jueves, 28 de mayo de 2015

EL ASESINADO MÁS ANTIGUO DE LA EVOLUCIÓN HUMANA: EL CASO DEL CRÁNEO 17 DE LA SIMA DE LOS HUESOS DE ATAPUERCA

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El Cráneo 17 recuperado en la Sima de los Huesos (Atapuerca, Burgos) está compuesto por 52 fragmentos recuperados a lo largo de 20 años de excavación (1990-2010). El individuo al que corresponde murió al comienzo de su juventud y llegó hace 430.000 años al yacimiento, donde reposa junto con otros 27 individuos de la misma época. El establecimiento del origen de esta extraordinaria acumulación de cadáveres en una recóndita sima de la burgalesa Cueva Mayor ha constituido durante décadas uno de los mayores desafíos de la prehistoria mundial.

Imagen en la que se muestran los dos traumas del cráneo 17 y la distinta trayectoria de cada uno de los impactos. (Foto: Sala et al.)

Para los miembros del equipo de excavación se trataba de una acumulación intencionada de cadáveres realizada por otros humanos. Sin embargo, otros investigadores habían propuesto otras explicaciones alternativas, como acumulación debida a la acción de carnívoros o a corrientes de barro y agua. Los estudios realizados en los últimos años han permitido descartar estas dos últimas hipótesis, dejando sólo dos alternativas para el origen de la acumulación de cadáveres: caídas accidentales por la sima vertical de 13 metros de caída que da acceso a esta cavidad, o la acumulación intencional de cadáveres. Sin embargo, era muy difícil discernir de manera inequívoca entre estas dos hipótesis.
El Cráneo 17 presenta dos orificios en el hueso frontal, por encima de la órbita ocular izquierda. Su estudio ha permitido demostrar que estos orificios se produjeron posiblemente por el impacto de un objeto duro justo antes o después de la muerte del individuo (cuando aún tenía tejido blando). Este impacto podría haberse producido durante la caída de 13 m por la sima que da acceso al yacimiento, lo que sería compatible con la hipótesis de caída accidental.
Sin embargo, la naturaleza de las lesiones guardaba una sorpresa a los investigadores. Utilizando las más modernas técnicas forenses ha sido posible demostrar que ambas lesiones fueron producidas por el mismo objeto en dos impactos diferentes y con distintas trayectorias, lo que descartaría que se produjeran durante una caída accidental. El tipo de lesiones, su localización y el hecho de que fueran producidas en dos golpes independientes con el mismo objeto, nos lleva a interpretar que probablemente fueron producidas durante un acto de agresión mortal por otro individuo en lo que constituiría el primer caso de asesinato conocido en la historia de la humanidad.
Estos datos indicarían que el individuo del Cráneo 17, si ya estaba muerto, no pudo llegar por su propio pie hasta Sima de los Huesos, sino que su cadáver tuvo que ser transportado, muy probablemente, hasta allí por otros humanos. Esta hipótesis sugiere que fueron los humanos los responsables de la acumulación de cadáveres de la Sima de los Huesos y apoyaría que se trata del primer acto funerario de la historia de la humanidad.  
Este estudio ha sido liderado por Nohemi Sala, del Centro Mixto UCM-ISCIII de Evolución y Comportamiento Humanos, y ha participado Asier Gómez-Olivencia, doctor en Paleontología Humana. Asier Gómez Olivencia ha investigado en la Universidad de Cambridge y en Museo Nacional de Historia Natural de Francia, hasta su incorporación en 2014 como investigador Ikerbasque al Departamento de Estratigrafía y Paleontología de la UPV/EHU, además de investigadores de la Universidad de Alcalá de Henares y la University of Binghamton. (Fuente: UPV/EHU)

APARICIÓN EN INSECTOS HERBÍVOROS DE RESISTENCIA A PLANTAS AGRÍCOLAS QUE FUERON GENÉTICAMENTE MODIFICADAS CONTRA INSECTOS

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Un nuevo estudio señala que la toxina en una planta de cultivo agrícola modificada genéticamente y de uso amplio, está teniendo un escaso impacto en el insecto herbívoro Helicoverpa zea, que ataca a más de 100 cultivos, incluyendo el maíz tierno. Esto concuerda con predicciones hechas hace casi 20 años que básicamente, fueron ignoradas. El estudio podría ser la señal de aviso para prestar mayor atención a los síntomas delatadores de un desarrollo incipiente de resistencia a cultivos modificados genéticamente en insectos causantes de plagas agrícolas.

Larva del insecto herbívoro Helicoverpa zea. (Foto: Dominic Reisig, North Carolina State University)

El maíz modificado genéticamente en el que se ha advertido este debilitamiento defensivo por el aumento de la resistencia en sus atacantes produce una proteína Bt (de Bacillus thuringiensis), la cual, a su vez, produce una toxina llamada Cry1Ab. Este maíz modificado fue diseñado originalmente para combatir el problema de las plagas del insecto Ostrinia nubilalis, y entró en el mercado en 1996.
A finales de los años 90, unos científicos encontraron que la Cry1Ab era también bastante eficaz contra el H. zea. Pero también pronosticaron que estaban sobreviviendo al ataque suficientes individuos de H. zea como para llevar a que la especie desarrollara resistencia a la toxina. Esa investigación fue realizada, en parte, por Fred Gould, un entomólogo en la Universidad Estatal de Carolina del Norte en Estados Unidos. Más de 15 años después, otro investigador de la misma universidad quiso ver si las predicciones de Gould se mantenían.
Dominic Reisig, de la universidad citada, y Francis Reay-Jones, de la Universidad Clemson en Carolina del Sur, Estados Unidos, examinaron terrenos de cultivo de maíz tanto en Carolina del Norte como en Carolina del Sur a lo largo de dos años, y los resultados fueron claros.
A finales de los años 90, la Cry1Ab redujo tanto el número de larvas de H. zea como su tamaño, en comparación con lo que hacía el maíz sin la proteína bacteriana. Pero Reisig y Reay-Jones han hallado que la Cry1Ab tiene ahora poco o ningún efecto sobre el número o el tamaño de dichas larvas, en comparación con el maíz sin Bt, al menos en las poblaciones investigadas del insecto.
“Se avisó de que el H. zea podría desarrollar una resistencia hacia esta toxina”, denuncia Reisig. “Pero no se hicieron cambios en el modo de utilizar la Cry1Ab, y ahora resulta que el H. zea ha desarrollado resistencia”.

VIRUS PROPAGANDO EN BACTERIAS LA RESISTENCIA A LOS ANTIBIÓTICOS

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Los virus bacteriófagos infectan exclusivamente a bacterias, y por tanto son inofensivos para los humanos. Sin embargo, pueden contribuir a extender la resistencia a los antibióticos en las bacterias. Esta es la conclusión a la que se ha llegado en una nueva investigación. Cada vez hay más bacterias resistentes a los antibióticos. Existen diferentes vías por las que se consiguen estas resistencias.

Los bacteriófagos pueden infectar bacterias y son capaces de transferir genes durante este proceso. (Imagen: Dinhopl / Vetmeduni Vienna)

Un análisis reciente realizado en ciertos bacteriófagos que son comunes en alimentos ha mostrado que una cuarta parte de los examinados fueron capaces de inducir en bacterias E. coli resistencia a los antibióticos, bajo condiciones de laboratorio.
El equipo internacional de Friederike Hilbert, de la Universidad de Medicina Veterinaria de Viena, Austria, comprobó que esos virus indujeron resistencia a estos antibióticos: kanamicina, tetraciclina, ampicilina y cloranfenicol.
Tratar las infecciones bacterianas con virus bacteriófagos se ha convertido en una alternativa prometedora para combatir a los patógenos resistentes a los antibióticos. Hilbert recomienda examinar la capacidad de los virus bacteriófagos terapéuticos de transferir genes de resistencia. Si no se tiene cuidado, la combinación de bacteriófagos y patógenos multirresistentes podría resultar un cóctel peligroso.
En la investigación también ha trabajado, entre otros, Tom Humphrey, de la Universidad de Swansea en Gales, Reino Unido

BACTERIAS COOPERANDO PARA AYUDAR A REPARAR DAÑOS SUFRIDOS POR UN MIEMBRO DE SU COMUNIDAD

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Se ha descubierto que cierto tipo de bacteria del suelo puede utilizar su comportamiento social de intercambio mediante membrana exterior para reparar células dañadas y mejorar el estado de la población bacteriana como un todo.

Christopher Vassallo. (Foto: University of Wyoming)

El equipo de Daniel Wall y Christopher Vassallo, de la Universidad de Wyoming en Estados Unidos, ha constatado que los daños sufridos por algunos individuos de una comunidad de mixobacterias en la membrana celular exterior fueron reparados gracias a la acción de individuos sanos de su mismo linaje que se valieron a tal fin del proceso de intercambio mediante membrana exterior.
La investigación ha puesto de manifiesto que estos organismos sociales se benefician del comportamiento del grupo, el cual promueve efectos positivos de salud en las células “emparentadas” (del mismo linaje).
Hasta donde saben los autores del estudio, esta es la primera demostración clara de que una bacteria puede usar la cooperación celular para reparar a un pariente dañado.
El fenómeno es equivalente a cómo puede ser curada una herida en nuestro cuerpo. Cuando, por ejemplo, sufrimos un corte y sangramos, nuestras células pueden coordinar sus funciones para curar el tejido dañado.
Las mixobacterias son inusuales como bacterias por el hecho de que en algunas facetas tienen una verdadera vida multicelular. Los científicos están interesados en cómo se produjo la transición evolutiva hacia la multicelularidad; es decir, cómo se desarrolla la cooperación entre células y estas, como individuos, dejan de estar exclusivamente interesadas en ellas mismas. Las mixobacterias son, por tanto, un caso de gran interés para las investigaciones sobre dicha transición evolutiva.

miércoles, 27 de mayo de 2015

EL 'HOMO ANTECESSOR' HA LLEGADO A SU MAYORÍA DE EDAD

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La especie Homo antecessor acaba de cumplir 18 años. Fue en mayo de 1997 cuando el equipo investigador de los yacimientos de la sierra de Atapuerca (España) publicó la diagnosis de este homínido en la revista Science. Los expertos recuerdan que fue todo un acontecimiento, puesto que desde el hallazgo de Homo habilis en 1964 no se había vuelto a publicar una especie del género Homo. Pero el descubrimiento de Homo antecessor estuvo sujeto a críticas. A pesar de ello ha entrado en la mayoría de las filogenias del género Homo.

Fragmentos de cráneo de Homo antecessor. (Foto: Bermúdez de Castro et al.)

"Estamos convencidos de que su aceptación será unánime cuando excavemos el nivel TD6 de Grand Dolina en Atapuerca (Burgos) en toda su extensión y dispongamos de varios centenares (quizá miles) de restos fósiles de la especie. La diagnosis será mucho más completa y convincente", afirma Bermúdez de Castro, coordinador del Programa de Paleobiología de Homínidos del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH) y autor principal del estudio que se publica en Quaternary International.
Como recuerda este investigador, en aquella publicación de 1997 no solo nombraron la nueva especie, sino que se atrevieron a proponer a Homo antecessor como el último ancestro común de los neandertales y de los humanos modernos. "Desde hacía pocos años, como se había aceptado la teoría del origen africano de nuestra especie, se buscaba poner nombre a ese último ancestro común, y con la información de que disponíamos y con la mayor honradez, pensamos que habíamos dado con él en la sierra de Atapuerca”, declara Bermúdez de Castro.
En estos 18 años se han ido estudiando los restos encontrados entre 1994 y 1996, así como los hallados entre 2003 y 2005, y con la información de la que ahora se dispone se puede confirmar que Homo antecessor tiene caracteres muy similares a los nuestros, así como un buen puñado de rasgos compartidos con los neandertales.
María Martinón-Torres, responsable del Grupo de Antropología Dental del CENIEH, indica que a este conjunto habría que añadir los caracteres primitivos compartidos con los especímenes más antiguos del género Homo y otros rasgos derivados y compartidos con los humanos de la Sima de los Huesos de Atapuerca y sus contemporáneos de Asia.
"La peculiar constelación de rasgos morfológicos ha dejado perplejos a propios y extraños. En este nuevo escenario, hemos tenido que realizar una nueva interpretación de la especie, que será confirmada o rechazada cuando tengamos ocasión de volver a excavar en TD6”, explica Martinón-Torres.
La especie Homo antecessor tiene una antigüedad confirmada de unos 850.000 años. Su presencia en el extremo más occidental de Europa resulta ser un hándicap para sostener que esta especie dio lugar de manera directa a Homo sapiens. Además, los genetistas parecen estar de acuerdo en que el último ancestro común de los neandertales y de los humanos modernos no puede tener más de medio millón de años, un dato incompatible con la antigüedad de Homo antecessor.
La prudencia lleva a proponer que los humanos de Gran Dolina fueron algo así como los “tíos carnales” del ancestro común, que para muchos se identifica con la especie Homo heidelbergensis. Los humanos de la sierra de Atapuerca habrían constituido un linaje propio, que tal vez tuvo su origen y su final en tierras europeas.
"No obstante, nuestras investigaciones y las de otros colegas revelan que hace alrededor de un millón de años existieron un padre y una madre, cuyos hijos evolucionaron para dar lugar a varias especies relacionadas con la nuestra. Entre ellas estarían los propios neandertales, los humanos de la Sima de los Huesos, los llamados Denisovanos, y tal vez otras especies o subespecies de Asia, que aún no han sido encontradas o nombradas", añade la investigadora.
Entonces, ¿dónde se sitúa a Homo antecessor? Dada su antigüedad solo caben dos alternativas: los humanos de la Gran Dolina representan a la hija mayor de esos padres todavía no nombrados, o son los propios padres que tuvieron una distribución muy amplia por buena parte del oeste de Eurasia.
"En cualquier caso, Homo antecessor ha cumplido su mayoría de edad y solo falta un poco de paciencia para encontrar esos miles de restos que aún esperan en el nivel TD6 de Gran Dolina", concluyen los científicos. (Fuente: CENIEH)

PECES DEPREDADORES DE HACE UNOS 242 MILLONES DE AÑOS

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Una investigación reciente revela que hace unos 242 millones de años existieron peces depredadores de dos especies que hasta ahora eran desconocidas. El equipo internacional de Heinz Furrer, de la Universidad de Zúrich en Suiza, ha descubierto las dos citadas especies de pez, del género Saurichthys, después de un análisis minucioso de restos fósiles que fueron hallados en el yacimiento paleontológico del Monte San Giorgio, en una zona suiza cercana a la frontera con Italia.

Reconstrucción del aspecto que probablemente tenía en vida un pez del género Saurichthys. (Imagen: Universidad de Zúrich / B. Scheffold)

Los peces del género Saurichthys fueron animales depredadores caracterizados por un cuerpo largo y delgado, y un hocico puntiagudo con numerosos dientes. Estos peces vivían en entornos marinos y de agua dulce por todo el mundo hace entre 252 y 201 millones de años, durante el período Triásico.
Las dos nuevas especies han recibido los nombres de Saurichthys breviabdominalis y Saurichthys rieppeli. Incluyendo los nuevos hallazgos, existen ahora seis especies de Saurichthys conocidas en la zona del Monte San Giorgio.
Ambas especies recién descubiertas tenían cuerpos con una longitud de entre 40 y 60 centímetros, y difieren de otras especies de Saurichthys en el cráneo y en la forma del cuerpo. Estas diferencias indican distintos estilos de caza y hábitats en zonas marítimas de poca profundidad. Esto permitió la coexistencia de múltiples especies. La capacidad de ocupar diversos nichos de hábitat y de alimentación pudo ser la responsable del éxito evolutivo de estos peces, tanto en la cuenca de Monte San Giorgio como globalmente.

LA METAMORFOSIS DE LAS ABEJAS OBRERAS

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Un vídeo de 60 segundos, elaborado por el fotógrafo Anand Varma, muestra la evolución de las abejas obreras desde que son pequeñas larvas hasta que a los 21 días alcanzan su forma definitiva y salen volando. Mientras se desarrollan, las crías sufren la amenaza de unos pequeños ácaros parásitos.

Las abejas, cerca de alcanzar su forma y color definitivos / Anand Varma

El fotógrafo Anand Varma, en colaboración con el laboratorio de abejas de la Universidad de California (EE UU), ha elaborado un vídeo en el que, a partir de la sucesión rápida de fotografías tomadas a lo largo del proceso, se muestran todas las fases en la metamorfosis de una abeja.
Al inicio se produce la eclosión del huevo, del que surge la larva trasparente e inquieta, casi siempre en movimiento. Durante los primeros días de su vida las crías permanecen encerradas en pequeñas celdas, donde van creciendo mientras son alimentadas con jalea real proporcionada por las abejas nodrizas.
A partir de los 25 segundos del vídeo, se puede apreciar la presencia de unos pocos ácaros invasores, llamados Varroa destructor, que se mueven alrededor de las celdas. Este pequeño parásito suele atacar a las crías, matándolas en varios casos.
Las abejas que no sufren el ataque de estos insectos continúan su evolución hasta que, a los 21 días de haber nacido, alcanzan su forma y color definitivos. Es entonces cuando abandonan las celdas y pueden volar libremente.     
Su vida posterior como adultas es bastante breve, aunque depende de la estación del año. En primavera y verano subsisten cerca de dos meses, mientras que en otoño e invierno llegan a entre tres y cuatro meses.   
En total, una colonia de abejas puede tener entre 40.000 y 75.000 obreras. Son las encargadas, entre otras tareas, de buscar alimento y proteger la colonia ante las amenazas del exterior.

Especie en descenso

Según alertan los científicos, el enjambre mundial de abejas ha sufrido un fuerte descenso en los últimos años. Uno de las principales causas son los nuevos pesticidas, que contienen componentes que les provocan síntomas similares a los del Alzheimer, haciendo que se desorienten al intentar regresar a la colmena.
Para comprender los cambios geográficos de este animal en nuestro país, científicos de la Universidad de Murcia elaboraron en 2008 un mapa detallado de la península ibérica, para lo que utilizaron un marcador mitocondrial.


EL CAMALEÓN PANTERA NO ES UNA ESPECIE, SINO ONCE

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La isla de Madagascar tiene una biodiversidad extraordinaria, pero en las últimas décadas sus bosques, así como su flora y fauna asociada, han estado sometidos a una gran presión.

Michel Milinkovitch

La rápida deforestación está afectando a los hábitats de cientos de especies, incluido el camaleón pantera, un animal con una espectacular variación de colores.
Hasta ahora se pensaba que era una única especie, Furcifer pardalis, pero un nuevo estudio revela que, en realidad, existen once especies diferentes de este carísmático y colorido camaleón. Todas son endémicas de la isla.
La investigación ha sido realizada por Michel Milinkovitch, profesor de genética, evolución y biofísica en la Universidad de Ginebra (Suiza), en colaboración con científicos de Madagascar.
Los resultados aparecen en el último número de la revista Molecular Ecology, en un artículo donde también se discute la urgente necesidad de proteger los ecosistemas de esta gran isla africana.

lunes, 25 de mayo de 2015

LA SELECCIÓN SEXUAL PROTEGE CONTRA LA EXTINCIÓN

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La competitividad entre los machos por aparearse con la hembra y la elección que hacen ellas del macho mejora la salud genética de la especie y compensa el hecho de que ellos no produzcan crías de manera directa. Esta es una de las conclusiones a las que ha llegado un estudio internacional en el que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España.

El grupo de escarabajos de la harina con mayor competencia entre machos superó mejor la endogamia. (Foto: CSIC)

El equipo de científicos, liderado por la Universidad de East Anglia (Reino Unido), tuvo un objetivo claro: “Quisimos entender por qué la selección evolutiva –que es de una eficiencia despiadada– permite la existencia de los machos, cuando un sistema en el que todos los individuos producen crías sin sexo, como ocurre en las poblaciones de hembras asexuales, sería mucho más eficaz para producir una mayor descendencia”, explica Brent Emerson, investigador del Instituto de Productos Naturales y Agrobiología (CSIC) y uno de los autores del estudio.
El trabajo, publicado en la revista Nature, confirma que la selección sexual mejora la salud genética de las poblaciones porque actúa como un filtro que elimina mutaciones genéticas nocivas, ayudando a la especie a prosperar y a evitar la extinción a largo plazo.
Los científicos llegaron a estas conclusiones después de investigar durante diez años la evolución de dos grupos de escarabajos Tribolium, también llamado escarabajo castaño de la harina. A lo largo de ese tiempo ambos grupos vivieron en las mismas condiciones controladas de laboratorio, sólo diferenciadas en la intensidad de la selección sexual.
Los resultados revelaron que el grupo con mayor selección sexual, con 90 machos y solo 10 hembras, mostró una aptitud evolutiva mayor y resistieron a la extinción hasta 20 generaciones después de que los investigadores empezaran a imponer condiciones de endogamia.
Por el contrario, la población en la que las hembras no pudieron elegir, al no haber competencia entre los machos, los problemas de salud aparecieron rápidamente cuando el parentesco entre las parejas empezó a estrecharse.
“El estudio apoya también la idea de que el sexo persiste como el método predominante de reproducción porque permite que actúe la selección sexual. En los casos en los que no hay reproducción sexual, las poblaciones acumulan mutaciones dañinas, que con el paso de las generaciones las acercan cada vez más a la extinción”, apunta Emerson.
Según el investigador, la selección sexual ayuda a eliminar más fácilmente esas mutaciones y “con ello las ayuda a persistir contra la amenaza de la extinción”, concluye el experto. (Fuente: CSIC)

LOS LADRIDOS CARACTERIZAN A LOS PERROS IGUAL QUE LA VOZ A LAS PERSONAS

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Una investigación del comportamiento canino demuestra que el sexo, la edad y el contexto en el que se encuentra el perro, así como el reconocimiento individual del mismo pueden efectuarse con un alto porcentaje de acierto por medio de métodos estadístico-computacionales de reconocimiento de patrones aplicados a sus ladridos.

Perro de la raza Mudi. (Foto: UPM)

Así lo revela el grupo de investigación Computational Intelligence Group (CIG) de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Informáticos de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), en España. en colaboración con una estudiante de veterinaria de la Universidad Alfonso X El Sabio, y el departamento de Etología de la Eötvös Loránd University de Budapest. Estos resultados podrían resultar de gran ayuda para organizaciones que necesitan identificar el estado del perro para el desarrollo de algunas tareas.
La comunicación canina ha sido un tema de investigación en etología durante la última década. La mayoría de los trabajos se han centrado en estudiar cómo los canes son capaces de entender diferentes formas de comunicación humana, por ejemplo a través de la visualización de gestos y el reconocimiento de la voz humana.
Ahora, el estudio, publicado en Animal Cognition, ha tenido como objetivo interpretar las señales acústicas obtenidas a partir de los ladridos de los perros cuando estos han sido sometidos a diferentes situaciones. Esta interpretación se efectúa desarrollando un sistema computacional basado en modelización estadística, que ha demostrado ser capaz de reconocer diferentes características propias del perro (sexo, edad, individuo, situación en la que se encuentra, etc.).
Los experimentos se llevaron a cabo en Budapest con ocho ejemplares –tres machos y cinco hembras– de la raza Mudi, originaria de Hungría, y que es utilizada como perro pastor. De cada uno de los ocho perros (con edades comprendidas entre uno y diez años) se registraron 100 ladridos.
El total de 800 ladridos se obtuvo al situar al perro en siete situaciones distintas: solo, en la cual el dueño del perro ató al mismo a un árbol; jugando con un balón; peleando, para la cual un humano actuó imitando un ataque al dueño del perro; recibiendo su ración de comida; jugando con el dueño; en compañía de una persona que resultaba extraña para el perro; y preparándose para salir de casa con el dueño. Cada uno de los 800 ladridos se caracterizó a partir de 29 mediciones acústicas.
Usando los distintos modelos computacionales obtenidos de los datos de la experimentación se pudo reconocer correctamente el sexo del perro en el 85,13% de las veces, mientras que la edad del mismo (recodificada como joven, adulto y viejo) se clasificó sin fallos en el 80,25% de las ocasiones.
En la tarea de identificar (de entre las siete posibles) la situación en la que se encontraba el animal se realizó con éxito en el 55,50% de las veces, mientras que el reconocimiento (de entre los 8 que participaron en el estudio) del ejemplar Mudi que se encontraba ladrando se hizo correctamente en el 67,63% de las ocasiones.
Este trabajo pone de manifiesto la riqueza y la relevancia biológica de la información contenida en los ladridos de los perros, y abre nuevas posibilidades en la investigación aplicada. Ejemplo de ello es la evaluación del comportamiento canino que es de gran importancia para distintas organizaciones, para las cuales el desarrollo de software con el que identificar el miedo, la angustia y el nivel de agresividad de un perro puede ser de gran ayuda. (Fuente: Universidad Politécnica de Madrid).

jueves, 21 de mayo de 2015

DESCUBREN CÓMO UNOS MICROBIOS ADQUIEREN ELECTRICIDAD PARA PRODUCIR METANO

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Unos científicos han resuelto un misterio duradero sobre los metanógenos, microorganismos únicos que generan metano a partir de electricidad y dióxido de carbono. En este nuevo estudio, llevado a cabo por el equipo de Jörg Deutzmann y Alfred Spormann, de la Universidad de Stanford en California, Estados Unidos, se ha demostrado por primera vez cómo los metanógenos obtienen electrones de superficies sólidas. El descubrimiento podría ayudar a los científicos a diseñar electrodos para “fábricas” microbianas que produzcan de manera sostenible gas metano y otros biocombustibles y sustancias útiles.

Unas colonias de microbios producen gas metano y otros compuestos valiosos en el laboratorio del profesor Alfred Spormann. El objetivo de la investigación es crear fábricas microbianas que conviertan electricidad y dióxido de carbono en biocombustibles renovables y otras sustancias químicas útiles y sostenibles. (Foto: Mark Shwartz, Precourt Institute for Energy, Stanford University)


Esas factorías tendrían grandes biorreactores donde los microbios producirían combustibles renovables y otras sustancias valiosas, usando para ello dióxido de carbono atmosférico (ayudando así a mitigar su acumulación climáticamente peligrosa en la atmósfera) y electricidad limpia procedente de energía solar o eólica.
Todo el proceso tendría un balance neutro de emisiones de carbono. Cuando el metano microbiano se quemase como combustible, el dióxido de carbono liberado tan solo estaría regresando a la atmósfera de donde provino. La combustión del gas natural, en cambio, libera carbono que ha estado atrapado bajo tierra durante millones de años.
Durante mucho tiempo, se ha venido creyendo que los metanógenos toman electrones directamente del electrodo. Pero en un estudio previo, el equipo de Deutzmann halló pruebas de que ciertas enzimas microbianas y otras moléculas podrían desempeñar también un papel importante. Desde la perspectiva de la ingeniería, existe una gran diferencia si hay que diseñar un electrodo para acomodar células microbianas grandes en vez de enzimas. Como las enzimas son más pequeñas, una cantidad de moléculas mayor que la de células se podría acomodar en el electrodo, si el sistema se diseña con esto en mente.
Para los experimentos de la nueva investigación el equipo de la Universidad de Stanford utilizó una especie de metanógeno llamada Methanococcus maripaludis. Ésta se cultivó en matraces equipados con un electrodo de grafito, que proporcionó un suministro continuo de electrones. Los microbios también fueron alimentados con dióxido de carbono gaseoso.
Como se esperaba, se formó gas metano dentro de los matraces, una clara indicación de que los metanógenos estaban asimilando los electrones y metabolizando el dióxido de carbono. Pero los investigadores detectaron una acumulación de gas hidrógeno.
El equipo repitió el experimento usando una variedad modificada genéticamente de M. maripaludis. Estos metanógenos mutantes tenían seis genes borrados de su ADN, de manera que ya no podían producir la enzima hidrogenasa, que los microbios necesitan para generar hidrógeno. Aunque los mutantes fueron cultivados en las mismas condiciones que los metanógenos normales, su producción de metano era notablemente más baja. Sin la hidrogenasa, la producción de metano se redujo a una minúscula parte. Esta fue una indicación contundente de que las enzimas productoras de hidrógeno estaban muy implicadas en la asimilación de electrones.
Pruebas adicionales sin células metanógenas confirmaron que la hidrogenasa y otras enzimas toman los electrones directamente de la superficie del electrodo. La célula microbiana en sí misma no está implicada en la transferencia.
Ahora que se ha averiguado por fin cómo exactamente toman los metanógenos la electricidad, se podrán rediseñar los electrodos convencionales de manera que las nuevas versiones sirvan para proporcionar más electrones a más microbios y a un ritmo más alto.

LAS HIENAS SABEN QUE EL AMIGO DE UN AMIGO ES MÁS FIABLE QUE ALGUIEN SIN REFERENCIAS

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El amigo de un amigo es más fiable que alguien sin referencias. Lo sabemos los humanos, y ahora en una nueva investigación se ha comprobado que las hienas manchadas también lo saben y que ponen en práctica esa filosofía.

Las hienas manchadas saben que el amigo de un amigo es más fiable que alguien sin referencias. (Foto: Amiyaal Ilany)

El hallazgo lo ha hecho el equipo de Amiyaal Ilany, un investigador que trabajó en este estudio desde el Instituto Nacional para la Síntesis Matemática y Biológica (NIMBioS), con sede en la Universidad de Tennessee en Knoxville, Estados Unidos, y que ahora está en la Universidad de Pensilvania, del mismo país.
Ilany y sus colegas recogieron más de 55.000 observaciones de interacciones sociales de hienas manchadas a lo largo de un período de 20 años en Kenia, haciendo de este estudio de dinámica de redes sociales uno de los más grandes hasta la fecha en especies no humanas.
Las hienas, que pueden alcanzar una edad de hasta 22 años, viven habitualmente en grupos grandes y estables conocidos como clanes, que están formados por más de 100 individuos.
Como animales socialmente sofisticados, estos depredadores son selectivos en sus elecciones sociales. Cuentan con amigos, y cuando necesitan la colaboración de alguien más prefieren a los amigos de sus amigos en vez de a cualquier otro miembro del clan, tal como han constatado los autores del estudio. También comprobaron que la agrupación del tipo en el que un individuo consigue lazos con amigos de amigos fue el factor que más a menudo influyó en la dinámica a largo plazo de la estructura social de las hienas manchadas.
Los rasgos individuales, como el sexo o el rango social, y los efectos medioambientales, como la cantidad de lluvia y la abundancia de presas, también importan, pero la capacidad de los individuos para formar y mantener lazos sociales en grupos que abarcan hasta los amigos de los amigos fue fundamental, según lo observado en la investigación.

¿QUÉ FORMA TENÍAN LAS PRIMERAS SERPIENTES?

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La serpiente primitiva probablemente era nocturna y depredadora silenciosa de vertebrados e invertebrados. Habitaba en los medios terrestres y contaba con una extremidad inferior formada por un par de patas con tobillos y pies con pequeños dedos. Así la describen científicos estadounidenses que han analizado 73 especies de serpientes y lagartos, vivos y extintos, para realizar un árbol genealógico completo que se remonta al primer antepasado de las serpientes.

Ilustración de la serpiente primitiva en la que aparecen sus extremidades inferiores. / BMC Evolutionary Biology

Con más de 3.400 especies en la actualidad, las serpientes muestran una gran diversidad en sus características y se encuentran en una amplia gama de hábitats tanto en la tierra como en el agua. Sin embargo, el origen de estos reptiles no estaba claro.
Ahora, investigadores de la Universidad de Yale (EE UU) demuestran en un estudio, que publica hoy la revista BMC Evolutionary Biology, que la anatomía de esta serpiente es una de las características que más llaman la atención: una extremidad inferior formada por un par de patas con tobillos y pies con pequeños dedos.
“No está clara la función de las extremidades posteriores que presentaba y que sus contemporáneas han perdido. Es probable que fueran poco más que restos vestigiales y no tuvieran ninguna función significativa de locomoción”, explica a Sinc Daniel Field, coautor del estudio.
Según los investigadores, el origen más probable de estos reptiles se encuentra en los ecosistemas forestales del antiguo supercontinente de Laurasia (que se dividió posteriormente en Eurasia y América del Norte), hace 128,5 millones de años. Este periodo del Cretácico Inferior coincide con una etapa de aparición rápida de muchas especies de aves y mamíferos.

Un animal nocturno

El trabajo recalca además otra característica importante: las primeras serpientes tenían hábitos nocturnos. Daniel Field subraya que mientras que muchos reptiles ancestrales eran más activos durante el día, la serpiente ancestral habría sido nocturna.
“Cuando hicimos las reconstrucciones basadas en la comparación de rasgos a través de fósiles y especies vivas descubrimos que las serpientes desarrollaban la mayor parte de su actividad durante la noche”, apunta el experto.
Los hábitos diurnos llegaron más tarde cuando las temperaturas más frías de la noche empezaron a limitar la actividad de las serpientes. Según el estudio, esto sucedió con la aparición de las colubroideas –la familia de serpientes que ahora representan a más del 85% de las especies vivas–  hace entre 50 y 45 millones de años. 
Los investigadores señalan que el éxito de la historia evolutiva de las serpientes se debe en parte a sus habilidades como dispersoras. Las serpientes pueden ocupar rangos 4,5 veces más grandes que los lagartos y en ambientes muy dispares. 

El mayor árbol genealógico de las serpientes

Para conocer a la primera serpiente, los investigadores construyeron un árbol genealógico de las familias de serpientes y algunos lagartos cercanos evolutivamente a estas, identificando las similitudes y diferencias de 73 especies.
“Empleamos un enfoque de vanguardia, donde se analizaron las secuencias de ADN y los datos anatómicos de las serpientes vivas de forma simultánea con la anatomía de los fósiles de serpientes”, cuenta Field.
El resultado final es un árbol genealógico que ilustra las interrelaciones evolutivas entre los principales grupos de serpientes. El investigador estadounidense concluye que este estudio, además de ayudar a entender mucho más sobre el origen de las serpientes, “reabre la reflexión sobre el significado de que las serpientes sean tanto amadas como temidas por los humanos a lo largo de la historia”.

Referencia bibliográfica: 

Hsiang et al. “The origin of snakes: revealing the ecology, behavior, and evolutionary history of early snakes using genomics, phenomics, and the fossil record”.  BMC Evolutionary Biology (2015) 15:87 DOI 10.1186/s12862-015-0358-5

lunes, 18 de mayo de 2015

LA DIFERENCIA DE TAMAÑO ENTRE EJEMPLARES DE UNA MISMA ESPECIE, CLAVE DEL ÉXITO INVASOR


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Las especies de mamíferos cuyos ejemplares muestran entre sí más diferencias en su tamaño corporal en edad adulta tienen más probabilidades de persistir en una región nueva y convertirse en invasoras. Esta es una de las principales conclusiones de un trabajo liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España, que aparece publicado en el último número de The American Naturalist. Los resultados son útiles para predecir y prevenir futuros problemas con la introducción de especies.


Variabilidad del tamaño en Oryctolagus cuniculus (conejo europeo, arriba) y Lepus europaeus (liebre europea, abajo). (Foto: Héctor Garrido)

Los científicos han tratado de identificar características generales que permitan clasificar especies como probables invasoras. “Para mejorar nuestra capacidad de detectar posibles invasoras es necesario ir más allá del estudio de características promedio y considerar también la variabilidad entre individuos”, explica la investigadora del CSIC en la Estación Biológica de Doñana Manuela González Suárez.
Desde el momento en que el hombre empezó a descubrir y conquistar nuevos continentes, llegaron animales y plantas a regiones donde no habían estado antes. “La mayoría de estas especies exóticas desaparecieron rápidamente, pero otras se establecieron e, incluso, se expandieron, convirtiéndose en especies invasoras que pueden ocasionar grandes daños económicos y ambientales. Por ejemplo, en Australia, los conejos fueron introducidos desde Europa y han devastado grandes áreas de tierras fértiles, causando millones de dólares en daños a cultivos cada año y la extinción de especies nativas. En Europa se conocen unas 13.000 especies invasoras, que generan más de 12 millones de euros en daños anualmente”, asegura González Suárez.
Según los investigadores, que han analizado más de 500 introducciones de mamíferos exóticos por todo el mundo (97 especies en total), la variabilidad puede ser sinónima de éxito a la hora de persistir porque significa mejor adaptación a distintos ambientes.
“Además, entender por qué algunas especies tienen más probabilidades de persistir que otras cuando son introducidas puede ayudar a mejorar las reintroducciones de especies en peligro de extinción”, señala la investigadora del CSIC. (Fuente: CSIC/DICYT)

EL PEZ LUNA REAL CALIENTA TODO SU CUERPO PARA NADAR MEJOR POR AGUAS FRÍAS

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La capacidad para calentar internamente todo el cuerpo es lo que distingue a mamíferos y aves de los peces. Hasta ahora, solo algunos depredadores, como el atún, habían demostrado la capacidad de calentar ciertos músculos y órganos durante la persecución de sus presas, pero tenían que volver a la superficie para aumentar la temperatura del resto de su organismo. Un nuevo estudio revela que el pez luna real genera calor en su interior para calentar todo su cuerpo de manera continuada, lo que le permite desplazarse de manera eficaz por aguas frías y profundas.

Un ejemplar Lampris guttatus, capturado durante el estudio en aguas de California (EE UU). / NOAA Fisheries/Southwest Fisheries Science Center

Con un tamaño similar a la de un gran neumático, el pez luna real (Lampris guttatus) habita en todos los océanos del mundo a más de 45 metros de profundidad en frías y oscuras aguas, en las que se mueve agitando rápidamente sus aletas pectorales. Los peces que nadan en estas aguas deberían ser lentos e inactivos para conservar su energía y tender emboscadas a sus presas en lugar de perseguirlas.
Un equipo de científicos de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés) revela que el pez luna real calienta su cuerpo entero con el aleteo constante, acelerando su metabolismo, sus movimientos y sus tiempos de reacción. Para los investigadores se trata del primer pez con sangre caliente circulando por todo su cuerpo, como ocurre con mamíferos y aves.
“El hecho de descubrir un pez capaz de calentarse a pesar de la temperatura de su medio cambia nuestra manera de pensar sobre la habilidad de los peces y otros organismos para mantener el calor en sus cuerpos”, señala a Sinc Nicholas Wegner, biólogo en el Southwest Fisheries Science Center de la NOAA y autor principal del estudio que publica Science.
Según Wegner, Lampris guttatus aumenta principalmente la temperatura de su cuerpo a través del constante aleteo de sus aletas pectorales.
“Los músculos usados para mover estas aletas generan calor”, indica el investigador estadounidense, quien añade que este pez posee unos vasos sanguíneos especializados en sus branquias que forman intercambiadores de calor a contracorriente que minimizan la pérdida de este calor al agua cuando el pez respira.
El científico se percató de que el diseño del tejido de las agallas era inusual. El pez luna real logra calentarse gracias a la presencia de una red de vasos sanguíneos sumamente compactos, que usa la sangre de las venas una vez caliente tras el funcionamiento muscular para aumentar la temperatura de la sangre arterial oxigenada en las agallas.
Este mecanismo, apilado en capas que intercambian calor y a su vez aislado con tejido conectivo graso dentro de los arcos de las agallas, protege así al sistema contra la pérdida de calor. Equipado con un corazón y cerebro calientes, el pez puede desplazarse por aguas frías y profundas de forma semejante a la de los depredadores muy eficientes, como el atún.

El pez ve mejor y nada más rápido

El equipo de investigación recogió los datos de las temperaturas del pez luna real capturado durante el estudio. Los resultados revelan que las temperaturas del cuerpo del pez estaban de manera regular más calientes que las de las aguas de su entorno.
Además, la monitorización de la temperatura durante la sumersión del pez demostró que el calor se mantenía, incluso si la temperatura del agua descendía bruscamente. Según el trabajo, el pez tenía de media una temperatura muscular de unos 5 ºC por encima de las aguas mientras nadaba de 45 a 300 metros de profundidad.
Una de las ventajas del calentamiento constante del pez se aprecia en una mejora de su rendimiento. “Una región craneal caliente le permite incrementar las tasas de reacción y la resolución visual. Esto es importante cuando estos peces buscan comida en las frías y profundas aguas, donde pasan la mayoría de su tiempo”, recalca Wegner.
Muy pocos peces son capaces de calentar ciertas partes de cuerpo, como la musculatura o el cerebro y los ojos. Es el caso del atún, el pez espada o algunos tiburones que usan estas adaptaciones para sumergirse en frías aguas y cazar presas. “Sin embargo, estos peces tienen que volver a la superficie para calentar el resto de su cuerpo, incluido el corazón, que queda a temperatura ambiente”, subraya el biólogo.
El pez luna real es el único pez conocido capaz de mantener su corazón caliente para mantenerse en las profundidades evitando así los viajes regulares hasta la superficie para calentarse. Al poder calentar todo su cuerpo, el pez se convierte en un predador muy activo que caza presas ágiles como los calamares. Además, puede migrar durante largas distancias.
“Este tipo de hallazgos nos permiten entender el papel que desempeñan diferentes especies en el medio marino, y cómo sus adaptaciones fisiológicas únicas les ayudan a sobrevivir”, concluye Wegner.

Referencia bibliográfica:

N.C. Wegner et al. “Whole body endothermy in a mesopelagic fish, the opah, Lampris guttatus” Science 348(6236) 15 de mayo de 2015

miércoles, 13 de mayo de 2015

RECONSTRUYEN LA VIDA DE UNO DE LOS ‘HOMO SAPIENS‘ MÁS ANTIGUOS DE ASIA

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¿Cómo era la vida de un hombre solitario hace 40.000 años? Esto es lo que revela el estudio de los restos óseos de uno de los Homo sapiens más antiguos encontrados en Asia oriental. En concreto, la investigadora del Museo Nacional de Ciencias Naturales, Yolanda Fernández Jalvo, ha reconstruido cómo vivió y murió el hombre de Tianyuandong.

Detalle del exterior de la cueva donde se aprecia la estructura laminada de la caliza. / MNCN-CSIC

A través del análisis tafonómico –rama de la paleontología que estudia los proceso formación de los fósiles–, un artículo liderado por la  investigadora del Museo Nacional de Ciencias Naturales, Yolanda Fernández Jalvo, reconstruye qué le pasó al hombre de Tianyuandongo, un Homo sapiens de hace 40.000 años.
Según la científica, “investigar y contar la vida y la muerte de alguien que habitó el planeta hace 40.000 años, además de ser una labor detectivesca, nos ayuda a comprender cómo vivieron nuestros antepasados”. El artículo lo publica la revista Journal of Human Evolution.
El hombre de Tianyuandong fue descubierto en una cueva cercana a un curso de agua. Los huesos han revelado que este hombre, que tenía alrededor de 50 años, sufría lesiones patológicas en las manos, además de problemas en las cervicales, que muy posiblemente le impedían tallar piezas líticas. De hecho, pese a que a menos de 6 km hay rocas de cuarzo y sílex, este hombre ni las buscó ni las llevó a la cueva.
“Sin embargo, los problemas motores que sufría no le impidieron sobrevivir gracias a la carroña y a la caza de pequeños animales que pudo descarnar usando la roca madre de la cueva donde vivía. Aún hoy puede verse que la caliza rompe por meteorización dando lugar a lascas naturales, muchas de ellas con un filo útil”, explica Fernández Jalvo.
La base de la investigación ha sido la asociación entre los huesos de la fauna encontrados en la cueva, la mayoría ciervos de unos 60 kilos, y de los restos humanos. Los primeros están muy rotos frente a la escasa fragmentación que muestra el esqueleto humano. “En los huesos de los ciervos hemos detectado cortes de filos de piedra caliza para separar la carne y roturas para extraer la médula”, continua Fernández Jalvo.

Una muerte accidental

La ubicación del esqueleto, en un recodo de la cueva, los golpes y contusiones en la superficie del esqueleto humano y el hecho de que muchas de las fracturas sean post-mortem, indica que, muy probablemente, la muerte del individuo se produjera por caídas de bloques que además mantuvieron los restos ocultos a los carroñeros.
El hombre de Tianyuandong fue encontrado en 2001 en una pequeña cueva cercana al complejo kárstico de Zhokoudian, un referente en paleoantropología que ha proporcionado abundantes restos humanos de diferentes edades. Durante unos trabajos de prospección que llevaba a cabo la compañía china Tianyuan Tree Farm, los trabajadores descubrieron un esqueleto humano oculto bajo lo que parecían derrumbes de rocas, en un recodo de la cueva.
El análisis de los fósiles determinó que se trataba de un Homo sapiens que, según la datación por carbono 14, vivió hace unos 40.000 años, es decir, uno de los fósiles más antiguos de nuestra especie encontrados en Asia oriental.
“Descubrir el fósil  de un individuo aislado, junto a  abundantes restos de fauna y ubicado en un recodo de una cueva en la que tampoco se encontraron herramientas líticas, dio pie a diversas teorías. Se planteaba desde que hubiera sido víctima de prácticas caníbales o comida de carnívoros, hasta que se tratara de un rito funerario”, comenta la investigadora del MNCN. “Nuestra investigación dio un giro a todas estas hipótesis y mostró otra historia, da pruebas de cómo logró sobrevivir a pesar de sus problemas para moverse y de que su muerte fue accidental”, concluye.

Referencia bibliográfica:

Fernández-Jalvo Y., Andrews P. y Tong H. (2015) Taphonomy of the Tianyuandong human skeleton and faunal remains. Journal of Human Evolution. DOI: 10.1016/j.jhevol.2015.03.010.

DESCUBREN NUEVOS ORGANISMOS COLONIALES MARINOS EN MADEIRA

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La isla portuguesa de Madeira es considerada un punto caliente de diversidad de briozoos, organismos coloniales principalmente marinos. Sin embargo, no se había empezado a documentar la fauna de estos pequeños animales hasta hace poco. Ahora, un equipo de científicos españoles y portugueses ha descubierto dos nuevas especies de briozoos y otra que, hasta el momento, solo se había encontrado en aguas de Rio de Janeiro (Brasil).


Favosipora purpurea, una de las nuevas especies de briozoos descubierta en la isla de Madeira. / Javier Souto et al.

En la actualidad, en Madeira se conocen unas 140 especies de briozoos, por lo que algunos autores consideran la isla como un punto caliente de diversidad de este grupo zoológico. Pero la mayor parte del conocimiento que se tiene de los animales de esta zona proviene de trabajos realizados por investigadores ingleses de finales del siglo XIX y principios del XX.
En los últimos años, la aplicación de técnicas de estudio más modernas, así como el uso de microscopía electrónica, han permitido un análisis más detallado de la diversidad de estos organismos al distinguir mejor entre especies. Con esta tecnología los investigadores son capaces de comparar en la mayoría de los casos el material recogido ahora con material de colecciones antiguas.
Gracias a estos nuevos métodos, científicos de diversos centros españoles y portugueses han analizado las muestras de rocas colonizadas por estos organismos a 11 metros de profundidad y recogidas en agosto de 2013 al sur de la isla. Los resultados, publicados en la revista Zootaxa, revelan el hallazgo de dos nuevas especies: Favosipora purpurea y Rhynchozoon papuliferum.
“En este trabajo, no solo se describen dos especies de briozoos nuevas para la ciencia, sino que también se vuelve a describir seis especies ya conocidas en la isla de Madeira, y una especie que se consideraba endémica del Brasil y ha sido encontrada por primera vez fuera de estas aguas”, informa a Sinc Javier Souto, investigador asociado a la Universidad de Viena y al departamento de Zoología y Antropología Física de la Universidad de Santiago de Compostela (USC).
Para llegar a estas conclusiones, el equipo estudió material recolectado por los propios investigadores y muestras recogidas a finales del siglo XIX y conservadas en el Museo de Manchester (Reino Unido). “Así pudimos comprobar que todo este material correspondía a una especie nunca descrita anteriormente, a la que llamamos Rhynchozoon papuliferum”, indica Souto.
Según el biólogo, el nombre está relacionado con la morfología de las avicularias (zooides especializados en la defensa) en forma de papilas, “detalle que el científico británico A. W. Waters –y que da nombre a la colección de briozoos en el museo inglés– ya había detectado en 1909 pero esta característica no le llevó a describir una nueva especie”, explica el investigador español.
Por otro lado, Favosipora purpurea, que adopta el nombre por el color de las colonias, representa la primera especie perteneciente a este género descrita en el océano Atlántico, y que antes solo se conocía del Pacífico e Índico. En cuanto a sus características, es más o menos circular con un diámetro de dos centímetros.

Redescubriendo los briozoos

“Los briozoos son uno de los organismos incrustantes más importantes del bentos marino, y que muchas veces pasan desapercibido por su pequeño tamaño”, destaca el autor. Actualmente se conocen unas 6.000 especies en el mundo, pero se estima que pueden existir alrededor de 11.000 especies.
Estos animales forman colonias que van desde los pocos milímetros a grandes colonias de hasta un metro y pueden estar formadas desde unos pocos zooides hasta miles de ellos, con una morfología y función dentro del grupo muy variable de unas especies a otras.
“Esta variabilidad morfológica es la que se usa para distinguir unas especies de otras. Para observar esta variabilidad se hace necesario trabajar con microscopía electrónica de barrido, lo que permite su correcta identificación”, señala Souto. La investigación ha permitido además volver a describir seis especies previamente registradas en la isla portuguesa, de las que la tecnología ofrece nuevos datos e imágenes.
Este trabajo se ha llevado a cabo en el marco de un proyecto de monitorización de especies, cuyo objetivo es conocer la diversidad y detectar las especies introducidas por la actividad humana en la isla de Madeira. La iniciativa se inició en 2013 por Joao Canning Clode, investigador en la Estación de Biología Marina de Funchal (Madeira), entre otros centros.

Referencia bibliográfica:

Souto, Javier; Kaufmann, Manfred J.; Canning-Clode, Joao. “New species and new records of bryozoans from shallow waters of Madeira Island” Zootaxa 3925(4): 581-593 Marzo de 2015

LOS BABUINOS PASAN MÁS TIEMPO CON LOS DE SU MISMA EDAD Y ESTATUS

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Una nueva investigación asegura que los babuinos que viven dentro de un mismo grupo pasan más tiempo con aquellos congéneres que presentan características similares. Es decir, se relacionan preferentemente con individuos de su misma edad, rango e incluso ‘personalidad’. Esta preferencia se conoce como homofilia o "amor a los iguales".

Un grupo de babunios acicalándose. / Alecia Carter

Un equipo de investigadores dirigido desde la Universidad de Cambridge (Reino Unido) y la organización benéfica internacional de conservación de la Sociedad Zoológica de Londres, asegura que los babuinos chacma (Papio cynocephalus ursinus) optan por pasar más tiempo con ejemplares de su misma edad, estatus y personalidad dentro de un grupo. El trabajo se publica en la revista Royal Society Open Science.
"Dentro de sus grandes redes de manadas, con el tiempo, sus preferencias sociales se dictan generalmente por la edad, el rango, la personalidad y así sucesivamente", asegura Alecia Carter, coautora del estudio en el departamento de Zoología de la Universidad de Cambridge. "Esto pasa con los seres humanos todo el tiempo –añade el científico–, salimos con personas que tienen los mismos ingresos, religión, educación, etc. En esencia, igual que los babuinos".
Los expertos creen que esto podría ejercer de barrera para la transferencia de nueva información social a la manada en general, ya que una investigación previa –realizada por estos mismo investigadores sobre babuinos de la misma edad y personalidad– confirmaba que los animales más jóvenes y audaces son también más propensos a ser generadores de información: resuelven problemas nuevos sobre búsqueda de comida.
Dado que este tipo de ejemplares pasan mucho de su tiempo en compañía de sus semejantes en edad y estatus, los investigadores opinan que existe riesgo de que la información adquirida pueda terminar confinada exclusivamente a otros ‘generadores de información’, lo que disminuye la probabilidad de que los nuevos conocimientos se difundan a todo el grupo de babuinos.

Las redes sociales de los babuinos

Los científicos siguieron a dos grupos de babuinos, desde el amanecer hasta el anochecer, en el Parque Natural Tsaobis de Namibia (África), durante varios meses entre 2009 y 2014, para observar sus patrones de comportamiento. Este estudio es el primero en controlar las estructuras de redes sociales de babuinos en un período largo de tiempo.
Para conocer el grado de 'audacia' de los babuinos de estas dos manadas, los investigadores plantaron alimentos desconocidos –huevos duros y pequeños panecillos teñidos de rojo o verde– en el borde de los caminos por los que se movían los grupos.
Después, midieron el tiempo que dedicó cada grupo en investigar los nuevos productos y observaron si se los comieron. Así podrían determinar una escala de audacia de los babuinos.
"Nuestro análisis es el primero en sugerir que los babuinos más audaces y más tímidos son más propensos a asociarse con otros que comparten este rasgo de la personalidad", afirma Guy Cowlishaw de la Sociedad Zoológica de Londres, coautor del estudio. "Estudios previos en otros animales, desde el chimpancé al pez guppy, sugieren que el tiempo que pasan en compañía de aquellos que tienen personalidades similares promueve la cooperación entre los individuos", subraya.
La razón por la cual los babuinos demuestran este 'amor a los iguales' o homofilia no es clara, pero podría ser un rasgo hereditario, según los autores.
Carter señala además que otro rasgo propio de los babuinos chacma macho es cometer infanticidio, matando a los bebés de sus rivales. “Las hembras tratan de evitarlo siendo tan promiscuas como sea posible para confundir la identidad paterna, de manera que a los machos les resulta más difícil saber si están matando a la descendencia de un rival o la suya propia", concluye.

Referencia bibliográfica:

Alecia J. Carter et al. "Phenotypic assortment in wild primate networks: implications for the dissemination of information" Royal Society Open Science, mayo de 2015.

jueves, 7 de mayo de 2015

¿CÓMO LA ABEJA REINA EVITA EL PROBLEMA DE LA ENDOGAMIA EN SU COLMENA?

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Como otros insectos sociales, las abejas viven en colonias integradas principalmente por miembros de la casta obrera muy emparentados entre sí. Una alta diversidad genética entre las obreras es importante para la supervivencia de toda la colonia. Existen varias teorías sobre el por qué: por ejemplo, una fuerza de trabajo genéticamente variada está mejor equipada para desempeñar las diversas tareas necesarias en la colonia, y las colonias con gran diversidad genética tienden a ser menos susceptibles a enfermedades capaces de afectar a un amplio número de individuos. Pero, ¿cómo puede la reina, la única hembra fértil de la colonia, prevenir o mitigar la endogamia, manteniendo así la suficiente variación genética en la colmena?

El equipo de Matthew Webster y Andreas Wallberg en la universidad de Upsala ha estudiado la recombinación en abejas. (Foto: Petra Korall)

El equipo internacional de Matthew Webster y Andreas Wallberg, de la Universidad de Upsala en Suecia, han estudiado cómo se esquiva el problema.
La abeja reina lo resuelve de dos maneras. Una es a través de la poliandria. Se aparea con montones de zánganos (machos de abeja) y utiliza su esperma para fertilizar los huevos de forma aleatoria, de manera que las obreras a menudo son de padre diferente. La segunda es a través de tasas extremadamente altas de recombinación.
La recombinación, o entrecruzamiento, sucede cuando los espermatozoides y los óvulos se forman y se intercambian segmentos de cada par de cromosomas. Este proceso desempeña un papel crucial en el mantenimiento de la variación genética.
Secuenciando todo el genoma de 30 abejas africanas, el equipo de investigación ha podido estudiar la recombinación a un nivel de detalle que no era posible anteriormente. La frecuencia de recombinación en la abeja es más alta que la medida en cualquier otro animal y es más de 20 veces más alta que en los humanos.
Las tasas extremas de recombinación encontradas en la abeja parece que son cruciales para su supervivencia.
Los resultados de la investigación se han hecho públicos a través de la revista académica PLOS Genetics. La referencia del trabajo es la siguiente: Webster et al (2015) Extreme Recombination Frequencies Shape Genome Variation and Evolution in the Honeybee, Apis mellifera. PLOS Genetics, DOI: 10.1371/journal.pgen.1005189

DESCUBIERTO EL ESLABÓN PERDIDO EN LA EVOLUCIÓN DE LAS CÉLULAS COMPLEJAS

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Un equipo de investigación, dirigido por la Universidad de Uppsala (Suecia), presenta el descubrimiento de un nuevo microbio, Lokiarchaeota, que representa un eslabón perdido en la evolución de la vida compleja. El trabajo proporciona además una nueva comprensión de cómo, hace miles de millones de años, los tipos de células complejas que comprenden plantas, hongos, animales y seres humanos, evolucionaron a partir de los microbios sencillos.

Imagen de un campo de fumarolas hidrotermales a lo largo del Ártico, en los sedimentos marinos cerca de donde se encontró 

Las células son la base de la vida en nuestro planeta. Sin embargo, mientras que las de las bacterias y otros microbios son pequeñas y sencillas, toda la vida visible –incluidos los seres humanos– se componen por lo general de células grandes y complejas.
El origen de estos tipos de células complejas ha sido durante mucho tiempo un misterio para la comunidad científica. Ahora, investigadores de la Universidad de Uppsala en Suecia, en colaboración con la Universidad de Bergen (Noruega), han descubierto un nuevo grupo de microorganismos, al que han denominado Lokiarchaeota (o Loki para abreviar), que representa un eslabón perdido en la transición evolutiva de las células simples a las complejas. El estudio se publica en la revista Nature.
"El enigma del origen de la célula eucariota es muy complicado. Esperábamos que Loki revelara algunas piezas más de este rompecabezas, pero cuando obtuvimos los primeros resultados, no podíamos creer lo que veíamos. Los datos simplemente eran espectaculares", dice Thijs Ettema del departamento de Biología Celular y Molecular de la Universidad de Uppsala.
En la década de 1970, el biólogo Carl Woese descubrió un nuevo grupo de microorganismos, las arqueas, y demostró que éstos representan una rama separada en el Árbol de la Vida, un hallazgo que sorprendió a la comunidad científica de la época.
A pesar de que las células de arqueas eran simples y pequeñas, como las bacterias, los investigadores descubrieron que estaban estrechamente relacionadas con los organismos de células complejas, un grupo conocido colectivamente como eucariotas.
"Mediante el estudio de su genoma, encontramos que Loki representa una forma intermedia entre las células simples de los microbios, y los tipos de células eucariotas complejos", añade Ettema.
Cuando los científicos colocaron a Loki en el árbol de la vida, confirmaron esta idea. "Loki formó un grupo bien consolidado con los eucariotas en nuestros análisis", dice Lionel Chico, otro de los científicos involucrados en el estudio de la Universidad de Uppsala.

Escondido en el Castillo de Loki

El nombre Lokiarchaeota se deriva del entorno hostil cerca de donde se encontró, el Castillo de Loki, un sistema de ventilación hidrotermal ubicado en la Cordillera del Atlántico, entre Groenlandia y Noruega, a una profundidad de 2.352 metros.
"Las fuentes hidrotermales son sistemas volcánicos situados en el fondo del océano. El lugar donde se hallaba Loki estaba fuertemente influenciado por la actividad volcánica, pero en realidad tiene una temperatura bastante baja", apunta Steffen Jørgensen de la Universidad de Bergen, que participó en la toma de las muestras.
Según afirma Anja Spang, investigadora del departamento de Biología Celular y Molecular de la Universidad de Uppsala: "Hemos encontrado que Loki comparte muchos genes exclusivamente con eucariotas, lo que sugiere que la complejidad celular surgió en una etapa temprana en la evolución de dicho eucariotas".
"Los ambientes extremos generalmente contienen una gran cantidad de microorganismos desconocidos, a los que nos referimos como la materia oscura microbiana", continúa Jimmy Sierra, también de la Universidad de Uppsala.
Al explorar la materia oscura microbiana con nuevas técnicas de genómica, Thijs Ettema y su equipo esperan encontrar más pistas sobre cómo han evolucionado las células complejas. 
"En cierto modo, estamos empezando. Todavía hay mucho por descubrir, y estoy convencido de que nos veremos obligados a revisar los libros de texto de Biología con más frecuencia en un futuro cercano", concluye Ettema.

Referencia bibliográfica:

Thijs J. G. Ettema et al. "Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes"Nature doi:10.1038/nature14447

LOS ANTEPASADOS DE LOS PÁJAROS VIVIERON HACE 130 MILLONES DE AÑOS

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Investigadores chinos y australianos han descubierto dos fósiles de una nueva especie, Archaeornithura memmanae, del Cretácico inferior –hace 130,7 millones de años–. Se trata de los restos más antiguos de la familia de Ornithuromorphas, los antepasados de los pájaros actuales. Estos ejemplares conservan sus plumas casi de forma completa.

Recreación de Archaeornithura memmanae. / Zonda Zhang

Un equipo multidisciplinar de paleontólogos y biólogos de China y Australia han hallado dos fósiles de una nueva especie de aves del Cretácico, a la que han bautizado como Archaeornithura meemannae. Se trata de los especímenes más antiguos de Ornithuromorpha, el grupo del que descienden las aves actuales.  
“Este nuevo descubrimiento extiende el período de vida de Ornithuromorphas entre cinco y seis millones de años, lo que hace retroceder hasta el Cretácico inferior la época en la que se produjo la divergencia de los primeros linajes de aves“, destacan los investigadores.
Según la descripción del estudio, publicado en la revista Nature Communications, estos animales tenían un plumaje que les cubría casi todo el cuerpo y poseían una anatomía que les permitían maniobrar durante el vuelo.
La longitud de las patas y la ausencia de plumas en el tibiotarso  –hueso entre el fémur y el tarsometatarso en la pata de un ave– indica que estas les servían como zancos para poder vivir en el agua, lo que concuerda con las características de otros fósiles similares.  
La descripción de estos rasgos permite clasificar a la nueva especie dentro de la familia de las Hongshanornithidae, formada por pequeñas aves acuáticas vadeadoras de patas largas, en proporción al tamaño de las alas.

Holotipo de Archaeornithura meemannae. / Wang et al., Nature Communications

Un salto en el tiempo de cinco millones de años
   
Los restos fueron extraídos del segundo depósito de fósiles de ave más antiguo del mundo, localizado en la cuenca de Sichakou, al noreste de China.
El análisis estratigráfico y radiométrico de los estratos geológicos fue lo que permitió datar a esta especie hace 130,7 millones de años, en el Cretácico inferior. Los anteriores fósiles de esta rama evolutiva eran de hace 125 millones de años. 
Aunque en los últimos años “se han producido importantes avances”, los fósiles del Mesozoico (época fechada hace 252 y 66 millones de años) son muy extraños y se sabe muy poco sobre la historia evolutiva de los antepasados de los pájaros actuales. 
Se estima que Ornithuromorphas representaba la mitad de las especies de aves de este período. El otro clado más abundante, el de los Enantiornithes, desapareció durante la extinción del Cretácico-Terciario, hace 66 millones de años.

Referencia bibliográfica:

Wang, M. et al. “The oldest record of ornithuromorpha from the early cretaceous of China”. Nature Communications. DOI: 10.1038/ncomms7987

domingo, 3 de mayo de 2015

LA QUÍMICA DE LAS FUMAROLAS HIDROTERMALES DEL FONDO MARINO PUEDE EXPLICAR EL ORIGEN DE LA VIDA

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Las fumarolas del fondo marino pudieron producir espontáneamente las moléculas orgánicas necesarias para la vida, según una nueva investigación. El estudio muestra cómo las superficies de las partículas minerales dentro de las fumarolas hidrotermales tienen propiedades químicas similares a las de las enzimas, las moléculas biológicas que gobiernan las reacciones químicas en los seres vivos. Esto significa que las fumarolas hidrotermales son capaces de crear moléculas simples basadas en el carbono, como el metanol y el ácido fórmico, a partir de dióxido de carbono (CO2) disuelto en el agua.

Una fumarola hidrotermal submarina frente a la costa de Nueva Zelanda. (Foto: New Zealand-American Submarine Ring of Fire 2005 Exploration; NOAA Vents Program)

El descubrimiento, hecho por el equipo de Nora de Leeuw y Nathan Hollingsworth, del University College de Londres en el Reino Unido, explica cómo algunos de los “ladrillos” esenciales de la química orgánica estaban ya siendo formados en la naturaleza antes de que surgiera la vida, y pudieron por tanto ejercer un papel crucial en la aparición de las primeras formas de vida.
El equipo combinó experimentos de laboratorio con simulaciones por supercomputadora para investigar las condiciones bajo las cuales las partículas minerales catalizarían la conversión del CO2 en moléculas orgánicas. Los resultados indican que las superficies y las estructuras cristalinas dentro de estas fumarolas hidrotermales actúan como catalizadores, promoviendo cambios químicos en el material que se deposita en ellas. Se comportan de forma muy parecida a como lo hacen las enzimas en los organismos vivos, rompiendo los enlaces entre los átomos de carbono y oxígeno. Esto los lleva a combinarse con el agua para producir ácido fórmico, ácido acético, metanol y ácido pirúvico. Una vez se forman sustancias orgánicas simples como estas, se abre la puerta a una química orgánica más compleja.
Las teorías sobre el surgimiento de la vida sugieren que una química orgánica cada vez más compleja llevó hasta las moléculas autorreplicantes, y, finalmente, a la aparición de las primeras formas de vida celular. Esta investigación muestra cómo pudo acaecer uno de los primeros pasos en este viaje. Es la prueba de que se pueden sintetizar moléculas orgánicas simples en la naturaleza sin que estén presentes organismos vivos. También confirma que las fumarolas hidrotermales son un escenario plausible para al menos una parte de este proceso.
El estudio podría asimismo tener aplicaciones industriales prácticas, ya que proporciona un método para crear sustancias orgánicas a partir del CO2, sin la necesidad de recurrir a valores extremos de temperatura y presión. Esto podría, a largo plazo, reemplazar al petróleo como materia prima para productos como plásticos, fertilizantes y combustibles. Este estudio muestra, aunque a muy pequeña escala, que tales productos, que se producen actualmente a partir de materias primas no renovables, podrían ser generados a través de vías más respetuosas con el medio ambiente. Si el proceso puede ver aumentada su escala hasta un nivel comercialmente rentable, no solo ahorraría petróleo, sino que usaría como materia prima al CO2, un gas más abundante de lo deseable, bien conocido por su nocivo efecto invernadero.

VIDA A GRAN PROFUNDIDAD BAJO LOS VALLES SECOS DE MCMURDO EN LA ANTÁRTIDA

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Muchos ven a la Antártida como una tierra yerma y congelada. Sin embargo, resulta que bajo sus Valles Secos de McMurdo existen lagos ocultos interconectados capaces de sustentar vida. Su estudio futuro puede aportar nuevos y reveladores datos sobre la adaptación de la vida a condiciones extremas, y también proporcionar la base para futuras exploraciones de un hipotético hábitat en el subsuelo de Marte.

Un helicóptero inicia una inspección con el sensor electromagnético aéreo en el Valle Wright, uno de los Valles Secos de McMurdo en la Antártida. (Foto: J. Mikucki)

El equipo internacional de la microbióloga Jill Mikucki, de la Universidad de Tennessee en Knoxville, Estados Unidos, detectó extensas redes de agua subterránea salada en la Antártida, usando un novedoso sistema de sensores electromagnéticos llamado SkyTEM para cartografiarlas.
La investigación proporciona pruebas contundentes de que los lagos subterráneos y los sedimentos saturados de sal podrían mantener ecosistemas microbianos bajo la superficie.
Mikucki y sus colegas utilizaron el sensor aéreo para obtener numerosas imágenes del subsuelo del desierto más frío y seco en la Tierra, los Valles Secos de McMurdo en la Antártida. Dado que se utilizó un helicóptero para hacer las mediciones, se pudieron observar grandes áreas de terreno agreste. El equipo encontró que las acumulaciones de salmuera forman amplios acuíferos bajo los glaciares, lagos y dentro de los suelos permanentemente congelados.
La tecnología del sensor aéreo fue desarrollada en la Universidad de Aarhus en Dinamarca y fue utilizada en la Antártida por primera vez durante este estudio.

LOS HALCONES SE ASIENTAN EN EL CENTRO DE MADRID

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Siete parejas de halcones se encuentran criando en la ciudad de Madrid. Las rapaces, de origen silvestre, han llegado de forma natural en los últimos años y se han instalado a vivir en el casco urbano, según demuestran los trabajos de seguimiento de estas aves llevadas a cabo por la organización conservacionista SEO/BirdLife.

Halcón peregrino en Madrid. / José Miguel de la Cruz.

Ya son al menos siete las parejas de halcones peregrinos de origen silvestre que están criando en edificios de la ciudad de Madrid.  A la colonia de halcones urbanos madrileños se sumó en  2014 una hembra muy especial, pues es un ejemplar anillado por SEO/BirdLife en el año 2011, cuando nació en la ciudad de Madrid. Es de este modo, el primer caso contrastado de un pollo nacido en la capital que vuelve a la ciudad a criar.
Estaríamos ante “el halcón más castizo de Madrid, o en este caso, la halcona más castiza”, bromea Arantza Leal uno de los técnicos de SEO/BirdLife responsable del seguimiento de los halcones. Hasta ahora solo se habían observado –gracias a la lectura de las anillas que portan– individuos marcados de otros dos grandes núcleos de cría: el denominado ‘Sierra’, situado a lo largo de la Sierra de Guadarrama y ‘Campiña’, localizado a lo largo de los cortados fluviales de los ríos Henares, Jarama, Tajuña y Tajo.
Es precisamente en estas fechas de primavera cuando los halcones empiezan a tener a sus crías y cuando los técnicos de SEO/BirdLife, ayudados por veterinarios de Grefa, acceden brevemente a los pollos para marcarlos con anillas identificativas, pesarles, medirles y tomar muestras de sangre.
Las tareas que se llevan a cabo con los halcones cuentan con la autorización de la Comunidad de Madrid y en ellas participa a menudo personal del cuerpo de Agentes Forestales.
“La colaboración ciudadana es esencial para el seguimiento de los halcones. Muchos de ellos anidan en edificios o viviendas particulares, cornisas, salientes o jardineras de bloques altos”, señala un comunicado de  SEO/BirdLife.

¿Qué hacen los halcones en Madrid?

Mientras en su medio natural el halcón peregrino (Falco peregrinus) ha sufrido una fuerte regresión por diversos motivos como el deterioro del hábitat, el uso de pesticidas, los expolios de nidos para la cetrería y la fuerte competencia de otras rapaces, algunos ejemplares se han ido estableciendo en el casco urbano de la capital, donde, al parecer, se desenvuelven con soltura.
Desde 1996 SEO/BirdLife realiza seguimientos del halcón peregrino en la Comunidad de Madrid, “elaborando censos, siguiendo la reproducción y vigilando los nidos, ya que los expolios eran frecuentes”, afirma Leal.
El seguimiento de las parejas nidificantes de la ciudad de Madrid se realiza desde hace años, con acciones puntuales como la colocación de cajas nido para favorecer el asentamiento de las parejas en lugares seguros de cría. En el Museo de América (Moncloa) se colocó una en 2007 y se instaló una cámara web para seguir la evolución de las aves.