viernes, 28 de febrero de 2014

EL VIENTRE DE COLOR NARANJA LEVANTA PASIONES ENTRE LOS LAGARTOS

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Los lagartos australianos se sienten atraídos por las hembras de su especie que tienen color naranja brillante en el bajo vientre, su parte más vulnerable, según publica la revista Frontiers in Ecology and Evolution. Además, si esta zona anaranjada no es demasiado grande, mejor.


La imagen muestra la coloración natural naranja de un lagarto hembra dragón del lago Eyre (Ctenophorus maculosus). / Devi Stuart-Fox/Frontiers in Ecology and Evolution. 

Los lagartos dragón del lago Eyre (Ctenophorus maculosus) se encuentran exclusivamente en los desiertos de sal del sur de Australia. Estos reptiles se alimentan de insectos muertos sobre la costra de sal.  
Cuando la cortejen con comportamientos tan llamativos como flexiones de sus patas o meneos de cabeza.
Devi Stuart- Fox y Jennifer Goode, del departamento de zoología de la Universidad de Melbourne (Australia), trataron de determinar qué era lo más importante en este cortejo: el color de la hembra o el comportamiento que acompaña a los diferentes estados reproductivos.
“Decoramos a las hembras en las diferentes etapas reproductivas –fértil, preñada o en periodo no receptivo– con pinturas de naturaleza muy similar a los colores naturales. Las pinturas se utilizaron o bien para encubrir parches de color naranja naturales, o bien para aplicar unos falsos”, explican los investigadores.
Como el color natural del lagarto refleja los rayos ultravioleta (UV), los investigadores utilizaron pinturas especiales que reflejan la coloración femenina con mucha precisión. Una vez pintadas, dejaron a las hembras interaccionar con los machos y se observó el comportamiento de ambos sexos.
“Los machos se dirigieron con más frecuencia a las lagartas pintadas de naranja que a las que tenían el vientre blanco, independientemente del estado reproductivo real de las hembras. Se sintieron más atraídos por las hembras con manchas anaranjadas pequeñas y brillantes, y tendían a evitar aquellas con la coloración más grande y pálida”, añaden.
Se cree que el color brillante les resulta atractivo porque indica el pico de fertilidad femenina. Las hembras embarazadas conservan su coloración hasta la puesta, y si tienen grandes manchas de color naranja indican que la lagarta se hincha con los huevos y ya no está interesada en el apareamiento.

Voltearse para no ser agredida

Sin embargo, el comportamiento masculino también se incrementa según el estado reproductivo de la hembra. Los lagartos machos se aparearon más con las hembras fértiles que con las embarazadas o las que estaban fuera del ciclo de reproducción.
“Esto es consistente con la aceptación del comportamiento femenino de cortejo y apareamiento durante esta etapa. Algunos machos frustrados también se comportaron de forma agresiva –con persecuciones y picaduras– hacia las lagartas embarazadas”, apunta el estudio.
Otro comportamiento a destacar es que si los machos persistían con una actitud sexual agresiva, las lagartas embarazadas se voltean sobre sus espaldas para mostrar su patrón de color naranja. “Esta posición evita la cópula y se cree que al ser un color brillante tiene el beneficio añadido de confundir y repeler a las aves rapaces”, concluyen los científicos.

Referencia bibliográfica:

Devi Stuart-Fox y Jennifer Goode. “Female ornamentation influences male courtship investment in a lizard” Frontiers in Ecology and Evolution  DOI:
10.3389/fevo.2014.00002 http://www.frontiersin.org/Journal/10.3389/fevo.2014.00002/abstracts hembras son fértiles tienen una característica mancha brillante de color naranja en su bajo vientre y cambian su comportamiento con los machos: en vez de espantarlos con sus patas delanteras o huir, dejan que las 

miércoles, 26 de febrero de 2014

EL ORIGEN DE LAS DENTADURAS EN FORMA DE SIERRA

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Los dientes con una forma y disposición que convierte a un conjunto de ellos en una eficiente sierra natural son un arma temible en diversos depredadores, que pueden despedazar a sus presas en un santiamén. Los resultados de una investigación reciente sugieren que los dientes en forma de sierra aparecieron por vez primera en la historia de la evolución en un animal conocido como Dimetrodon unos 40 millones de años antes que en los dinosaurios terópodos. Según estas conclusiones, el Dimetrodon, un carnívoro que existió hace entre 298 millones y 272 millones de años, fue el primer vertebrado terrestre en desarrollar una clase de dientes en forma de sierra.

Recreación artística del Dimetrodon. (Imagen: Danielle Dufault)

La investigación, realizada por el equipo de Kirstin Brink y Robert Reisz de Departamento de Biología de la Universidad de Toronto en Mississauga, Canadá, se ha servido de tecnologías como por ejemplo la microscopía electrónica de barrido (SEM), para examinar dientes de esa bestia arcaica con un nivel de detalle muy superior al logrado en otros estudios. Gracias a ello, los científicos han descubierto patrones reveladores de la dentadura del animal, que han permitido esbozar una historia evolutiva del Dimetrodon más completa que la conocida hasta ahora.
A juzgar por los rasgos de los dientes del Dimetrodon, éstos le permitían asestar mordeduras muy eficientes, hasta el punto de que la bestia estaba capacitada para devorar a animales mucho más grandes que ella.
El Dimetrodon, con unos cuatro metros de largo, estuvo en la cima de la cadena alimentaria terrestre en el Período Pérmico temprano, y está considerado como el precursor de los mamíferos.

martes, 25 de febrero de 2014

EL FRAGMENTO MÁS ANTIGUO CONOCIDO DE LA TIERRA INDICA CUÁNDO SE FORMÓ SU CORTEZA

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Con la ayuda de un diminuto fragmento de circón extraído de un remoto afloramiento de rocas en Australia, la historia de cómo nuestro planeta se hizo habitable para la vida hace unos 4.400 millones de años ha empezado a verse más clara.


Cronología de la historia de nuestro planeta, en la que se emplazan la formación del circón de Jack Hills y una "Tierra fría temprana" hace unos 4.400 millones de años. (Imagen: Andree Valley)


Un equipo internacional de investigadores encabezados por el geoquímico John Valley de la Universidad de Wisconsin-Madison en Estados Unidos, pone de manifiesto datos que confirman que la corteza de la Tierra se formó por primera vez hace al menos 4.400 millones de años, apenas 160 millones de años después de la formación de nuestro sistema solar.
El nuevo estudio confirma que los cristales de circón de la zona de Jack Hills, en Australia occidental, cristalizaron en esa época tan lejana, lo que avala trabajos previos que se hicieron utilizaron isótopos de plomo para datar los circones australianos y se los identificó como los fragmentos de la corteza terrestre más antiguos. El cristal microscópico de circón utilizado por Valley y su grupo en el estudio actual ha sido ahora confirmado como el material más viejo de cualquier tipo formado en la Tierra.
El estudio, según Valley, fortalece la teoría de una “Tierra fría temprana”, donde las temperaturas eran lo bastante bajas como para permitir la existencia de agua líquida, océanos y una hidrosfera, no mucho después de que la corteza del planeta se solidificase tras haber sido un mar de roca fundida. La investigación refuerza la teoría de que la Tierra tuvo una hidrosfera antes de hace 4.300 millones de años, y posiblemente vida no demasiado después, tal como comenta Valley.

lunes, 24 de febrero de 2014

LAS MIRADAS DISUASORIAS DE CIERTOS PÁJAROS

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Se ha descubierto que las grajillas y presumiblemente otras aves se valen de su mirada para disuadir a congéneres suyos de intentar ocupar el mismo espacio que ya han acondicionado como nido.

Una grajilla. (Foto: © Richard Woods)


En algunos aspectos, este fenómeno es el primero de su tipo que se verifica en animales no primates.
Los ojos de la grajilla son muy poco usuales. A diferencia de sus parientes evolutivos más cercanos, que tienen ojos muy oscuros, los ojos de la grajilla son muy claros y destacan mucho frente al resto de su cuerpo, de plumaje oscuro. La mayor parte de los pájaros tienen ojos negros o marrón oscuro. De todos modos, algunas especies tienen ojos claros; por ejemplo, alrededor del 10 por ciento de los pájaros paseriformes tienen iris de colores que no son el negro ni el marrón oscuro.
El nuevo estudio, llevado a cabo por investigadores de la Universidad de Cambridge y la de Exeter, ambas en el Reino Unido, muestra que los ojos de la grajilla se emplean como señal de aviso para disuadir con éxito a los competidores de acercarse a sus nidos.
La grajilla establece sus nidos en las cavidades de los árboles. Tales huecos son naturales, ya que estos pájaros no pueden excavar sus propias cavidades como hacen algunos pájaros carpinteros, de manera que tienen que competir por un recurso limitado. Y dado que las grajillas anidan unas muy cerca de otras, pelean mucho para ganar los mejores lugares. A menudo lo que inicia estas peleas son grajillas que se acercan a cavidades ya usadas como nido por otros congéneres. La mirada penetrante de una grajilla desde uno de estos nidos es una señal clara de amenaza para un intruso de la misma especie, y puede disuadirle de seguir rondando por ahí, tal como ha constatado en el nuevo estudio el equipo de Gabrielle Davidson, de la Universidad de Cambridge.

sábado, 22 de febrero de 2014

DESCRIBEN LA BIODIVERSIDAD MICROBIANA GENERADA POR LA ACTIVIDAD MINERA

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Un estudio internacional, coordinado por el grupo de Tecnología, Biotecnología y Geoquímica Ambiental (BIOGEOAMB) de la Universidad de Oviedo y el Instituto de Catálisis del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, ha utilizado técnicas de última generación de análisis del ADN y proteínas para analizar la biodiversidad microbiana en la antigua mina de mercurio de Los Rueldos, en Mieres.

Explotación minera abandonada en Mieres (Asturias). / Jlmaral

Los hallazgos de los investigadores abren la puerta a diseñar nuevos procesos de descontaminación biológica y han revelado la existencia de algunos microorganismos potencialmente nuevos y otros que por su mínimo tamaño se sitúan en el límite posible de la vida, según publica la revista ISME J, del grupo Nature.
El trabajo de campo se desarrolló en una antigua galería de prospección de una mina  explotada durante los años sesenta y setenta, y muestra factores que explican la sorprendente diversidad microbiana en la galería.
“Una vez que la mina se abandonó, la acción oxidativa de las bacterias sobre los minerales de azufre o hierro como la pirita, junto con la ausencia de luz y las filtraciones de agua de  lluvia, promovieron la formación de aguas ácidas muy ricas en metales –como aluminio, arsénico, plomo y otros–. Estas aguas resultan muy dañinas para animales y plantas, pero no para la diversidad microbiana”, señala el estudio.  

Heterogeneidad espacial y nuevos nano-organismos

Asimismo, uno de los factores que explican la sorprendente diversidad microbiana en la galería es el estancamiento de sus aguas. Esta situación creó microambientes particulares a lo largo de toda la galería en los que se han desarrollado diferentes tipos de microorganismos como bacterias y arqueas.
“Estos microorganismos producen un polisacárido de consistencia gelatinosa que actúa como una biopelícula protectora y contribuye a su supervivencia en unas condiciones extremas de acidez. El extenso grosor de las biopelículas y su estratificación generaron microambientes con menos oxígeno que crean oportunidades para la presencia de poblaciones anaeróbicas, incapaces de sobrevivir en otros ambientes similares”, aseguran los investigadores.
Otro de los aspectos interesantes analizados en el laboratorio del grupo de la Escuela Politécnica de Mieres es la detección de microorganismos del dominio arquea extremadamente pequeños (0.0002 mm de diámetro), que por su tamaño se sitúan en el límite posible de la vida y que se describieron por primera vez en el año 2006 en otro ambiente ácido (mina Richmond, California).
“Las secuencias del ADN de estos enigmáticos nano-organismos indican que son diferentes a los anteriores, y el análisis detallado de los genomas reconstruidos permitirá profundizar en el estudio de sus mecanismos vitales y conocer mejor su papel en el ecosistema”, concluyen los expertos.

Estrategias para nuevos programas de descontaminación

Para la mayor parte de la diversidad de microorganismos encontrada en la mina no ha sido posible una clasificación taxonómica resolutiva, debido al carácter novedoso de los tipos detectados.
“Esto plantea la posibilidad de que la actividad minera en la zona de Asturias, además de fomentar la actividad económico-industrial durante su explotación, ha legado una amplia biodiversidad de microorganismos que ofrece posibilidades biotecnológicas de gran interés”, subraya el trabajo.
La presencia de microorganismos capaces de vivir en presencia de metales nocivos abre la posibilidad de estudiar sus mecanismos de defensa. Esto sería útil para procesos de descontaminación biológica en los propios emplazamientos industriales contaminados, un aspecto que el grupo de investigación está analizando actualmente en el marco de un proyecto europeo LIFE.
Por último, los microorganismos presentes en el ambiente estudiado y no descritos anteriormente son una fuente potencial de nuevos compuestos con interés farmacéutico e industrial.

miércoles, 19 de febrero de 2014

LA IMPORTANCIA DE LOS REGALOS ENTRE ARAÑAS

noticiasdelaciencia.com

Un obsequio suele verse como una muestra de buena voluntad. Así es en los humanos, y también en algunas especies de arañas. Ahora, una nueva investigación revela que la apariencia del envoltorio también es importante para las arañas que reciben el regalo, algo que en el caso humano equivaldría al valor extra que le atribuimos a un paquete envuelto hábilmente en lujoso papel de regalo, con respecto a otro envuelto en papel ordinario de embalar y toscamente pegado.


Un macho de Paratrechalea ornata ofreciendo un regalo nupcial a una hembra. (Foto: Mariana Trillo)


Las científicas Mariana C. Trillo, Valentina Melo González y María José Albo, del Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable en Uruguay, han hecho el llamativo descubrimiento en arañas de la especie Paratrechalea ornata. Las hembras escogen para el apareamiento a los machos que les hacen los obsequios de cortejo nupcial mejor envueltos en seda arácnida. No juzgan por tanto los regalos solo por su contenido sino también por el envoltorio de seda arácnida blanca.
Las investigadoras son autoras del que se considera el primer estudio que examina el papel de los envoltorios de seda durante el cortejo para el apareamiento de esta araña semiacuática sudamericana. Los resultados de este estudio se han presentado públicamente a través de la revista académica Naturwissenschaften - The Science of Nature (La Ciencia de la Naturaleza), la cual cumplió en 2013 cien años de actividad, desde su primer número, publicado el 3 de enero de 1913. La revista está editada por Springer, una editorial alemana fundada en 1842.
La araña Paratrechalea ornata es uno de los numerosos animales y especialmente invertebrados que ofrecen regalos durante su cortejo para el apareamiento. Durante su búsqueda de pareja, los machos de esta especie se acercan a la hembra que les gusta portando entre sus mandíbulas una presa envuelta en seda arácnida blanca.
Tiene sentido que las hembras juzguen a un macho por el aspecto del envoltorio que genera para envolver la presa que les regala, ya que es un indicador de su salud y vigor, y por tanto de su valor para el apareamiento. Se constató en el estudio que los machos en malas condiciones de salud traían regalos pobremente envueltos, mientras que los que estaban en mejor forma añadían más seda al envoltorio, lo que lo hacía parecer más blanco. En definitiva, las hembras evalúan la condición física del macho basándose en su trabajo a la hora de envolver con seda el regalo, y en qué aspecto tiene éste, ya que el envoltorio de seda es un rasgo dependiente de su estado físico y que muy probablemente permite a la hembra de Paratrechalea ornata conseguir información sobre su futura pareja, incluyendo su estado de salud y su vigor físico.
De hecho, se diría que un color blanco en la zona de la boca de un macho es un rasgo seductor para las hembras. En unos experimentos efectuados por las investigadoras, las partes bucales de algunos machos se pintaron en blanco, y otras no. Las hembras expuestas a machos con partes bucales blancas estaban más activas, mostraron más contacto físico y pasaron más tiempo frente a ellos. También aceptaron el apareamiento antes, y con mayor frecuencia, que aquellas expuestas a machos sin pintura.
Todo esto demuestra la gran importancia de las señales visuales durante el cortejo y para la elección de pareja en la Paratrechalea ornata.

martes, 18 de febrero de 2014

LAS HORMIGAS LOCAS NEUTRALIZAN EL VENENO DE OTROS INSECTOS

ecoticias.com

Una especia invasora, la hormiga loca Rasberry (Nylanderia fulva) está desplazando a otros insectos en el sureste de EE UU. Investigadores de la Universidad de Austin en Texas han comprobado que esta hormiga segrega un ácido que le permite dexintoxicarse de los ataques químicos efectuados por el veneno de otras especies como las hormigas rojas o de fuego.



El estudio, publicado esta semana en la revista Science, constata por primera vez la capacidad de un insecto para neutralizar las toxinas de otra especie y alerta sobre las dramáticas consecuencias que pueden provocar las especies de hormigas invasoras en los ecosistemas del sur de EE UU.
"A medida que la hormiga loca se desarrolla, y a menos que suceda algo nuevo, esta nueva especie va a desplazar a las hormigas de fuego de gran parte del sudeste de EE UU y dominará la región", destaca Ed Lebrun, investigador del departamento de ciencias naturales de la Universidad de Texas en Austin.
Hasta ahora, las hormigas rojas o de fuego Solenopsis invicta, conocidas por su gran tamaño y potente y dolorosa picadura, incluso en humanos, se mantenían como especie dominante gracias al veneno con el infectaban a otros insectos. Un compuesto químico tópico que podía ser mortal para otras especies de artrópodos y más tóxico que insecticidas artificiales como el DDT.
Sin embargo, cuando una hormiga loca recibe ese veneno comienza un proceso de desintoxicación en el que segrega un ácido en la glándula de su abdomen que unta por todo su cuerpo para evitar los efectos del tóxico.

Un escudo invencible

Según los expertos, este escudo químico permite a las hormigas locas ser prácticamente invencibles en los enfrentamientos con las hormigas de fuego por los recursos alimenticios y las zonas de anidación.
El investigador Ed Lebrun ya había observado cómo las hormigas de fuego dominaban el territorio por el miedo que causaban sus ataques químicos mortales en sus semejantes. Pero la nueva especie invasora se enfrentaba a ellas y tras sufrir los efectos del veneno se enroscaba hacia su abdomen.
"Cuando las hormigas locas recibían el veneno de las hormigas de fuego, se acurrucaban en su abdomen y se tocaban la boca", recuerda Lebrun. Este extraño comportamiento evitaba la muerte de las hormigas locas gracias un ácido fórmico (compuesto orgánico) que segregaban y que posteriormente se extendían por el cuerpo.
Para comprobar la efectividad este compuesto químico, los investigadores sellaron las glándulas de hormigas locas con esmalte de uñas y las enfrentaron a las hormigas de fuego. Al inhibir esta capacidad perecieron en la batalla más de la mitad de las hormigas locas. Sin embargo, en el grupo de control con la segregación del ácido intacta, el 98% de los insectos sobrevivieron al veneno.
Los investigadores sugieren que este desarrollo de limpieza y desintoxicación es fruto de la evolución ya que ambas especies han coexistido en el continente suramericano.
Las Nylanderia fulva se propagan lentamente, a unos 600 metros por año, pero que si son transportadas por error en macetas o vehículos pueden viajar miles de kilómetros.
“Además de la intervención humana, lo único que impide la marcha implacable de las hormigas locas son los factores naturales. Al igual que las hormigas de fuego antes que ellas, su presencia estará determinada por la geología y el clima”, subraya Lebrun.

lunes, 17 de febrero de 2014

PRESENTAN LAS LIMITACIONES ANATÓMICAS Y FUNCIONALES DEL CRÁNEO DE LOS NEANDERTALES

noticiasdelaciencia.com

La participación de Emiliano Bruner, responsable del grupo de paleoneurobiología del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH), en España, en un proyecto internacional de investigación liderado por universidades japonesas, se ha plasmado en un artículo sobre la paleoneurología de los neandertales, en el que se presentan los vínculos y límites que pueden haber afectado la relación entre cerebro y cráneo en estos homínidos extintos.


Es tentador preguntarse si estos límites pueden estar también relacionados con los posibles factores asociados con la extinción de los neandertales. (Foto: CENIEH)



El proyecto, coordinado por la Universidad de Kochi de Tecnología y la Universidad de Keio, tiene como objetivo evaluar si diferencias cognitivas en las capacidades de aprendizaje entre humanos modernos y neandertales pueden haber influido en la competición entre estos dos grupos.
Fruto de este proyecto es el libro “Dynamics of Learning in Neanderthals and Modern Humans”, cuyo primer volumen presenta perspectivas en antropología cultural, y en cuyo segundo volumen, dedicado a temas de antropología física y cognitiva, se incluye el artículo de Emiliano Bruner con el título “Functional Craniology, Human Evolution, and Anatomical Constraints in the Neanderthal Braincase”.
En este trabajo se presentan evidencias que sugieren limitaciones espaciales en la estructura del cráneo neandertal, y en particular en las relaciones entre tejidos blandos (cerebro) y tejidos duros (huesos) a lo largo de los procesos de crecimiento y desarrollo. También se evalúan posibles efectos del tamaño cerebral y de los vasos sanguíneos en la gestión térmica del cerebro.
“Es tentador preguntarse si estos límites pueden estar también relacionados con los posibles factores asociados con la extinción de los neandertales“, concluye Bruner. (Fuente: Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana).

jueves, 13 de febrero de 2014

UN FÓSIL REVELA NUEVAS PISTAS SOBRE EL VUELO DE LAS AVES ANTIGUAS

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Un nuevo espécimen de ave fósil hallado en condiciones excepcionales de preservación ha permitido a un equipo internacional, en el que participa la Universidad Autónoma de Madrid, explicar de qué manera probablemente volaron las primeras aves.

El espécimen, denominado Longicresta Hongshanornis, conserva cerca del 90% de su esqueleto y gran cantidad de detalles en alas y cola. / UAM.

Tras estudiar un fósil encontrado en el noreste de China que data del periodo Cretácico temprano (hace aproximadamente 125 millones de años), un equipo internacional de paleontólogos argumenta que las aves desarrollaron patrones modernos de vuelo mucho antes de lo que hasta ahora se ha supuesto.
El espécimen, denominado Longicresta Hongshanornis, conserva cerca del 90% de su esqueleto y gran cantidad de detalles en alas y cola, lo que ha permitido a los investigadores realizar un análisis aerodinámico y deducir de qué forma probablemente voló.
De acuerdo con el estudio, publicado en la revista de acceso abierto PeerJ, el estilo de vuelo de L.Hongshanornis es más parecido al de las aves modernas que al modo como hasta ahora se piensa que volaban los primeros vertebrados —deslizándose a través del aire y evitando el aleteo rápido y continuo de las alas, a falta de masa muscular suficiente—.
También el tamaño y la forma en general del espécimen hallado son comparables a los de las aves modernas. “Era prácticamente un estornino, con una cola más grande, como la de un ruiseñor”, señala una nota de prensa de la Universidad del Sur de California (EEUU). “Un observador casual no vería nada especial en este pájaro, a menos de que detallase en las garras al final de las alas y en los pequeños dientes en el pico”.
El alto grado de preservación de L. Hongshanornis también permitió a los investigadores extraer importante información etológica sobre las aves tempranas. "Además de preservar el esqueleto y el plumaje prácticamente completos, el ejemplar presenta más de 10 gastrolitos en su estómago, piedras de pequeño tamaño cuya función principal es facilitar la trituración del alimento en las vías digestivas, lo cual aporta nueva información sobre las preferencias
tróficas y el comportamiento de estas aves", declara Jesús Marugán, investigador de la Unidad de Paleontología de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y firmante del trabajo.
En la investigación, además de la Universidad del Sur de California y la UAM, participaron el Museo de Historia Natura de Dalian (China), el Instituto de Paleontología de Vertebrados y Paleoantropología (China), la Academia China de Ciencias Geológicas y el Museo de Historia Natural de Beijing.

Referencia bibliográfica:

Chiappe LM, Zhao B, O’Connor JK, Chunling G, Wang X et al. (2014) A new specimen of the Early Cretaceous bird Hongshanornis longicresta: insights into the aerodynamics and diet of a basal ornithuromorph. PeerJ 2:e234 http://dx.doi.org/10.7717/peerj.234

miércoles, 12 de febrero de 2014

ACLARANDO EL MISTERIO HISTÓRICO DEL TAMAÑO DE LA VIDA

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¿Por qué, una vez surgida la vida pluricelular, el tamaño de muchas de las nuevas especies comenzó a incrementarse de manera sistemática? ¿Qué ventaja ofreció este aumento en el tamaño?

El enigma de por qué, una vez surgida la vida pluricelular, el tamaño de muchas de las nuevas especies comenzó a incrementarse de manera sistemática, parece que se ha resuelto. La ilustración es una recreación artística de algunas de aquellas primeras formas de vida acuáticas. (Imagen: Amazings / NCYT / JMC)

A fin de intentar ayudar a responder esa pregunta, el equipo de David Jacobs, de la Universidad de California en la ciudad estadounidense de Los Ángeles (UCLA), examinó los vestigios fósiles de las primeras comunidades de organismos multicelulares grandes de las que se tiene conocimiento por el registro fósil.
Estos científicos, de la citada universidad así como de otras instituciones en Estados Unidos, Canadá y Australia, utilizaron una novedosa aplicación práctica de las técnicas de modelado, en una amplia gama de escalas, para intentar vislumbrar los procesos que intervinieron en esta intrigante fase de la evolución de la vida en la Tierra, una fase que comenzó en el medio acuático, donde se forjó la vida compleja, y específicamente a gran profundidad en el océano de hace 580 millones de años.
El estudio revela que un incremento en el tamaño proporcionó un mejor acceso al flujo oceánico portador de nutrientes, dando una ventaja a los eucariotas pluricelulares que existían antes de la explosión cámbrica de la vida animal.
La investigación fue inspirada por un congreso del Instituto de Astrobiología de la NASA, celebrado en Terranova, Canadá, un lugar célebre en paleontología por albergar, en superficies rocosas a lo largo de la costa, los restos de las comunidades fósiles más antiguas conocidas de grandes organismos pluricelulares colectivamente llamados rangeomorfos.
Estas criaturas exóticas, con forma que recuerda a la de una pluma o un cepillo, tenían tamaños muy variados, midiendo desde varios milímetros hasta decenas de centímetros de altura.
Estos rangeomorfos no podían beneficiarse de la fotosíntesis, dado que vivían a profundidades extremas, donde la luz no podía llegar. Sus complejas superficies sugieren que absorbían nutrientes disueltos, directamente del agua, lo que plantea la cuestión de cómo los rangeomorfos compitieron con las bacterias de aquella época, también especializadas en la absorción de nutrientes del agua de mar.
Averiguar las ventajas que los rangeomorfos tuvieron sobre las bacterias, gracias a crecer hasta tamaños muy superiores a los de ellas, podría ayudar a los científicos a descubrir qué fue exactamente lo que condujo hacia la evolución de las primeras comunidades de grandes formas de vida recogidas en el registro fósil.
Una ventaja, quizás la más importante, parece que ha sido descubierta ya por los autores del nuevo estudio. Jacobs y sus colaboradores han determinado que los rangeomorfos disfrutaban de una ventaja al crecer lo suficiente en sentido vertical en el fondo marino, ya que eso les exponía a un mayor flujo, incrementando así su captación de nutrientes.

domingo, 9 de febrero de 2014

NUEVA ESPECIE DE SAPO QUE SE MIMETIZA CON LAS HOJAS MUERTAS

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Se ha descubierto una nueva especie de sapo, muy escurridiza y con gran capacidad para esconderse entre las hojas secas de ciertas zonas boscosas peruanas. Como muchos otros sapos de la familia Bufonidae, la nueva especie Rhinella yunga, tiene una compleja coloración en su cuerpo que en su caso se asemeja a la hojarasca acumulada en el suelo de los bosques, que, junto con las crestas craneales bastante extendidas y las protuberancias óseas, logra un perfecto camuflaje de seguridad.

Una hembra adulta de Rhinella yunga. (Foto: J. Moravec. CC-BY 4.0)

Los diferentes colores y formas dentro del mismo grupo de especies hacen que resulte difícil valerse de los métodos morfológicos tradicionales de clasificación para identificar la diversidad real de especies dentro de la familia.
Sin embargo, la Rhinella yunga es diferente de todas las especies relacionadas con ella por la ausencia de una membrana timpánica, una membrana redonda que es parte del órgano auditivo y que normalmente se puede ver a ambos lados de la cabeza de los sapos.
Tal como comenta Jiri Moravec, del Museo Nacional de Praga, en la República Checa, y miembro del equipo de investigación, todo apunta a que existe una vasta cantidad de especies que continúan sin nombre ya que permanecen ocultas bajo la apariencia de especies ya conocidasEntre otras características interesantes de los sapos de la familia Bufonidae, destaca su cuerpo robusto, de apariencia berrugosa, así como un par de grandes glándulas en la parte posterior de su cabeza. Estas glándulas sirven para inyectar veneno.
El veneno es liberado por los sapos cuando se sienten amenazados, como un mecanismo de defensa.
En la investigación también han trabajado Juan Carlos Cusi, Jesús Cordova, Vaclav Gvozdik y Edgar Lehr.

sábado, 8 de febrero de 2014

"LOS NEANDERTALES SON EL ESPEJO DONDE NOS MIRAMOS"

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En unas cajoneras enormes, perfectamente clasificados, Antonio Rosas guarda centenares de fósiles procedentes de sus excavaciones en la cueva de El Sidrón (Asturias). Pertenecen a neandertales, esos “humanos distintos a nosotros” que, antes de su extinción hace unos 30.000 años, nos dejaron una huella genética fruto de su hibridación con nuestros antepasados sapiens. El investigador defiende que la actividad de divulgar es una opción personal, no una obligación del investigador. Sí reivindica un periodismo científico de calidad como pieza clave para divulgar la ciencia.

El paleoantropólogo Antonio Rosas./ CSIC.

En qué consiste tu trabajo, la paleoantropología?
En seguir el mandato socrático, 'conócete a ti mismo'. Estudiamos la evolución humana y la ciudadanía en general tiene un interés claro y legítimo en conocer su pasado y su trayectoria evolutiva. Hay un sentimiento innato en conocer nuestro origen.
¿Qué papel y qué importancia tienen los neandertales en nuestra evolución?
Una importancia capital. Los neandertales son la especie humana más parecida a la nuestra. Son como el espejo donde nos miramos. Al compararnos con ellos podemos encontrar cuáles son las características que nos definen. Al ser la especie más cercana compartimos con ellos muchos aspectos de nuestra biología y nuestro comportamiento. Sin embargo, aquello que no compartimos es lo que nos hace particularmente sapiens.
En su libro se refiere a ellos como una forma distinta de ser humanos...
Acabo de publicar un artículo en la Revista de Occidente sobre esta disyuntiva. Hace unos 80.000 años –muy poco tiempo en términos geológicos– en el planeta existieron diferentes especies humanas cuyo fenotipo y aparentemente su comportamiento era parecido al nuestro, pero no exactamente igual. Eran humanos, pero no como nosotros. Estamos en el umbral de explorar qué significa eso que llamamos ‘humanos’ cuando sabemos que ha habido otros seres que comparten esas características pero no son idénticos a nosotros. Se nos abre la posibilidad de que haya habido diferentes maneras de ser humano.
Eso nos llevaría a debates filosóficos sobre qué significa ser humano.
Precisamente en ese artículo exploro estas cuestiones. No propongo respuestas, más bien planteo preguntas. No solamente el estudio de los neandertales es fundamental en este tema, sino la paleontología humana en general. Por ejemplo, el Homo floresiensis es una especie que se descubrió hace unos años en la isla indonesia de Flores. Los últimos ejemplares vivieron hace apenas 23.000 años y fueron unos humanos completamente distintos, con un cuerpo y un cerebro muy pequeños y, aparentemente, una cultura material muy desarrollada.
También se han descubierto poblaciones de lo que llamamos Homo erectus en Asia y, gracias a los estudios paleogenéticos, el grupo de los 'Denisovanos', que son un linaje genéticamente parecido a los neandertales. Aparecieron en una cueva de Siberia una falange y un diente, de ahí se extrajo el genoma y se comprobó que era suficientemente distinto tanto al de los neandertales como al de los sapiens como para constituir un linaje distinto. Pero solo les conocemos a través del ADN, no tenemos una imagen física de ellos.
Las técnicas genéticas han permitido comprobar que hubo un cruce o hibridación entre los humanos primitivos y los neandertales. ¿Cuánto tenemos de neandertales?
Un estudio reciente ha ratificado que hemos heredado en torno a un 2% de genes de los neandertales, algo que ya planteamos en la investigación del genoma neandertal. La paleogenética está creciendo a una velocidad pasmosa y nos está permitiendo explorar la historia evolutiva humana desde el punto de vista genético. Eso hace unos años era ciencia ficción.
Así que durante un tiempo convivimos con los neandertales.
Sí. Los neandertales tienen una historia evolutiva de aproximadamente medio millón de años. Nosotros como especie surgimos en África hace unos 150.000 años. Durante un tiempo hubo una coexistencia en el planeta: los neandertales vivían en Eurasia y nosotros en África. Llegó un momento en que los humanos modernos salieron del continente africano y entonces se produjo la hibridación y la coexistencia, al menos en un sentido geográfico, durante unos milenios.
También se sabe bastante, a partir de las investigaciones paleontológicas, sobre el modo de vida de los neandertales. ¿Cómo vivían a grandes rasgos?
Eran básicamente cazadores-recolectores. Vivían de la caza y la combinaban con la recolección de pequeños animales, frutos, tubérculos... Además vivían en grupos bastante reducidos, tenían un índice de endogamia alto y, a partir del material de El Sidrón comprobamos que eran las hembras las que cambiaban de grupo y área geográfica. En cuanto a su dieta, algunos investigadores les han denominado hiper carnívoros por su alto consumo de proteínas. Como tenían un cerebro y un cuerpo muy grandes, para su mantenimiento necesitaban energía que conseguían del consumo de grasas y carnes.
Incluso han inferido que tenían alguna habilidad para el lenguaje.
Publicamos un estudio genético pionero sobre el único gen que conocemos que está relacionado con la capacidad del habla, y que ratificó una idea que muchos compartíamos previamente: los neandertales necesariamente tendrían algún tipo de facultad para el habla porque toda su sociedad era relativamente sofisticada. No se puede concebir una forma de vivir siendo cazadores-recolectores sin comunicación.
Otra prueba de esa sofisticación de la sociedad neandertal serían algunas manifestaciones estéticas y culturales.
Sin duda y es una de las paradojas de los neandertales. Su anatomía es primitiva y sin embargo lo que sabemos, especialmente de los últimos neandertales, es que sus cualidades culturales se acercan a la sofisticación propia de los humanos modernos: capacidad simbólica, estética, enterramiento de los muertos... Algunos investigadores proponen también la producción de arte, aunque fuese muy primitivo. Estamos en ese debate porque aún no ha habido ningún descubrimiento que pueda ratificar que los neandertales hacían arte.
¿Cómo es el proceso de trabajo antes de llegar a todas estas conclusiones?
Para empezar, caminante no hay camino... Si te dedicas a la paleontología, excavas y encuentras restos de neandertales, ese primer contacto ya te permite hablar en primera persona. Después te preguntas por qué ese hueso aparece entero o roto. Como encuentras otros alrededor, compruebas si los demás están enteros o rotos y empiezas a extraer conclusiones. Al final vas construyendo un escenario. Comparas también la forma de ese húmero con la de los huesos de neandertales del sur de Francia, ves que son iguales o parecidos y sin embargo constatas diferencias con los húmeros de los sapiens. Y así concluyes que esas diferencias son de carácter genético y producto de la evolución. La siguiente pregunta es: ¿qué ha pasado para que se produzca esa diferenciación? Casi nunca podemos responder a los porqués, sino que solemos responder a cómo son las relaciones entre las cosas.
¿Crees que se enseña desde la escuela en qué consiste en grandes líneas el método científico y a pensar desde el punto de vista científico?
Cada día más, pero en términos generales, no. Tenemos una herencia escolástica en nuestra manera de pensar y es difícil desprenderse de ella.
Volvamos a los neandertales. En cuanto a su extinción, hay hipótesis diferentes, ¿hasta qué punto fue la competencia con nosotros, en la cual habríamos salido ganando, la que acabó con los neandertales?
El tema es largo. El escenario es que los neandertales se extinguen –eso está confirmado a partir de las excavaciones–, como tantas y tantas especies. ¿Por qué? Hay una cosa cierta: el momento cronológico de su extinción coincide con la llegada a Europa de los humanos modernos, los cromañones. La interpretación al uso consiste en decir que estos, con un equipamiento cultural más sofisticado, terminan desplazando ecológicamente a los neandertales. Pero en algunas zonas nunca hubo contacto entre ambas especies, ¿entonces por qué se extinguieron? Alternativamente se plantea que los neandertales tenían una adaptación a unos ambientes boscosos y más cálidos, a espacios cerrados, para una caza al acecho. En ese contexto la llegada de los humanos y el deterioro del clima irían a la par.
En un contexto como el actual, en el que predomina una visión utilitarista de la ciencia, a la que se vincula con el desarrollo tecnológico, ¿qué espacio les queda a disciplinas como la paleoantropología? ¿Cómo explicaría la importancia que tiene este área del conocimiento?
Dentro del CSIC también hay investigadores que se dedican a la egiptología o a la filosofía, que son ejemplos de estudios no productivos en el sentido tecnológico del término. Afortunadamente tenemos algunos espacios para estos ámbitos, no es algo tan radical. Creo que lo que hay que contraponer es el valor que tienen per se el conocimiento y la cultura. ¿Queremos una sociedad que sea tecnológicamente avanzada y personalmente inculta, donde las personas no sepan vivir en sociedad? La cultura no deja ser una forma de domesticación para permitirnos vivir en sociedad y saber poner límites a nuestros comportamientos cuando afectan al prójimo.
¿Cómo beneficia al ciudadano tener esa mayor cultura científica? ¿Se puede poner algún ejemplo tangible?
Una sociedad culta significa que tiene un amplio espectro de conocimiento sobre sí misma y sobre el mundo que la rodea. Las sociedades occidentales podemos considerarlas como sociedades cultas. Una de las cosas que exuda esa cultura es un conocimiento cada vez mayor de la medicina, que hoy no solo es una cuestión meramente tecnológica, es también el conocimiento de la fisiología, la genética, el comportamiento, la sociología y la psicología del paciente, etc., es decir, todos son ámbitos que redundan en una cada vez mejor medicina. Y una mejor medicina nos prolonga la vida. Las sociedades cultas, entre otras cosas, producen individuos más longevos. No sé si eso mejora al individuo, que lo decida él mismo.
También habrá oído que la sociedad española es considerada más inculta científicamente que otras...
Sí, me parece evidente.
¿Identifica las causas que explicarían este déficit?
Yo tengo una opinión, pero esta tarea corresponde a historiadores y sociólogos. Nosotros tenemos un retraso secular en muchos ámbitos que estamos cortocircuitando a velocidad de vértigo. Por ejemplo, la sociedad española tenía un retraso secular en el conocimiento de la evolución humana. Los descubrimientos de Atapuerca, el Sidrón y otros yacimientos han cortocircuitado décadas de retraso y la demanda social era evidente.
¿Por qué dice esto?
La sociedad ha sido y sigue siendo receptiva porque uno quiere conocer su origen. Esto es un ejemplo, pero hay otros muchos. Por otro lado, y esta es mi particular opinión, ¿cómo vamos a fundamentar una educación sólida si cada cuatro años cambiamos la ley? No tenemos un programa sólido de lo que tiene que ser la formación del ciudadano de a pie.

LAS VIBRACIONES DEL AMOR EN LA TELARAÑA DE UNA ARAÑA VIUDA NEGRA

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Unos biólogos han descubierto que el macho de la araña viuda negra sacude su abdomen de una forma especial para producir vibraciones cuidadosamente afinadas que permiten a las hembras saber que la causa de las vibraciones en su telaraña es un macho que las corteja y no una presa cualquiera a la que dar caza.

Una araña Viuda Negra ocupándose de una mosca. (Foto: Universidad Simon Fraser)

Samantha Vibert, Catherine Scott, y Gerhard Gries, de la Universidad Simon Fraser en Canadá, grabaron las vibraciones hechas por machos de Viuda Negra (concretamente de la especie Latrodectus hesperus), machos de araña de la especie Tegenaria agrestis (conocida con nombres populares como araña vagabunda) e insectos que son presas típicas de las arañas.
La red de una araña funciona como una extensión del sistema sensorial de la araña, de modo que ésta es capaz de detectar en el acto cuando algo entra en contacto con ella. Eso le permite reaccionar con gran rapidez si una presa toca la telaraña.
Sin embargo, esto representa un serio peligro para los pretendientes masculinos que llegan a la telaraña de una hembra, teniendo en cuenta que en diversas especies la hembra es más grande y más venenosa que el macho. Éste por tanto necesita advertir a la hembra que lo que ha llegado a su telaraña es un macho que viene a cortejarla y procurar que estas vibraciones amorosas seduzcan a la araña en vez de despertar en ella su conducta depredadora.
El equipo de investigación constató que en las dos especies de araña estudiadas las vibraciones amorosas del macho a la hembra son muy diferentes a las vibraciones generadas por sus presas, sobre todo en el caso de la Viuda Negra. Las vibraciones producidas cuando la araña macho de esta especie sacude su abdomen son particularmente distintivas. Estas "vibraciones del amor" pueden ayudar a los machos a evitar ser atacados por las hembras a las que están cortejando.
La araña Viuda Negra, muy venenosa, debe su nombre a los casos de arañas hembra de este tipo que ocasionalmente devoran no sólo a eventuales pretendientes que las cortejan, sino también a sus amantes después de aparearse con ellos.

jueves, 6 de febrero de 2014

LA "JUSTICIA SOCIAL" BACTERIANA

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La idea de que todos los individuos en una comunidad deben contribuir al sostenimiento de la misma si se están beneficiando de ella es tan universal que incluso las bacterias tienen un sistema que impide que sus congéneres holgazanas disfruten de los frutos del duro trabajo de las demás. Así se ha constatado en una investigación realizada por científicos de la Universidad de Princeton en Nueva Jersey, Estados Unidos.


Uno de los mecanismos usados por las bacterias estudiadas para evitar el pillaje de las holgazanas se basa en barrer las "sobras" mediante un flujo de fluidos. Las bacterias V. cholerae holgazanas, marcadas en rojo, prosperaban y eran abundantes cuando ese mecanismo antipillaje no funcionaba, en la imagen de la izquierda. Cuando las bacterias vivían en un medio que sí permitía el funcionamiento de dicho mecanismo protector, las V. cholerae trabajadoras, marcadas en amarillo, eran las que prosperaban, mientras que casi ninguna holgazana sobrevivía en la colonia, como se aprecia en la imagen de la derecha. (Imagen: Cortesía de Carey Nadell, Departamento de Biología Molecular de la Universidad de Princeton)


Las comunidades de bacterias Vibrio cholerae (algunas de cuyas cepas producen el cólera) impiden que sus congéneres holgazanas accedan a nutrientes para cuya obtención no han aportado nada. Las bacterias trabajadoras lo hacen manteniendo el alimento generado por los miembros productivos de la comunidad fuera del alcance de los individuos de V. cholerae que tratan de vivir de los nutrientes ajenos.
Al igual que otras bacterias, las V. cholerae suelen vivir en densas comunidades del tipo conocido como biopelícula. Y, también como otras, las V. cholerae secretan enzimas que descomponen las moléculas de interés de manera que las bacterias puedan nutrirse de los componentes de dichas moléculas. Pero no todos los individuos secretan las enzimas; algunos simplemente se alimentan de lo que generan sus vecinas. El equipo de Knut Drescher, Carey Nadell, Bonnie Bassler, Howard Stone y Ned Wingreen ha encontrado dos mecanismos por los cuales este pillaje se impide.
Uno de los mecanismos consiste en que las bacterias trabajadoras producen una gruesa capa a su alrededor, para evitar que los nutrientes se esparzan hasta llegar al alcance de individuos ajenos al trabajo realizado. Una alternativa a esto es el segundo mecanismo descubierto: El flujo natural de fluidos sobre la superficie de las comunidades bacterianas presenta unas características que le permiten barrer las sobras de nutrientes antes de que las bacterias gorronas se nutran de esos productos obtenidos laboriosamente por las bacterias trabajadoras.
Este acto de "justicia social" microbiana, que probablemente es muy común en otras especies de bacterias, no sólo asegura la supervivencia de los miembros más laboriosos de la comunidad bacteriana, sino que también podría ser utilizada en provecho del Ser Humano, concretamente para la agricultura, la elaboración de combustibles y el tratamiento de infecciones bacterianas como el cólera.
Al fomentar esa acción de justicia social bacteriana, los científicos podrían aumentar la eficiencia de cualquier proceso que se base en bacterias para descomponer materiales orgánicos, como por ejemplo materia vegetal destinada a la producción de biocombustibles, o celulosa para la fabricación de papel.
Al tratar una enfermedad infecciosa, la estrategia seria contrarrestar ese mecanismo de justicia social bacteriana, otorgando nutrientes a los individuos que no hacen nada, en detrimento de la nutrición de los individuos más laboriosos en el trabajo de infectar el cuerpo, con lo cual se lograría debilitar la infección.

martes, 4 de febrero de 2014

MURCIÉLAGOS CAPACES DE DETECTAR RANAS POR LAS ONDULACIONES QUE ÉSTAS IMPRIMEN AL AGUA

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Cuando el macho de rana túngara canta serenatas a las hembras desde una laguna, crea ondulaciones en el agua que lo hacen más fácil de detectar para uno de sus depredadores, el murciélago. Así se ha constatado en una reciente investigación.


Una rana y, en el agua de su alrededor, las ondulaciones delatadoras. (Foto: Ryan Taylor / Universidad de Salisbury)


Una rana túngara detiene su serenata de cortejo si observa a un murciélago volando cerca, pero las ondas en el agua se siguen moviendo varios segundos después de que la rana cese su actividad, y eso puede permitirle a un murciélago astuto localizar al animal emisor. El equipo de Mike Ryan, de la Universidad de Texas en Austin, Estados Unidos, y Wouter Halfwerk, de la Universidad de Leiden en los Países Bajos, ha comprobado que los murciélagos son capaces de usar la ecolocalización (una forma natural de sónar) para detectar esas ondas, y a partir de ellas, a su emisor.
Esta capacidad demuestra el grado de sofisticación al que la evolución ha llegado en esta especie de escalada armamentística entre las habilidades depredadoras del murciélago y las habilidades defensivas de la rana.
El macho de rana túngara (Physalaemus pustulosus), nativa de América Central y del Sur, pasa sus noches cantando desde la superficie de lagunas poco profundas, con la intención de atraer la atención de una hembra. Al emitir sus sonidos, su saco vocal se infla y desinfla como un globo. El movimiento de este saco pulsante es visible, pero además también genera una tercera señal: las ondas en la superficie del agua.
Los investigadores han comprobado que los murciélagos Trachops cirrhosus, que se alimentan de ranas, son mucho más propensos a atacar a una que emite sus sonidos de cortejo y además genera ondulaciones en la superficie del agua, que a una rana que canta pero sin generar esas ondulaciones en el agua. Esto indica que los murciélagos son capaces de detectar esas ondulaciones y además identificarlas correctamente, siempre y cuando las condiciones sean las adecuadas. Los murciélagos pierden esta ventaja cuando el área que rodea a la rana está cubierta de hojarasca, lo que puede impedir que se propaguen las ondulaciones sobre la superficie del agua.
En la investigación también han trabajado Patricia Jones del Instituto Smithsoniano de Investigación Tropical (STRI) en Panamá, Ryan Taylor de la Universidad de Salisbury en Maryland, Estados Unidos, y Rachel Page de la Universidad de Texas en Austin.
Video en el que se muestran los sonidos de cortejo de machos de la rana túngara, con los movimientos correspondientes de su saco vocal, que pueden crear ondulaciones delatadoras en el agua:

lunes, 3 de febrero de 2014

PROFUNDIZANDO EN LA HISTORIA DE LA DOMESTICACIÓN DEL PERRO

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Los perros y los lobos evolucionaron a partir de un ancestro común hace entre 9.000 y 34.000 años, antes de la aparición de la agricultura como estilo de vida en la humanidad. Así lo corroboran los resultados de un análisis de genomas de perros y lobos modernos de zonas del mundo que están consideradas como los lugares donde comenzó la domesticación del perro.


Divergencia evolutiva paulatina entre linajes de lobo y perro conforme transcurre el tiempo. (Imagen: Freedman, et al / PLoS Genetics)

El estudio también muestra que los perros tienen entre ellos un parentesco evolutivo más estrecho que el que tienen con los lobos, independientemente de su origen geográfico. Esto sugiere que parte de la superposición genética observada entre algunos lobos y perros modernos es el resultado de cruces de lobos con perros después de la domesticación del perro, y no se debe a una línea de descendencia directa proveniente de un grupo de lobos.
En este análisis, el equipo de John Novembre, de la Universidad de Chicago en Estados Unidos, Adam Freedman, de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), del mismo país, y Tomás Marqués Bonet del Instituto de Biología Evolutiva, adscrito a la Universidad Pompeu Fabra y al CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas), en España, no ha obtenido evidencias claras a favor de un modelo multirregional, o de un origen único para alguno de los lobos actuales de los que el equipo tomó muestras. Esto implica que la historia de la domesticación del perro es más compleja de lo que se ha venido creyendo hasta ahora.
El equipo obtuvo las secuencias de más alta calidad del genoma del lobo logradas hasta la fecha, a partir de tres lobos grises: uno de China, otro de Croacia y otro de Israel, que representan las tres regiones del mundo donde se cree que se originaron los perros tal como los conocemos. Los científicos también obtuvieron los genomas de dos razas caninas, el perro de la raza basenji, originada en África central, y un dingo, oriundo de Australia, zonas éstas dos que han estado históricamente aisladas de las poblaciones de lobos modernos. Además de los genomas de lobos y perros, el equipo secuenció el genoma de un chacal común, para contar con una referencia lo bastante cercana evolutivamente pero ajena, de la que ayudarse para obtener datos sobre los comienzos de la divergencia evolutiva entre estos animales.
El análisis de los genomas de perros, incluyendo el genoma, anteriormente publicado, de un perro de raza bóxer proveniente de Europa, mostró un mayor parentesco evolutivo entre las razas de perros que con los lobos. De igual modo, los tres lobos de cada zona geográfica tenían un mayor parentesco evolutivo entre ellos que con cualquiera de los perros.
Estos resultados indican algo muy distinto a lo que los autores del estudio inicialmente habían imaginado que encontrarían. En vez de hallar un estrecho parentesco evolutivo de las tres razas de perro con uno de los linajes de lobo, o descubrir que cada raza de perro está muy relacionada con el linaje de lobo de su área geográfica (por ejemplo el basenji con el lobo israelí, o el dingo con el lobo chino), lo que han descubierto es que lobos y perros parecen descender de un ancestro común más antiguo, parecido al lobo.
Lo hallado también podría indicar que hubo otros linajes de lobo de los cuales estos perros divergieron evolutivamente, linajes que luego se extinguieron.
El proceso de domesticación se desarrolló a través de la historia registrando importantes cuellos de botella poblacionales (épocas en que la población estuvo integrada por una cantidad escasa de individuos) tanto en el caso de los lobos como en el de los perros. Los autores del estudio han logrado inferir tamaños históricos de las poblaciones de perros y lobos mediante el análisis de patrones de variación en todo el genoma. Todo apunta a que los perros sufrieron una reducción de 16 veces en el tamaño de su población, al bifurcarse evolutivamente de los lobos. Estos también experimentaron una fuerte caída en el tamaño de su población poco después de bifurcarse evolutivamente de los perros. Esto implica que la diversidad en los ancestros comunes de perros y lobos era más grande que la representada por los lobos modernos.
En esta investigación también han trabajado Belén Lorente Galdós y Óscar Ramírez, del Instituto de Biología Evolutiva adscrito a la Universidad Pompeu Fabra y al CSIC, Carles Vila de la Estación Biológica de Doñana en España, así como científicos de instituciones de Estados Unidos, Portugal, Italia, Hungría, Turquía, Israel, Croacia y China.

domingo, 2 de febrero de 2014

LA QUÍMICA DE SISTEMAS, CLAVE PARA EXPLICAR EL ORIGEN DE LA VIDA

noticiasdelaciencia.com

Una investigación, que cuenta con la participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) español destaca que el origen de las primeras células requirió la combinación de tres sistemas tradicionalmente estudiados por separado: un compartimento que permitiera distinguir al individuo de su entorno, una población de moléculas con información genética capaz de autorreplicarse dentro de dicho compartimento y un metabolismo que permitiera al ser vivo intercambiar materia y energía con el medio exterior.

Estromatolitos en la Bahía Shark (Australia). (Foto: Wikipedia)


“Con ello intentamos superar la tradicional controversia entre los partidarios de que lo primero fue la replicación y quienes, por el contrario, consideran que las redes metabólicas fueron anteriores a la aparición de las primeras moléculas genéticas”, explica el investigador del CSIC Carlos Briones, del Centro de Astrobiología (centro mixto del CSIC y el Instituto de Tecnología Aeroespacial).
El trabajo propone un escenario heterogéneo y complejo, en el que soluciones acuosas de diferentes monómeros y biopolímeros convivirían con moléculas anfifílicas capaces de formar vesículas y otros compartimentos. En tales sistemas habría sido fundamental el papel de diferentes tipos de catalizadores, entre ellos superficies minerales, interfases reactivas y organocatalizadores.
“Sólo en medios complejos como éstos pudieron llegar a establecerse las complejas redes de interacción química que originaron los seres vivos”, añade Briones.
La existencia de un protometabolismo encapsulado en su propia membrana, apunta el estudio, permitió a los sistemas que estaban formándose mantenerse fuera del equilibrio termodinámico, mediante diversos mecanismos de control cinético y espacial sobre los procesos de autoorganización y transformación molecular implicados. Esto condujo a la transición entre los sistemas químicos y los biológicos.
En este estudio, publicado en la revista Chemical Reviews, también han participado investigadores de la Universidad del País Vasco y de la Universidad Autónoma de Madrid. (Fuente: CSIC)

EL PATÉTICO DESTINO DE LA HORMIGA ZOMBI Y OTRAS HISTORIAS DE NEUROPARÁSITOS

agenciasinc.es

Saltamontes que saltan a charcas para ahogarse, peces que bailan con la intención de ser cazados, ratas atraídas por la orina de gato... La neuroparasitología estudia qué mecanismos utiliza un parásito para dominar los circuitos cerebrales de su víctima y transformar su comportamiento en un guion de zombis digno de George Andrew Romero. Como en la película del cineasta La noche de los muertos vivientes, puede que ni los humanos sean inmunes.


Hormiga roja europea. / Antrey-Fotolia.com

Viven en las alturas de los bosques tropicales tailandeses y no se acercan al suelo a menos que sea estrictamente necesario y siempre en grupo. Pero para una de ellas la pesadilla ha empezado.
Sale de casa a deshoras, camina sola y pierde el equilibrio como si estuviera borracha. Avanza sin destino aparente pero se acerca de manera inexorable a un lugar al que seguramente no quiere ir, un cementerio.
“Es una hormiga zombi, su cerebro está totalmente controlado por un parásito”, explica a Sinc David Hughes, investigador de la Universidad Estatal de Pensilvania (EE UU).
Tras atravesar una media de 99 hojas y obedeciendo a una misteriosa señal, abre sus fauces y muerde con fuerza el nervio principal de una. Su cuerpo queda pendiendo en el vacío y la hormiga tarda unas seis horas en morir.
A partir de entonces Ophiocordyceps, el hongo que habita en su cerebro y que la necesitaba para reproducirse, fructifica y crece en forma de tallo para liberar sus esporas al medio e infectar otras hormigas. “Este es un ejemplo dramático de cómo un parásito puede modular la conducta de su huésped”, puntualiza Hughes.
Aunque hace más de 200 años que se conocen parásitos con la capacidad de alterar el comportamiento de su hospedador, es ahora cuando la neuroparasitología se postula como un campo nuevo y prometedor.
“Estamos empezando a entender este tipo de parásitos desde un punto de vista fisiológico, genético y bioquímico –aclara a Sinc por teléfono Shelley Adamo, profesora de la Universidad de Dalhousie (Canadá) y todo un referente en esta especialidad–. Estos seres nos pueden enseñar mucho sobre cómo funciona el cerebro porque los mecanismos que utilizan son muy ingeniosos y distintos a los que emplea un neurocientífico”.
La neurociencia se aproxima al paciente con métodos muy específicos que implican zonas concretas: estimulaciones, ablaciones, fármacos que interfieren en la transmisión sináptica… Los parásitos, en cambio, utilizan estrategias mucho más generales. “Sus mecanismos son como una perdigonada”, ejemplifica Adamo.
Actúan de manera indirecta e invaden muchas zonas del cerebro, alteran moléculas propias del huésped y generan otras aún desconocidas, modifican el sistema inmunológico y hasta genes y proteínas. Según esta investigadora, “tras años de evolución no necesariamente utilizan la ruta más corta sino aquella que tras mutaciones fortuitas les ha dado una ventaja adaptativa”.

Inmersos en un mundo de parásitos

La cantidad de parásitos en el planeta no es desdeñable y el ser humano no es inmune. Según Santiago Merino, profesor de investigación del CSIC y director del Museo Nacional de Ciencias Naturales, el parasitismo es una forma de vida muy extendida en la naturaleza y más de la mitad de seres vivos del planeta son o se comportan como tal en algún momento de su vida.
“Existen hasta en los lugares más recónditos del planeta. Los virus son los parásitos por excelencia, pero también se comportan así algunas bacterias, protozoos, plantas, vertebrados… ¡Existen incluso parásitos de parásitos!”, explica por teléfono.
De todos ellos, solo una pequeña parte tiene la capacidad de alterar el comportamiento de su huésped. Su objetivo siempre es el mismo: completar su ciclo vital, pero el abanico de estrategias es amplísimo.
Algunos utilizan métodos poco sofisticados como, por ejemplo, consumir energía ajena. “En ciertos tipos de malaria, el hospedador se pone especialmente enfermo en el momento en el que el parásito está en circulación y tiene más posibilidades de transmitirse”, detalla a Sinc Janice Moore, especialista en ecología y evolución de parásitos de la Universidad de Colorado (EE UU). De esta manera el enfermo queda incapacitado para defenderse de las picaduras de mosquitos y otros vectores.
Otras estrategias, en cambio, son inquietantemente complejas. Cuando el artrópodo del género Sacculina infecta a un cangrejo macho, le destruye la glándula androgénica y literalmente lo feminiza, de manera que, aunque no pueda reproducirse, cuida de los huevos infectados por el parásito como si fueran suyos.
“Sería lo equivalente a una lobotomía”, concreta Kevin Lafferty, parasitólogo en la Universidad de California (EE UU), en un estudio que compara distintos mecanismos de manipulación.
Otro caso es el del pez del género Fundulus, hospedador intermediario de un gusano que con tal de acabar en el vientre de su siguiente hospedador, un pájaro, consigue que el pez nade más cerca de la superficie y de manera más llamativa, por lo que tiene hasta treinta posibilidades más que un congénere no infectado de ser depredado.
Parte de la dificultad que tienen los científicos en encontrar nuevos mecanismos reside en que los parásitos “no necesariamente deben ser aparentes para nuestro sistema sensorial”, comenta Moore. Según esta experta, casi todos los hechos de los que nos percatamos son visuales, tanto en parasitología como en el día a día.
“Decimos ‘Oh, ya veo’ cuando entendemos algo, o si proponemos un plan y queremos saber la opinión de un amigo le preguntamos ‘¿Cómo lo ves?”, apunta esta experta. Por eso resulta difícil detectar alteraciones cuando el parásito modifica aspectos no visibles de la conducta del animal o de la planta, como el olor o la secreción de sustancias químicas, especialmente relevante en ambientes acuáticos.
“Cada parásito tiene su propia estrategia y hace que nos planteemos preguntas filosóficas como la existencia del libre albedrío –reflexiona Shelley Adamo–. Al fin y al cabo, el cerebro no es más que una máquina bioquímica, y si alguien sabe cómo funciona la puede reprogramar”.

Nada de víctimas inocentes

Pero los parásitos no pueden sobrevivir solos y mantienen una carrera evolutiva con sus hospedadores cuando sus intereses son contrarios. “Los humanos disponemos de fármacos muy elaborados, pero el resto de seres vivos también tiene sus estrategias y hasta rudimentos de medicación”, explica Santiago Merino.
Existen aves que construyen sus nidos con plantas antiparasitarias y chimpancés que conocen el ‘efecto velcro’ y que, cuando sufren de parásitos intestinales, ingieren una planta con microvellosidades que al ser expulsada en las heces se lleva con ella a los incómodos viajeros.
“La primera barrera es evitar exponerse al parásito y para eso sirven el acicalamiento y el movimiento”, explica Lafferty. Los monos aulladores, por ejemplo, gastan hasta un 24% de su energía en espantar moscas y otros movimientos defensivos, y ejecutan más de 1.500 manotazos en un períiodo de doce horas.
La segunda barrera es el sistema inmune. “Podemos pensar en el cuerpo del hospedador como un vehículo: en la mayoría de casos el parásito se deja llevar, pero en otros puede secuestrarlo y decidir dónde y cómo ir. Cuando esto sucede, a menudo acaba con la muerte del portador”, sentencia Lafferty.
El ejemplo más conocido tiene como hospedador final a un ser peludo que habita en hogares de todo el mundo: el gato. Se trata de Toxoplasma y numerosos, aunque controvertidos estudios, demuestran su efecto no solo en ratones sino también en humanos atribuyéndoles muertes por accidentes de tráfico, laborales y hasta una relación causal con trastornos neurológicos.

Cuando Jerry se enamora de Tom

“Hasta hace poco se consideraba que la toxoplasmosis en humanos y otros animales adultos e inmunocompetentes era asintomática –afirma Joanne Webster, profesora de la Facultad de Medicina del Imperial College de Londres–. Pero su agente causal, Toxoplasma gondii, es uno de los ejemplos más convincentes de manipulación en vertebrados”.
Toxoplasma se reproduce asexualmente en hospedadores intermedios como roedores y pájaros, donde tiene predilección por llegar al sistema nervioso central. Sexualmente se reproduce en gatos, su único hospedador final.
Según numerosos estudios, “la infección en roedores se asocia a cambios sutiles en su conducta que facilitan su transmisión al huésped final”. Está bien comprobado que los ratones infectados son más propensos a caer en trampas, tienen tiempos de reacción alargados, niveles de actividad más altos, son más descuidados vigilando a sus depredadores y desarrollan una ‘atracción fatal felina’ en la que en vez de sentir miedo cuando huelen la orina de gato se sienten atraídos sexualmente por ella. Todo ello a través de alteraciones en los niveles de dopamina en el cerebro de los roedores.
“Nosotros somos una vía muerta para Toxoplasma, pero el parásito nos reconoce como ratones y se instala en el cerebro”, explica Santiago Merino. El científico checo Jaroslav Flegr fue de los primeros en defender que este parásito también manipulaba a los humanos. Flegr y otros investigadores se basan en varios estudios para afirmar que la toxoplasmosis, presente en casi un 30% de la población mundial, altera la conducta de hombres y mujeres haciéndoles más extrovertidos, con menos sentido del peligro, con tiempos de reacción alargados y con menos habilidades psicomotoras, hechos que algunos trabajos asocian con un incremento en el riesgo de sufrir un accidente de tráfico o laboral.

Detrás de la esquizofrenia

Además, y más allá de sutiles cambios comportamentales, también existe la teoría, sustentada en más de 38 estudios científicos hasta el momento, de que Toxoplasma incrementa el riesgo de sufrir esquizofrenia, “más que cualquier otro gen descrito hasta el momento”, defiende Flegr en un artículo de opinión en la revista Trends in Parasitology.
Aunque Flegr, Webster y otros científicos hacen sus afirmaciones basándose en estudios poblacionales y neurológicos, el poder de Toxoplasma sobre humanos es aún es muy controvertido. “He de confesar que no soy muy fan de esta teoría –comenta Shelley Adamo–. Todos los trabajos se basan en correlaciones ya que el experimento perfecto nunca se llevará a cabo por evidentes cuestiones éticas”.
Toxoplasma es uno de los muchos parásitos que afecta a seres humanos. Algunos, como el virus de la rabia, sí tienen un claro efecto sobre la conducta del enfermo, y muchos otros o no lo tienen o aún se desconoce. Pero el ser humano ha sido infectado por parásitos a lo largo de toda la evolución por lo que, según Santiago Merino, además de ser nocivos seguramente son necesarios para nuestro sistema inmunológico y “no es cuestión de eliminarlos sino de convivir y hasta aprender de ellos”, comenta el investigador.
“La capacidad de manipulación del parásito sobre el hospedador es el mejor ejemplo que tenemos de la existencia de evolución y la selección natural –admite Kevin Lafferty–. Bueno, y si en realidad fuera idea de un creador divino, este debe tener un sentido del humor bastante interesante”.