scale Distribution of Key Microbes in Topsoil Communities. Science, 28 June 2013: Vol. 340 no. 6140 pp. 1574-1577. DOI: 10.1126/science.1236404

miércoles, 26 de junio de 2013

LAS HABILIDADES INTRIGANTES DE HORMIGAS EXPERTAS EN EXCAVAR TÚNELES

noticiasdelaciencia.com
 
Futuros equipos de robots para tareas de búsqueda y rescate bajo tierra, podrían tener éxito gracias a la hormiga de la especie Solenopsis invicta, conocida, entre otros nombres populares, con el de hormiga roja de fuego. Este insecto es bastante común, pero no por ello deja de asombrar a los entomólogos, y hasta a los ingenieros, ya que posee una extraordinaria habilidad para excavar grandes redes de túneles subterráneos.


Dos hormigas se mueven a través de un túnel construido en suelo simulado en el laboratorio de Daniel Goldman del Georgia Tech. Los investigadores han estudiado cómo las hormigas se mueven en espacios confinados, y esta información así obtenida podría ser útil para el desarrollo de futuras generaciones de robots subterráneos diminutos. (Foto: Nick Gravish)

Mediante observaciones de hormigas de esta especie, utilizando seguimiento por vídeo y tomografía computerizada de rayos X, unos investigadores han descubierto varios principios fundamentales de la actividad de estas hormigas que también se podrían aplicar a esos futuros equipos de robots para permitirles avanzar con la mayor rapidez y eficiencia posibles a través de túneles subterráneos.
El equipo de Nick Gravish, Daniel Goldman, Daria Monaenkova y Michael Goodisman, del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech), en la ciudad estadounidense de Atlanta, estudió las reacciones de grupos de hormigas Solenopsis invicta cuando, en experimentos, se las colocaba dentro de tubos de tierra y se las permitía excavar túneles durante 20 horas. A fin de simular una gama amplia de condiciones ambientales, como la que estos insectos afrontan en su entorno habitual, se varió el tamaño de las partículas de tierra, desde 50 micras hasta 600, y también se varió la humedad desde el 1 al 20 por ciento.
Las variaciones en el contenido de humedad y tamaño de las partículas produjeron cambios en el volumen total de los túneles producidos y en la profundidad de excavación de las hormigas, pero el diámetro de los túneles se mantuvo constante y era comparable a la longitud (no al ancho) de los cuerpos de los insectos: cerca de 3,5 milímetros. Esto llamó la atención de los científicos. ¿Por qué precisamente darle 3,5 milímetros de diámetro a los túneles? Independientemente del tamaño de las partículas del suelo (ya fuesen éstas tan grandes como las cabezas de los insectos o tan pequeñas como las partículas microscópicas de un polvo fino), y también al margen de las condiciones de humedad del suelo, el ancho del túnel era siempre el mismo dentro de un rango muy ajustado. El ancho de los túneles parece, por tanto, ser un principio de diseño fundamental utilizado por las hormigas, algo que ellas controlan activamente.
Gravish cree que ese principio de diseño, asignando siempre la longitud de su cuerpo al ancho del túnel, permite a las hormigas hacer el mejor uso posible de sus antenas, extremidades y cuerpo para ascender y descender con rapidez por los túneles valiéndose de la interacción con las paredes, reduciendo las probabilidades de dar pasos equivocados.
Los investigadores también recogieron datos sobre las hormigas moviéndose a través de un laberinto de tubos de vidrio de diferentes diámetros. El laberinto se montó sobre un pistón de aire que periódicamente se disparaba, inyectando en el laberinto un soplido con una fuerza equivalente a 27 veces la de la gravedad. El chorro repentino de aire hacía que cerca de la mitad de las hormigas en los tubos perdieran el equilibrio y cayeran dando tumbos. Eso condujo a uno de los hallazgos más sorprendentes del estudio: Los insectos utilizaban sus antenas para sujetarse de las paredes del tubo cuando caían.
"Muchos de quienes hemos estudiado insectos sociales durante largo tiempo nunca hemos visto utilizar las antenas de esta manera", subraya Goodisman. "Es increíble que estas hormigas se sujeten a un sitio con sus antenas. Éste es un comportamiento adaptativo que jamás habríamos esperado".
Los problemas que las hormigas afrontan son los mismos a los que un pequeño robot de excavación en un espacio confinado podría también verse expuesto tarde o temprano: La necesidad de hacer movimientos rápidos, mantener una buena estabilidad y tener la suficiente seguridad, pero disponiendo sólo de una capacidad sensorial y una inteligencia limitadas.
Goodisman argumenta que para fabricar grupos de pequeños robots capaces de excavar redes de túneles con el mismo éxito que las hormigas estudiadas, hay que dotar a esas máquinas de los mismos principios de diseño de túneles que ponen en práctica esas hormigas.

sábado, 22 de junio de 2013

LOS DESIERTOS PERMITEN INVESTIGAR LOS LÍMITES DE LA VIDA EN EL PLANETA

agenciasinc.es
 
Un estudio liderado por investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales revela los microorganismos que viven dentro de las rocas de los ambientes hiperáridos. Para encontrar vida en estas áreas, hay que recurrir a los microambientes endolíticos, los hábitats localizados en los poros y fisuras del interior de las rocas. 


Depósitos de halita (cloruro sódico) en la zona hiperárida de desierto de Atacama, Chile. / Jacek Wierzchos.

¿Qué condiciones se requieren para que exista vida? ¿Y cuáles para que se origine un ecosistema? En los ambientes extremos, como los desiertos hiperáridos, la vida solo subsiste en raras ocasiones y para ello es imprescindible la presencia de agua.
Los investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC) Jacek Wierzchos, Asunción de los Ríos y Carmen Ascaso nos descubren los microorganismos que viven dentro de las rocas de los ambientes hiperáridos.
Los desiertos cubren el 30% de los continentes. Dentro de estos existen zonas hiperáridas, con precipitaciones anuales inferiores a 5 mm e incluso de 2 mm anuales, donde la vida constituye un auténtico reto. Pero la escasez de agua no es el único desafío.
Los microorganismos que sobreviven en estos ambientes han de soportar una radiación solar letal, temperaturas que pueden oscilar 50⁰C en solo 12 horas, carencia de nutrientes y, con frecuencia, una elevada salinidad.
A pesar de las condiciones tan inhóspitas que se dan en los desiertos hiperáridos, los microorganismos han elaborado estrategias de colonización que les han permitido vivir en estos ambientes. Pero la vida en ellos en ningún caso es fácil, ya que el más mínimo cambio desfavorable rompe el sutil equilibrio y conduce a la extinción.
Para encontrar vida en los desiertos hiperáridos, hay que recurrir a los microambientes endolíticos –hábitats localizados en los poros y fisuras del interior de las rocas–. Es en estos microambientes donde, ocasionalmente, se puede condensar agua gracias a que las humedades relativas nocturnas suelen ser algo más altas.
El sistema de poros y fisuras naturales de la roca proporciona a los microorganismos unas condiciones de humedad más favorables que en el exterior, una protección frente a la radiación solar, una atenuación de las fluctuaciones de la temperatura, al tiempo que deja el paso de la radiación que permite la fotosíntesis.
Además, se cree que los depósitos de minerales junto con los microorganismos endolíticos pueden generar un ambiente relativamente aislado con un reciclaje eficiente de nutrientes.
 
El ejemplo de Atacama
 
Frente a la escasa precipitación en las zonas hiperáridas, en algunas zonas costeras del desierto de Atacama los microorganismos recurren a la humedad que proporciona la niebla o la condensación del rocío, produciéndose una colonización epilítica, principalmente por líquenes.
Cuando las condiciones se vuelven más áridas, la vida sobre las rocas desaparece y se 'mueve' a los hábitats hipolíticos, donde encuentran refugio cianobacterias unicelulares o filalmentosas, hongos, algas verdes y, a veces, algas diatomeas. Estos hábitats están formados por piedras semitransparentes compuestas de cuarzo.
Pero en las zonas hiperáridas la vida solo es segura en el interior de las rocas, cuyas fisuras y grietas conectadas con la superficie son colonizadas por algas, hongos, cianobacterias y bacterias heterótrofas. Los espacios porosos de la roca son ocupados por organismos criptoendolíticos, más frecuentes en las areniscas porosas de cuarzo. Estas comunidades criptoendolíticas, que se caracterizan por su complejidad y diversidad, fueron descritas por primera vez en Los Valles Secos de la Antártida, un desierto singular con una hiperaridez y frío extremos.
El área de Yungay, en el desierto de Atacama, es posiblemente el lugar más seco del planeta. Las rocas de halita –cloruro sódico– de esta zona están colonizadas por cianobacterias, bacterias heterótrofas y arqueas. Este sistema ecológico, que aprovecha las peculiares características de estas rocas evaporíticas e higroscópicas, puede considerarse único.
Si se confirmasen las evidencias de que en Marte hubo masas de agua salada que al evaporarse dieron lugar a depósitos de cloruros y yesos, cabría esperar que la potencial vida microbiana se hubiera refugiado en el interior de las rocas y costras evaporíticas, tal y como sugieren los estudios realizados en las últimas décadas en los desiertos de todo el mundo.
 
Referencia bibliográfica:
 
Wierzchos, J., de los Ríos, A., Ascaso, C. 2012. "Microorganismos en rocas: camellos de desiertos hiperáridos". En: Microbios en Acción. Casamayor, E. O., Gasol, J. M. coord. Pp.: 85-95. Ed. CSIC y La Catarata, Madrid.

martes, 18 de junio de 2013

PLANTAS CON TAMAÑO MENGUANTE, ¿UN EFECTO DEL CALENTAMIENTO GLOBAL?

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Diversas especies vegetales han experimentado una reducción en su tamaño típico durante los últimos cien años, en la Gran Cuenca de Nevada, en Estados Unidos, y el calentamiento global podría ser el culpable, según un nuevo estudio efectuado por el equipo de Beth Leger, ecóloga vegetal de la Universidad de Nevada en Reno.

Beth Leger muestra especímenes utilizados en su investigación. (Foto: Mike Wolterbeek, Universidad de Nevada en Reno)

Ella y sus colaboradores utilizaron la gran colección de plantas en el herbario de la citada universidad para comprobar cómo las plantas han reaccionado ante el cambio climático durante el siglo XX. Y lo que han encontrado es que el tamaño de las plantas se está reduciendo con el paso del tiempo, un fenómeno observado también en los vertebrados, pero que apenas ha sido investigado en los vegetales. El fenómeno constatado en este nuevo estudio probablemente tendrá repercusiones para la productividad agrícola.
El equipo de investigación tuvo en cuenta los mínimos y máximos de la temperatura del aire, las temperaturas de la superficie marítima y el inicio de las precipitaciones en el año en que cada muestra de vegetal fue recolectada.
Leger y cuatro colaboradores examinaron, midieron y analizaron más de 1.900 muestras de especies, preservadas en láminas del herbario y recolectadas entre 1893 y 2011, a fin de determinar si el clima afecta la altura de la planta, el tamaño de las hojas y el número de flores, y si el cambio climático produce una reducción del tamaño en siete especies de plantas anuales con flores.
Mientras que una especie aumentó en tamaño y en número de flores durante el período de observación, cinco de las siete especies disminuyeron en altura de la planta, cuatro de ellas mostraron una disminución en el tamaño de la hoja, y una redujo su producción de flores. La otra especie no mostró cambios.
De las numerosas especies disponibles, Leger y sus colaboradores eligieron siete cuyos registros y muestras se remontan hasta finales del siglo XIX.

lunes, 17 de junio de 2013

ALIANZA ENTRE UNA PLANTA CARNÍVORA Y UNA COLONIA DE HORMIGAS

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La razón por la que una especie de planta carnívora mantiene una insólita alianza con hormigas es impedir que las larvas de mosquito y otros insectos voladores similares roben sus nutrientes, según las conclusiones a las que se ha llegado en una nueva investigación.


La planta carnívora Nepenthes bicalcarata (A) y la hormiga Camponotus schmitzi (B) mantienen una alianza contra las larvas de mosquito y de algunos otros insectos voladores comparables (C) que pretenden robarle nutrientes a la planta. (Imágenes: Scharmann M, Thornham DG, Grafe TU, Federle W (2013) "A Novel Type of Nutritional Ant­Plant Interaction: Ant Partners of Carnivorous Pitcher Plants Prevent Nutrient Export by Dipteran Pitcher Infauna". PLoS ONE 8(5): e63556. doi:10.1371/journal.pone.0063556)
 
La relación inusual entre las plantas insectívoras y las hormigas que viven exclusivamente sobre ellas, ha desconcertado a los científicos durante mucho tiempo.
Las hormigas Camponotus schmitzi viven sólo en una especie de planta carnívora de Borneo, la Nepenthes bicalcarata.
Dichas hormigas se instalan en una planta, y deambulan con soltura por resbaladizas trampas de su morada viviente, nadan y bucean en los jugos digestivos de ella, y consumen el néctar y las presas que caen en la trampa.
A pesar de que los beneficios para las hormigas son obvios, ha sido más difícil de explicar cuál es exactamente la ganancia que obtienen las plantas con esta relación. No obstante, éstas crecen más que aquellas que no tienen hormigas, lo que ya sugiere una relación mutualista entre ambas especies.
En el nuevo estudio, el equipo de Mathias Scharmann y sus colegas de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido y la Universidad de Brunei, ha determinado los beneficios que la presencia de hormigas tiene para la planta que las alberga. Además de evitar que las larvas de mosquito y de algunos otros insectos voladores comparables le roben nutrientes a la planta, las hormigas parecen incrementar la eficiencia cazadora de la planta al mantener limpias sus trampas. Además, los residuos que genera la colonia de hormigas le son de utilidad a la planta.

domingo, 16 de junio de 2013

¿HACIA UNA ESCASEZ GLOBAL DE AGUA DULCE?

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Para muchas naciones industrializadas, el agua dulce es un bien abundante y a menudo infravalorado. Los escenarios desérticos que en las películas de la saga de ciencia-ficción Mad Max reflejan la decadencia de una civilización industrial sumida en el caos y atenazada por la escasez del agua, son lo primero que a mucha gente le viene a la mente al enfrentarse a la pregunta de qué pasaría si la sociedad industrializada sufriera una escasez generalizada de agua dulce. Obviamente, la desalinización de agua de mar podría resolver la papeleta, pero el coste del agua potable así obtenida aumentaría cuanto más tierra adentro hubiera de ser transportada.


El agua dulce es un bien muy valioso y que en el futuro podría escasear si no se toman las medidas oportunas para su gestión sostenible. (Foto: NOAA NERR)

El congreso "Agua en la Era Antropocena", celebrado recientemente en Bonn, Alemania, culminó con una declaración impulsada por medio millar de científicos en la que se advierte sobre la necesidad de acometer importantes reformas para hacer un uso más responsable del agua dulce, ya que de lo contrario, según se alerta en dicha declaración, en el transcurso de una o dos generaciones, la mayoría de los 9.000 millones de personas que poblarán por entonces la Tierra estará viviendo de un modo u otro la problemática derivada de la escasez de agua dulce. Esta escasez, según los científicos, se podría mitigar en buena parte si se emprenden a tiempo las políticas adecuadas.
El congreso fue organizado por el GWSP (Global Water System Project) y su oficina internacional con sede en Alemania, alojada en el Centro de Investigación para el Desarrollo (ZEF) de la Universidad de Bonn. Contó también con el apoyo del Ministerio Federal de Educación e Investigación, en Alemania, y la Fundación Alemana para la Investigación (DFG).
En el congreso se puso de manifiesto que, tras años de observaciones, muchos expertos en el ciclo hidrológico creen que los sistemas de agua dulce de muchas partes del mundo están en condiciones precarias. Una mala administración de los recursos hídricos, la sobreexplotación y el cambio climático constituyen amenazas a largo plazo para el bienestar humano. Evaluar esas amenazas y reaccionar adecuadamente a ellas constituye un gran desafío para los hidrólogos y para las autoridades responsables de la gestión de los recursos hídricos.
Algunos de los datos que se esgrimen son impactantes.
- La humanidad usa un área del tamaño de América del Sur para sembrar sus cultivos, y un área del tamaño de África para criar ganado.
- Debido a la explotación de los pozos de agua, y la de los pozos petrolíferos, en las áreas costeras a poca altitud sobre el nivel del mar, extrayendo las aguas subterráneas y los hidrocarburos, dos tercios de los principales deltas de los ríos se están hundiendo. Algunos de ellos se hunden cuatro veces más rápido de lo que se eleva el nivel medio del mar.
- La evaporación causada por sistemas pésimos de irrigación reduce de modo preocupante el caudal de muchos ríos del mundo.
El término "Era Antropocena", usado en el título del congreso, es un nombre cada vez mas empleado en la comunidad científica para referirse al periodo geológico iniciado cuando terminó la última era glacial, hace unos 11.500 años, y la humanidad inició una gran expansión por el planeta, comenzando asimismo a modificarlo a gran escala.
El GWSP es dirigido por un comité científico compuesto por representantes de cuatro programas medioambientales (DIVERSITAS, IGBP, IHDP, y WCRP) y la comunidad científica vinculada a dichos programas.

viernes, 14 de junio de 2013

¿COMUNICACIÓN ENTRE VEGETALES MEDIANTE VIBRACIONES?

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Un equipo de investigación ha llegado a la sorprendente conclusión de que las plantas, o al menos algunas de ellas, pueden comunicarse entre sí mediante una forma de emisión y recepción de señales que no es ninguna de las típicas en el reino vegetal.
 



Tener un intercambio adecuado de señales con ciertas plantas de su entorno mejora la germinación de algunas semillas. Esto es lo que se ha determinado en la investigación realizada por el equipo de Monica Gagliano y Michael Renton, de la Universidad de Australia Occidental.
Incluso cuando otros conocidos medios de comunicación, como el contacto físico, o las señales luminosas o químicas, se bloqueaban, las semillas de Capsicum annuum (una planta muy común, conocida con nombres populares como pimiento, ají o chile) crecían mejor cuando lo hacían cerca de plantas de Ocimum basilicum (conocidas popularmente con nombres como alhábega o albahaca). Los autores del estudio creen factible que los vegetales intercambien información simple mediante vibraciones nanomecánicas.
El equipo de Gagliano y Renton puso a prueba la germinación de semillas de Capsicum annuum en presencia o ausencia de otras plantas de la misma especie, o de plantas de la especie Ocimum basilicum. En ausencia de una planta vecina, las tasas de germinación eran muy bajas, pero cuando las plantas eran capaces de comunicarse abiertamente con las semillas, aumentó el crecimiento de plántulas.
Lo asombroso vino cuando las semillas fueron separadas de las plantas de Ocimum basilicum con barreras aislantes de plástico negro, que bloqueaban las señales lumínicas o químicas. Pese a las barreras, germinaron como si todavía pudieran comunicarse con sus vecinas Ocimum basilicum. Una reacción parcial se registró en el caso de plantas Capsicum annuum plenamente crecidas, a las que se bloqueó toda vía conocida de comunicación con las semillas.
El equipo de investigación interpreta los resultados de estos experimentos como una demostración de que las plantas son capaces de influir positivamente en el crecimiento de las semillas por un mecanismo todavía desconocido. En los experimentos, plantas calificables como malas vecinas, como el hinojo, parecían impedir la germinación de las semillas de Capsicum annuum por la misma vía. Los autores del estudio creen que la naturaleza de esta vía misteriosa de comunicación puede implicar señales acústicas generadas usando oscilaciones nanomecánicas desde el interior de la célula que permiten una comunicación rápida entre plantas cercanas.
Los resultados del estudio han sido publicados en la revista académica BMC Biology, de Biomed Central.
Solemos pensar en las semillas como partículas vegetales de lo más simple, pero de hecho son máquinas sofisticadísimas de la naturaleza, capaces de muchas proezas, algunas bien conocidas, como su capacidad de esperar durante años para germinar si las condiciones del entorno no son aptas, y otras, conocidas a fondo sólo en años recientes, como las "habilidades" mecánicas de algunas, que los redactores de NCYT de Amazings expusimos en un artículo del 12 de junio de 2007 (http://www.amazings.com/ciencia/noticias/120607e.html). La combinación entre "arquitectura" biológica, condiciones medioambientales, y el estado de la tierra, puede dar lugar a procesos mecánicos asombrosamente complejos, como por ejemplo la acción de un taladro natural.

miércoles, 12 de junio de 2013

DESCUBREN UNA BACTERIA QUE CRECE A UNA TEMPERATURA MÁS FRÍA QUE LA SOPORTADA POR CUALQUIER OTRA CONOCIDA

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La temperatura en el permafrost de la isla de Ellesmere en el Ártico Canadiense es casi tan baja como la de la superficie de muchas zonas de Marte. Así que el reciente descubrimiento de una singular bacteria capaz de prosperar a 15 grados centígrados bajo cero, la más baja temperatura conocida para un caso de crecimiento bacteriano, es fascinante.


Las bacterias Planococcus halocryophilus son capaces de crecer a 15 grados centígrados bajo cero. (Foto: Cortesía de Lyle Whyte)
 
 
La bacteria ofrece pistas sobre algunas de las condiciones previas necesarias para la vida microbiana en Marte, e incluso en Encélado, una luna del planeta Saturno. Tanto Marte como Encélado podrían albergar ambientes subterráneos de baja temperatura y alta salinidad, que antaño eran considerados inviables para la vida, pero que ahora, a raíz de descubrimientos como el del nuevo estudio, se perfilan cada vez más como escenarios donde ciertas formas de vida podrían prosperar.
El equipo de investigadores, dirigido por los microbiólogos Lyle Whyte y Nadia Mykytczuk, ambos de la Universidad McGill en Canadá, descubrió la bacteria Planococcus halocryophilus OR1 después de examinar unos 200 microbios recogidos en el Ártico durante su búsqueda del microorganismo mejor adaptado a las duras condiciones del permafrost ártico.
Los autores del hallazgo creen que esta bacteria vive en los muy delgados canales de agua salada que se encuentran dentro del permafrost en la Isla de Ellesmere. La sal en esos canales mantiene el agua líquida por debajo de su punto normal de congelación, pese a hallarse en el gélido ambiente del permafrost (en torno a los16 grados centígrados bajo cero). Ello crea un entorno habitable, aunque muy inhóspito. No es el mejor lugar para sobrevivir, pero este organismo es capaz de permanecer activo (por ejemplo, respirando) a temperaturas de hasta 25 grados centígrados bajo cero en el permafrost.
Con el fin de averiguar qué se necesita para lograr este portento biológico, Mykytczuk, Whyte y sus colegas estudiaron la secuencia genómica y otros rasgos moleculares de la P. halocryophilus OR1. Los investigadores encontraron que la bacteria se adapta a las condiciones extremadamente frías y saladas de su entorno, gracias a modificaciones significativas en su estructura y función celular, así como al incremento en la cantidad de proteínas adaptadas al frío. Esto incluye cambios en las membranas que envuelven a la bacteria y la protegen contra el ambiente hostil en el que vive.
La secuencia genómica ha revelado además que este microorganismo del permafrost también es inusual en otras cosas. Por ejemplo, parece mantener altos niveles de compuestos intracelulares que actúan como una especie de anticongelante molecular, protegiendo al microbio de la congelación y del entorno muy salado.

ADN DE MILES DE AÑOS ATRÁS CONSERVADO EN SEDIMENTOS DEL MAR NEGRO

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Un análisis de muestras de sedimentos del Mar Negro ha revelado la presencia de material genético de una diversidad asombrosamente abundante de especies antiguas de plancton que dejaron ahí su composición genética.


La creación del Estrecho del Bósforo como tal conectó al Mar Negro con el Mar de Mármara y las aguas oceánicas del planeta. A medida que los glaciares se derritieron y comenzó a aumentar el nivel del mar, el nivel del Mar Negro también aumentó, llegando hasta el que tiene en la actualidad. (Imagen: Jack Cook, Instituto Oceanográfico de Woods Hole)
 

El Mar Negro, un mar salobre semiaislado, es muy sensible a cambios ambientales causados por el clima, y los sedimentos de su lecho constituyen un registro de alta resolución sobre el clima continental del pasado y los cambios hidrológicos simultáneos en su cuenca. El Mar Negro recibe actualmente agua salada del Mediterráneo a través del Estrecho del Bósforo, así como agua dulce de ríos y de la lluvia.
Sin embargo, esta conexión marítima se interrumpía al descender el nivel del mar durante los periodos glaciales, y el Mar Negro era como un lago gigante.
La dinámica de los cambios ambientales ocurridos en la transición desde la última era glacial al Holoceno (básicamente los últimos 10.000 años) sigue siendo tema de debate, y es escasa la información sobre cómo estos cambios afectaron a la ecología del plancton en el Mar Negro.
El inesperado hallazgo de la gran riqueza genética conservada en los sedimentos del fondo del Mar Negro ha sido toda una sorpresa, incluso para sus descubridores. El ADN de especies antiguas del plancton está preservado incluso en los sedimentos lacustres más antiguos analizados del Mar Negro. Esto significa que el ADN de especies antiguas de plancton podría estar ampliamente preservado en los sedimentos y es probable que se pueda usar para hacer una reconstrucción histórica de las formas de vida que habitaron en la mayoría de los entornos oceánicos y lacustres en el pasado.
Los investigadores suelen reconstruir la composición antigua del plancton usando un microscopio para contar los esqueletos fósiles presentes en los núcleos de sedimento. Sin embargo, éste es un método limitado porque la mayoría de las especies del plancton no dejan fósiles. Por tanto, los autores del nuevo estudio adoptaron otra estrategia, impulsada por la riqueza de ese archivo genético inesperado en el fondo del Mar Negro.
Usando una combinación de técnicas avanzadas para análisis del ADN antiguo presente en sedimentos del fondo del Mar Negro, y herramientas para reconstruir el clima del pasado, el equipo del paleoecólogo marino Marco Coolen y el geólogo Liviu Giosan, ambos del Instituto Oceanográfico de Woods Hole en Massachusetts, Estados Unidos, ha determinado cómo comunidades de plancton han respondido a cambios en el clima y a la influencia del Ser Humano en los últimos 11.400 años.
El estudio reveló que 150 de 2.710 especies de plancton identificadas mostraron una respuesta estadísticamente significativa a cuatro etapas distintas de condiciones ambientales desde el fin de la última era glacial.
Las algas verdes de agua dulce fueron las mejores especies indicadoras de las condiciones lacustres de hace más de 9.000 años.
Dinoflagelados, ciertas algas y otras formas de vida tuvieron reacciones bastante pronunciadas ante el aumento gradual en la salinidad después de la última reconexión marina.
La salinidad aumentó rápidamente después de hace unos 5.200 años, dando lugar a un incremento de los hongos marinos y al inicio de una presencia significativa de copépodos.
Una sucesión gradual de clases de fitoplancton aconteció durante un aumento de la presencia de agua dulce en el Mar negro hace unos 2.500 años.
Sin embargo, los cambios más drásticos en el plancton se produjeron durante el último siglo, asociados a alteraciones recientes provocadas por la actividad humana en la región.
En la investigación también han trabajado Chris Quince y Keith Harris de la Universidad de Glasgow en el Reino Unido, y la micropaleontóloga Mariana Filipova-Marinova del Museo de Historia Natural en Varna, Bulgaria.

viernes, 7 de junio de 2013

CÓMO LAS BACTERIAS SE ORGANIZAN PARA FORMAR COLONIAS

noticiasdelaciencia.com
 
Al igual que personas atraídas por ciudades, las bacterias utilizan rutas ya establecidas y se organizan en colonias grandes, según un nuevo estudio.
Esta investigación podría ayudar a combatir infecciones bacterianas que no ceden ante fármacos potentes.


Al igual que personas atraídas por las comodidades de las ciudades, las bacterias utilizan rutas ya establecidas para congregarse en sitios muy transitados y se organizan en colonias grandes, de un modo que recuerda al proceso espontáneo de creación de una ciudad en un sitio despoblado, a partir, por ejemplo, de la construcción de una carretera o una línea de ferrocarril, como sucedió en muchas ciudades de Estados Unidos, nacidas con la expansión del ferrocarril. (Imagen: Amazings / NCYT / JMC)
 
Las bacterias de una superficie a menudo se organizan en comunidades muy resistentes conocidas como biopelículas o biofilms.
Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), la del Noroeste y la de Washington, las tres en Estados Unidos, es el primero en identificar la estrategia mediante la cual las bacterias consiguen formar las microcolonias que se convierten en biofilms, grandes urbes microbianas que pueden causar infecciones letales.
Las bacterias de los biofilms se comportan de manera muy diferente a las bacterias no organizadas. Dentro de los biofilms, las bacterias cambian sus patrones de expresión genética y se vuelven mucho más resistentes a los antibióticos y a las defensas inmunitarias del organismo invadido que las bacterias no organizadas, porque se agrupan de un modo que las beneficia, estando protegidas por una matriz de proteínas, ADN y moléculas largas de azúcares similares a cadenas llamadas polisacáridos.
El equipo de Gerard Wong de la UCLA, Erik Luijten de la Universidad del Noroeste y Matthew R. Parsek de la Universidad de Washington, ha esclarecido el enigma de cómo exactamente se inicia la formación de biofilms bacterianos. Para la investigación han desarrollado algoritmos que describen los movimientos de las diferentes cepas de la bacteria Pseudomonas aeruginosa y han realizado simulaciones por ordenador para trazar mapas con los movimientos de las bacterias. La P. aeruginosa puede causar infecciones difíciles de tratar y capaces de provocar la muerte del paciente.
Sorprendentemente, los investigadores constataron que las bacterias individuales que inician la formación de microcolonias no tienen cualidades inherentes especiales. A medida que las bacterias se mueven por una superficie, dejan rastros que incluyen compuestos de un tipo específico de polisacárido llamado Psl. Algunas de las bacterias permanecen fijas en su posición. Pero otras se mueven por la superficie de aquí para allá, aparentemente al azar, pero dejando un rastro que influye luego en el comportamiento de otras bacterias que encuentran ese rastro.
Las bacterias que llegan posteriormente también dejan rastros, pero sus movimientos tienden a estar guiados por los rastros que dejaron las primeras bacterias. Esta red de rastros, a modo de red de carreteras que facilita la instalación de nuevas infraestructuras en un sitio no urbanizado, hasta construir finalmente una ciudad, crea un proceso de realimentación positiva y permite que las bacterias se organicen en microcolonias que se convierten en biofilms, las grandes metrópolis bacterianas.
En la investigación también han trabajado Kun Zhao de la UCLA y Boo Shan Tseng de la Universidad de Washington.

jueves, 6 de junio de 2013

LA ALIMENTACIÓN QUE HIZO POSIBLE UN SALTO EVOLUTIVO HUMANO HACE DOS MILLONES DE AÑOS

noticiasdelaciencia.com
 
En "2001, una odisea del espacio", se buceaba en ciertos hechos decisivos del pasado de la especie humana que pudieron repetirse en diversos lugares y épocas. Si desestimamos la intervención alienígena expuesta en esa novela y película de ciencia-ficción, nos queda una crónica casi igual de fascinante.


Un hueso de pata de un pequeño antílope con marcas de cortes, lo que indica que esos humanos ya eran capaces de valerse de herramientas con las que extraer y aprovechar toda la carne de sus presas. (Foto: Cortesía de la Universidad Baylor)

Un día, un homínido, tuvo la idea de aferrar una piedra, hueso u otro objeto contundente, y dar golpes con él en vez de con sus manos desnudas. Y eso le permitió defenderse mejor de las fieras que le acechaban y convertirse él mismo en un depredador mucho más eficaz de lo que había sido hasta entonces, pasando a incorporar en su dieta cantidades mucho mayores de carne, lo que a su vez elevó sus reservas energéticas y de nutrientes, permitió que su cerebro creciera más, y acabó convirtiendo a sus descendientes en la especie más inteligente de la Tierra.
Una reciente investigación ha sacado a la luz nuevos y reveladores datos sobre la dieta y las estrategias para obtener alimento de algunos de nuestros primeros ancestros en África, y las conclusiones harán rememorar a más de uno esas escenas carismáticas de la citada película en las cuales se presentaba el arranque en el kilómetro cero de la tecnología humana y cómo unos homínidos aprendieron a usar armas para cazar y para defenderse.
Hace unos dos millones de años, los homínidos de Oldowan, muy primitivos en comparación con el Ser Humano actual, pero capaces de fabricar utensilios de piedra, empezaron a mostrar diversas adaptaciones fisiológicas y ecológicas de suma importancia que a la fuerza tuvieron que requerir de ellos un consumo diario de calorías y proteínas muy superior al que hasta entonces venían teniendo. Entre las cosas que requirieron un incremento notable en su gasto cotidiano de energía y nutrientes, figuraron un aumento en el tamaño del cerebro y en el del cuerpo, una mayor inversión de esfuerzos y recursos en su prole, y una significativa expansión de su círculo familiar. Cómo estos humanos arcaicos obtuvieron los recursos alimenticios extra que necesitaban para adaptarse a esos cambios, ha sido objeto de intensos debates entre los científicos.
Un estudio reciente dirigido por el antropólogo Joseph Ferraro, profesor de la Universidad Baylor en Waco, Texas, Estados Unidos, ofrece nuevos y reveladores datos en este tema de debate. La información proviene de evidencias arqueológicas halladas en el yacimiento de Kanjera Sur, en Kenia.
Situado a orillas del lago Victoria, este yacimiento, de unos dos millones de años de antigüedad, contiene tres grandes capas, bien conservadas, y claramente reconocibles, de restos de animales. El equipo de investigación trabajó en el yacimiento durante más de una década, extrayendo miles de huesos de animales y herramientas rudimentarias de piedra.
Según los investigadores, los homínidos de Kanjera Sur lograron satisfacer sus nuevos requerimientos energéticos recurriendo a un mayor consumo de carne. Específicamente, el registro arqueológico en Kanjera Sur muestra que los homínidos alcanzaron un nivel más alto de nutrición por carne al volverse cazadores muy activos y también carroñeros eficaces gracias a su incipiente tecnología. Kanjera Sur muestra las evidencias arqueológicas más antiguas conocidas de estos comportamientos en el Ser Humano.
Por otra parte, el nuevo estudio parece que va a resolver de modo definitivo el debate "cazador versus carroñero" en el campo de la arqueología paleolítica. El registro arqueológico en Kanjera Sur muestra que, al menos en el caso de los homínidos de Oldowan, ambas conductas coexistían. La carne, si era suficientemente comestible, era valiosa, sin importar si era producto de la caza propia o de la muerte del animal por otras causas.
Pero lo que quizá resalta más en los resultados de este exhaustivo estudio arqueológico es que las evidencias fósiles de la figura del Homínido Cazador son particularmente convincentes. El registro fósil muestra que los homínidos de Oldowan cazaron numerosísimos antílopes de tamaño pequeño. Estas bestias están bien representadas en el sitio por la mayoría o la totalidad de los huesos, desde la parte superior de su cabeza hasta la punta de sus pezuñas, lo que denota que fueron transportadas a ese antiguo asentamiento humano como cadáveres completos.
También muchos de los huesos presentan marcas de cortes, que tuvieron que ser hechas cuando los homínidos emplearon herramientas simples de piedra para quitarle la carne al animal. Algunos huesos muestran que los homínidos utilizaron piedras del tamaño de un puño para quebrar y abrir los huesos a fin de obtener el tuétano.
El asentamiento contiene asimismo una gran cantidad de cabezas aisladas de antílopes del tamaño de un ñu. A diferencia de lo que sucedía con los cadáveres de los antílopes pequeños, las cabezas de estos animales de mayor tamaño debieron ser capaces de proporcionarles a esos homínidos alimento sustancial hasta varios días después de su muerte, y hurgando en ellas con las herramientas apropiadas, nuestros ancestros lograron lo que incluso los más grandes depredadores africanos como el león, no pudieron hacer: romper el cráneo para acceder al cerebro, rico en nutrientes. Esto explica la presencia de tantas cabezas aisladas. Los homínidos de Oldowan, gracias a sus herramientas, podían acceder a los cerebros y comérselos, después de que los depredadores no humanos que habían cazado a esos animales hubieran consumido el resto del cadáver.
En la investigación también han trabajado científicos de la Universidad Estatal de California, la George Washington, el Museo Estatal de Illinois, el Nacional de Historia Natural en Washington D. C., todas estas instituciones en Estados Unidos, así como la Universidad de Oxford y la John Moores de Liverpool, ambas del Reino Unido, los museos Nacionales de Kenia, y otras entidades.

miércoles, 5 de junio de 2013

EL FÓSIL DE PRIMATE MÁS ANTIGUO ES TAN DIMINUTO COMO UN PULGAR

agenciasinc.es
 
Al partir una roca en dos, ha aparecido en China el esqueleto del primate más primitivo descubierto hasta la fecha, con 55 millones de años. El fósil, perfectamente conservado, tiene un tamaño minúsculo y permitirá estudiar la separación de los actuales tarseros –pequeños primates de grandes ojos– y los simios modernos durante su evolución.


Recostrucción artística del Archicebus achilles. / Nature


En la provincia china de Hubei, un equipo internacional de investigadores ha descubierto el fósil de Archicebus achilles, un pequeño primate de 55 millones de años. “Es el primate más viejo jamás encontrado”, explica a SINC Xijun Ni, investigador de la Academia China de Ciencias y uno de los autores del artículo que se publica hoy en Nature.
Archicebus está muy cerca del antecesor de los antropoideos, un grupo que incluye a todos los monos y simios, incluyendo al chimpancé y al ser humano”, aclara Ni. “El fósil corrobora la idea de que la divergencia entre los antropoideos y otros primates es muy temprana, hace tan solo 55 millones de años”, continúa.
Este nuevo fósil permitirá estudiar un momento crucial en la evolución humana y primate, la divergencia que separó a los simios modernos y los humanos de los actuales tarseros, pequeños primates de enormes ojos.
Archicebus es un cruce “extraño”, según los científicos, con los pies de un mono pequeño; los brazos, piernas y dientes de un primate primitivo; y unos ojos sorprendentemente pequeños si los comparamos con los de un tarsero.
El esqueleto fue depositado en un lago hace 55 millones de años, durante el Eoceno. Archicebus se encontró dentro de una roca, al partirla, por lo que el fósil se compone de dos mitades simétricas.
El fósil tiene un tronco de 7 cm, una cola de 13 cm y pesa unos 20 gramos, unas dimensiones similares a las del primate vivo más pequeño, el lémur ratón pigmeo. Las minúsculas proporciones del animal convirtieron su estudio en un reto. “Utilizamos una técnica muy sofisticada de escaneo digital con rayos X en la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón, en Grenoble (Francia), para escanear el ejemplar”, explica Ni.
“El pequeño tamaño del fósil, junto a su posición en el árbol evolutivo, apoya la idea de que los primeros primates eran minúsculos”, afirma Ni. Hasta ahora se pensaba que los primeros antropoideos eran del tamaño de los monos actuales.
 
Primate, pero no simio
 
El esqueleto de Archicebus es siete millones de años más viejo que el fósil de primate más antiguo conocido. “Esta es la primera vez que tenemos una muestra completa de un primate cercano a la divergencia entre tarseros y humanos”, afirma Ni.
Sobre la clasificación del fósil, Ni explica que “es un primate pero no un simio. Examinamos y comparamos 1.000 características para determinar su posición, y hemos concluido que los tarseros son los primates actuales más cercanos, aunque los monos no están mucho más lejos”.
 
Referencia bibliográfica:
 
Xijun Ni et al. "The oldest known primate skeleton and early haplorhine evolution". Nature Vol 498. 6 June 2013.

martes, 4 de junio de 2013

LA HABILIDAD ARITMÉTICA DE LOS MONOS

noticiasdelaciencia.com
 
Pulgares oponibles, rostros expresivos, sistemas sociales complejos... Es difícil no percatarse de las similitudes entre simios y seres humanos. Ahora, un nuevo estudio realizado sobre un conjunto de monos babuinos de un parque zoológico y montones de cacahuetes (maníes) ha mostrado que un rasgo menos obvio, la capacidad de evaluar y comparar cantidades, también es compartido por el Hombre y sus primos evolutivos primates.


Uno de los monos babuinos que han sido sujetos de estudio en la investigación. (Foto: J. Adam Fenster, Universidad de Rochester)

La capacidad humana de trabajar con matemáticas simbólicas complejas claramente es exclusiva de nuestra especie en la Tierra, pero ¿de dónde provino este talento numérico? En este estudio, el equipo de Jessica Cantlon, profesora de ciencias cognitivas y del cerebro en la Universidad de Rochester, Nueva York, Estados Unidos, ha mostrado que nuestros primos primates también poseen habilidades básicas para evaluar cantidades. De hecho, pueden ser tan precisos para discriminar entre cantidades diferentes como lo es un niño humano pequeño.
Esto denota que comparten con nosotros una capacidad fundamental para hacer razonamientos cuantitativos aproximados. Los humanos expandimos este talento aprendiendo palabras para los números y desarrollando un sistema lingüístico para ellos, pero en ausencia del lenguaje y la capacidad de contar, ciertas habilidades matemáticas importantes aún pueden existir.
Cantlon, Allison Barnard, Kelly Hughes, y otros investigadores de la Universidad de Rochester y el Parque Zoológico Seneca en Rochester, realizaron un seguimiento a ocho monos babuinos de la especie Papio anubis, con edades entre 4 y 14 años, en pruebas separadas consistentes en determinar qué taza tenía una mayor recompensa. Los investigadores colocaron entre uno y ocho cacahuetes en cada una de dos tazas, variando la cantidad que cada una contenía.
Los monos recibían todos los cacahuetes de la taza que elegían.
Los monos determinaron cuál de las dos tazas tenía mayor cantidad en cerca del 75 por ciento de las veces cuando la diferencia relativa entre las cantidades de las dos tazas era grande y fácil de apreciar, como por ejemplo dos frente a siete. Pero cuando las cantidades eran más parecidas y por tanto más difíciles de diferenciar, como por ejemplo seis frente a siete, su precisión cayó al 55 por ciento.

lunes, 3 de junio de 2013

MECANISMOS QUE JUSTIFICAN LA RESISTENCIA DE BACTERIAS ALIMENTARIAS FRENTE A ANTIBIÓTICOS

noticiasdelaciencia.com
 
¿Por qué las bacterias perjudiciales presentes en los alimentos se convierten en resistentes a antibióticos y a otras sustancias destinadas a destruirlas? El grupo de Investigación Microbiología de los Alimentos y del Medio Ambiente de la Universidad de Jaén (España) estudia los mecanismos genéticos que utilizan estos microorganismos para evitar el efecto de los compuestos que pretenden eliminarlos.

Laboratorio de Microbiología de los Alimentos y del Medio Ambiente de la Universidad de Jaén de la Universidad de Jaén (UJA). (Foto: Fundación Descubre)
 
En un estudio, publicado en la revista Food Control bajo el título ‘Isolation and identification of bacteria from organic foods: Sensitivity to biocides and antibiotics’, los expertos se han centrado en los alimentos ecológicos. Han elegido frutas y verduras, legumbres, pastas, así como alimentos elaborados, como hamburguesas de tofu. Todos con certificación ecológica ya que, por definición, su proceso de producción hace que estén preservados de los productos químicos sintéticos. “Esta característica hace que no hayan estado en contacto con antibióticos o biocidas – sustancias que contrarrestan  los efectos de cualquier organismo considerado nocivo para el hombre-  por lo que los alimentos ecológicos son ‘vírgenes’ y son más sensibles a los productos que nosotros le aplicamos”, explica a la Fundación Descubre Antonio Gálvez, investigador de la Universidad de Jaén y director del proyecto de excelencia Incidencia de la resistencia a los biocidas en bacterias a lo largo de la cadena alimentaria financiado por la Consejería de Economía, Innovación, Ciencia y Empleo de la Junta de Andalucía.
En primer lugar, los investigadores aislaron las bacterias y analizaron su número y tipo. “Comprobamos que no suponían problemas de seguridad alimentaria, ya que no estaban presentes en cantidades elevadas, ni resultaban especialmente patógenas”, advierte el investigador.
Sin embargo, los análisis arrojaron conclusiones sobre la pregunta que se planteaban los expertos: ¿por qué esas bacterias son resistentes a los tratamientos si no han estado en contacto con biocidas o antibióticos? La clave parece estar en los genes.
Los investigadores seleccionaron las cepas más resistentes y analizaron mediante métodos genéticos los mecanismos de esas resistencias identificando los genes que las causan. De esta forma, comprobaron que algunas bacterias llevan esa resistencia en su genética o la han adquirido a partir de otras bacterias mediante mecanismos de intercambio de genes.
Precisamente, uno de estos mecanismos que se encuentran con mayor frecuencia en bacterias son las conocidas como bombas de exporte. Éstas expulsan al exterior bacteriano una gran variedad de moléculas para eliminar compuestos nocivos, entre los que se incluyen tanto los biocidas como los antibióticos. Esa expulsión no es específica, es decir, que permite eliminar una gran variedad de compuestos. Todos aquellos que ellas consideran que les pueden resultar peligrosos. “Una bacteria que esté en contacto con un biocida, además del expulsarlo puede desarrollar mecanismos que le permitan expulsar también antibióticos. Esto posibilita que el microorganismo tenga resistencia cruzada a biocidas y antibióticos”, explica.
Con estos resultados, los investigadores de la Universidad de Jaén advierten de la importancia de respetar las dosis y duración de tratamientos con biocidas en la industria alimentaria, así como la recomendación de acometer rotaciones para evitar que las bacterias se adapten a ellos y los eviten. “Nuestros estudios persiguen comprender en profundidad los mecanismos responsables de estas resistencias a nivel molecular, con el objetivo de evitar malas prácticas en el empleo de estos antimicrobianos”, apostilla. (Fuente: Fundación Descubre)

domingo, 2 de junio de 2013

ACLARAN EL MISTERIO DEL REBROTE ORGANIZADO DE VEGETALES TRAS UN INCENDIO

noticiasdelaciencia.com
 
Algún tiempo después de un incendio forestal, los árboles que sobrevivieron a las llamas crecen de nuevo con renovadas fuerzas, y de la tierra quemada brotan en abundancia nuevas plantas. Durante siglos, ha sido un misterio cómo las semillas, algunas inactivas en el suelo durante largo tiempo, saben que es hora de emerger de entre las cenizas y regenerar el bosque quemado.
 

Durante siglos, los botánicos han buscado resolver de manera detallada el misterio de cómo las semillas, en la tierra de un bosque o campo arrasados por un incendio, saben que ha llegado un buen momento para germinar y hacer rebrotar vegetales. (Foto: Amazings / NCYT / JMC)

Ahora, un equipo de expertos del Instituto Salk para Estudios Biológicos (fundado en 1960 por Jonas Salk, el pionero de la vacuna contra la poliomielitis) en La Jolla, California, y la Universidad de California en San Diego, han presentado los resultados de un estudio que responde a esta pregunta fundamental de la ecología vegetal.
En estudios anteriores, los científicos habían descubierto que cuando árboles y arbustos arden en un incendio forestal, se crean sustancias especiales llamadas karriquinas, que quedan depositadas en la tierra después del incendio, y aseguran que el bosque se regenere.
En el nuevo estudio se buscó descubrir cómo exactamente las karriquinas estimulan el nuevo crecimiento de vegetales. En primer lugar, los investigadores determinaron la estructura de una proteína vegetal conocida como KAI2, la cual se une a la karriquina en las semillas inactivas. Luego, al comparar la proteína KAI2 unida a la karriquina con la estructura de una proteína KAI2 no unida permitió a los investigadores conjeturar cómo la KAI2 permite que una semilla perciba la karriquina en su entorno.
Las estructuras químicas que el equipo observó revelaron todos los contactos moleculares entre la karriquina y la KAI2. Y también que cuando la karriquina se une a la proteína KAI2 se produce un cambio en su forma. Este cambio de forma inducido por la karriquina puede enviar una nueva señal a otras proteínas en las semillas. Estas otras proteínas, junto a la karriquina y la KAI2, generan la señal que causa la germinación de las semillas en el lugar y momento correctos después de un incendio forestal.
A Yongxia Guo y Zuyu Zheng, un matrimonio de investigadores postdoctorales que trabajan en el laboratorio de Joseph P. Noel y en el de Joanne Chory, respectivamente, ambos en el Instituto Salk, se les ocurrió la idea del estudio mientras conversaban un día en una comida. James J. La Clair, de la Universidad de California, se les unió luego en su investigación.
Aunque los nuevos hallazgos se han hecho con la Arabidopsis, un organismo modelo que muchos investigadores estudian, los científicos están convencidos de que esta misma estrategia de regeneración karriquina-KAI2 está presente en muchas especies vegetales.
Además de explicar cómo los incendios conducen a la regeneración automática de bosques y praderas, lo descubierto en la nueva investigación podría ayudar a los científicos a desarrollar variedades de plantas que contribuyan a mantener y restaurar muchos de los ecosistemas de los que depende la humanidad.

sábado, 1 de junio de 2013

LA EXTINCIÓN DE GRANDES FRUGÍVOROS REDUCE EL TAMAÑO DE LAS SEMILLAS

agenciasinc.es
 
El Consejo Superior de Investigaciones Científicas participa en un estudio que analiza las consecuencias de la deforestación y desaparición de fauna en la Mata Atlántica de Brasil. La reducción del tamaño de la semilla provoca pérdidas en las primeras etapas del desarrollo de la planta y mayor desecación, según la investigación que se publica en la revista Science.


Tucán de pico negro. / Lindolfo Souto.


Un estudio internacional en el que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha analizado cómo la desaparición de la fauna frugívora en la Mata Atlántica de Brasil influye en el tamaño de las semillas de una palmera endémica, Euterpe edulis, especie clave en esa selva atlántica. Los resultados, publicados en Science, muestran que la extinción de los animales de mayor tamaño, que pueden dispersar con éxito las semillas más grandes, ha provocado una disminución del tamaño de estas en poco más de 100 años.
El equipo de investigadores ha estudiado más de 9.000 semillas de 22 poblaciones de E. edulis a lo largo de la costa sureste de Brasil, tanto en áreas bien conservadas como en zonas fragmentadas a causa de la introducción de cultivos de café y caña desde inicios del siglo XIX, cuando comenzó la etapa de deforestación más extensiva de la Mata Atlántica.
“La palmera depende de grandes aves frugívoras, como los tucanes, que dispersan sus semillas. En las áreas de selva divididas sólo persisten aves frugívoras de menor tamaño, que son menos eficientes para la dispersión de la planta”, explica el investigador del CSIC Pedro Jordano, de la Estación Biológica de Doñana.
En la actualidad solo un 12% de la superficie original de La Mata Atlántica brasileña persiste y más del 80% de lo remanente se encuentra dividido en porciones de menos de 50 hectáreas, en las que los grandes frugívoros, como tapires, monos, tucanes, pavones y contíngidos no son capaces de sobrevivir.
“En las áreas fragmentadas las semillas son sensiblemente menores que en áreas bien conservadas, lo que tiene consecuencias negativas para la regeneración natural. El menor tamaño de semilla en los fragmentos de selva no se explica por otras variaciones ambientales o geográficas, sólo es atribuible a la desaparición de la fauna”, añade Jordano.
 
Equilibrio del ecosistema
 
Los animales frugívoros que pueblan un área determinada desempeñan funciones ecológicas fundamentales. Estas especies mantienen una interacción ecológica de mutualismo con las plantas, ya que se alimentan de sus frutos y a cambio dispersan las semillas, garantizando así la regeneración natural de la selva. Con la desaparición de la fauna, desaparecen también estas interacciones ecológicas.
La reducción de la semilla influye negativamente en ese proceso de regeneración. Según los investigadores, menor tamaño implica menor éxito para las plántulas en las etapas tempranas del ciclo vital de las palmeras y mayores pérdidas por desecación.
“Todo ello podría resultar en un menor potencial de respuesta evolutiva al cambio climático ya que las proyecciones para América del Sur indican largos periodos de sequía y clima más cálido. Las consecuencias serían particularmente negativas para árboles de semilla grande en la Mata Atlántica, ya que dependen estrictamente de los animales para la dispersión de sus semillas” comenta el investigador.
“Nuestro trabajo resalta la importancia de identificar estas funciones clave y poder diagnosticar rápidamente situaciones de colapso funcional de los ecosistemas”, concluye Jordano.
 
Referencia bibliográfica:
 
Mauro Galetti, Roger Guevara, Marina C. Côrtes, Rodrigo Fadini, Sandro Von Matter, Abraão B. Leite, Fábio Labecca, Thiago Ribeiro, Carolina S. Carvalho, Rosane G. Collevatti, Mathias M. Pires, Paulo R. Guimarães Jr., Pedro H. Brancalion, Milton C. Ribeiro, and Pedro Jordano. 2013. "Functional Extinction of Birds Drives Rapid Evolutionary Changes in Seed Size". Science. DOI: 10.1126/science.1233774.