martes, 27 de octubre de 2015

DESCUBREN MÁS MICROORGANISMOS QUE METABOLIZAN EL METANO

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Los libros de texto sobre los organismos que metabolizan el metano podrían tener que ser reescritos debido al hallazgo que unos científicos han hecho de dos arqueas con esta capacidad. El descubrimiento es doblemente importante porque con él se revela que estos microorganismos desempeñan un papel relevante, aunque por ahora poco conocido, en las emisiones y consumo de este gas con efecto invernadero.

Paul Evans analizando una comunidad microbiana procedente de un acuífero de una veta profunda de carbón. (Foto: University of Queensland)

El equipo de Gene Tyson y Paul Evans, de la Universidad de Queensland en Australia, tomó muestras de los microorganismos en el agua de un acuífero de una veta profunda de carbón, a 600 metros por debajo de la superficie terrestre, en la cuenca de Surat, cerca de Roma, Queensland, y reconstruyó los genomas de los organismos capaces de metabolizar metano.
Tradicionalmente, estos tipos de organismos que metabolizan metano pertenecían a un único grupo de arqueas llamado Euryarchaeota. Sin embargo, los nuevos organismos metabolizantes del metano descubiertos por el equipo de Tyson pertenecen a un grupo de arqueas conocido como Bathyarchaeota, que es evolutivamente distintos y cuyas especies se hallan en una amplia gama de entornos, incluyendo los sedimentos del fondo del mar y de lagos de agua dulce y similares.

LA TESTOSTERONA PUEDE ESTAR MODULADA POR LAS NORMAS SOCIALES

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La testosterona ha sido considerada una hormona eminentemente masculina, cuya presencia estaba determinada por factores innatos. Sin embargo, un estudidio, liderado por Universidad de Michigan (EE UU), indica que la influencia cultural que ha llevado tradicionalmente al sexo masculino al ejercicio del poder y ha relegado al femenino a un segundo plano ha podido influir en la existencia de niveles de testosterona más altos en los hombres.



El trabajo, publicado en la revista PNAS, examina cómo los niveles de testosterona cambian en comportamientos asociados tradicionalmente con el sexo masculino, como la competición y el ejercicio del poder. Para ello, el equipo científico, dirigido por Sari M. van Anders, analizó el nivel hormonal de 41 participantes –que además eran actores profesionales– antes y después de realizar un monólogo que representaba una interacción laboral en la que se realizaba una ostentación de poder.
El guion del monólogo fue escrito por un director de teatro con el apoyo de los autores del estudio de manera que el texto permitiera actuaciones enmarcadas en diferentes géneros. Se solicitó a los actores, hombres y mujeres, que representaran el monólogo dos veces –una en un estilo masculino y otra en un estilo femenino– para discernir si los cambios en los niveles de testosterona se debían a la demostración de poder en sí mismo o al estilo de actuación interpretando a un hombre o a una mujer.
Los autores descubrieron que al realizar el monólogo los niveles de testosterona se elevaban en las mujeres, independientemente del sexo al que encarnaran durante la representación.
Según los científicos, estos resultados sugieren que el comportamiento competitivo exhibido en el monólogo pudo haber modulado la testosterona más que la caracterización masculina, y que las normas sociales que fomentan comportamientos diferentes entre hombres y mujeres pueden contribuir a la existencia de niveles más altos  de testosterona en los varones.
Los autores del estudio señalan que anteriormente la diferencia en los niveles de testosterona era concebida ampliamente como una diferencia de sexo, es decir, que su mayor o menor presencia reflejaba masculinidad y feminidad. En conjunto, esto llevaba a una caracterización de la testosterona como la esencia de la masculinidad, fija, invariable y determinada únicamente por factores innatos. Sin embargo, este trabajo hace hincapié en la existencia de la neuroplasticidad y la modulación social.
“Claramente, la testosterona responde al contexto social, pero siguen existiendo enormes brechas en la comprensión de cómo la plasticidad neuroendocrina está modulada por las normas sociales, especialmente por las relacionadas con el género”, concluyen. (Fuente: SINC)

EL MECANISMO DE LOS HONGOS PARA INFECTAR PLANTAS, UNA CUESTIÓN DE SEXO

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¿Cómo infectan los hongos parásitos a las plantas del tomate? Es una pregunta que preocupa a millones de agricultores. Pero un equipo de la Universidad de Córdoba ha descubierto el mecanismo: estos patógenos utilizan la misma ruta para detectar señales sexuales como guías para localizar las tomateras, es decir, que para alcanzar las raíces de las plantas y comenzar la colonización, emplean el mismo proceso que para reproducirse.

Hongo Fusarium oxysporum colonizando la raíz de una tomatera. / Antonio Di Pietro

Investigadores del departamento de Genética de la Universidad de Córdoba y del Campus de Excelencia Internacional Agroalimentario ceiA3 describen por primera vez con detalle y pruebas el mecanismo empleado por los hongos patógenos para localizar e infectar las plantas. Según los científicos, es una cuestión de sexo.
Tras cinco años de investigación, el equipo de Antonio Di Pietro ha detectado que los hongos se dejan guiar por unas señales que emite la planta para alcanzar sus raíces y comenzar su colonización, empleando para ello el mismo mecanismo que usarían para reproducirse. Estas conclusiones, publicadas en la revista Nature, pueden tener implicaciones en la forma de tratar estos agentes patógenos.
Los hongos parásitos provocan pérdidas de importancia en la agricultura mundial y son más difíciles de controlar que otras plagas, como las de bacterias. El descubrimiento puede contribuir ahora al desarrollo de tratamientos fungicidas más eficientes.
Los científicos han descubierto la vía de infección del hongo en uno de los cultivos hortícolas más comunes del planeta, el del tomate: una señal que el agente infeccioso detecta en pleno subsuelo y le permite dirigir su crecimiento hasta llegar a la raíz de la planta y causarle daño.
El hongo parásito de las tomateras no solo utiliza esa señal química para llegar hasta su objetivo, sino que el mecanismo molecular es, además, inesperado. El hongo, de la especie Fusarium oxysporum, dirige su crecimiento hasta alcanzar la raíz de la planta empleando los mismos sistemas de identificación que usaría para responder a un reclamo sexual.
A través de los receptores con los que detecta unas señales reproductivas denominadas feromonas, descubre otras proteínas que la planta secreta en el subsuelo. De este modo, las raíces de los vegetales actúan como faros en la obscuridad, permitiendo al microorganismo que dirige su hasta entonces desnortado crecimiento hacia ellos y propiciando, en última instancia, su infección y destrucción.
Ya desde el siglo XIX, los botánicos sospechaban que los hongos patógenos empleaban algún tipo de mecanismo para alcanzar la planta que colonizaban, pero hasta ahora no había sido descrito. Así lo sugería el alemán Anton de Bary, pionero de la fitopatología, en un manual de 1884 que el investigador principal de este hallazgo, Antonio Di Pietro, llegó a consultar al comenzar este trabajo.

Crecimiento dirigido

Los hongos no tienen capacidad de desplazamiento por sí mismos, como les pasa a los animales, sino, más parecidamente a las plantas, tienen que orientar su crecimiento para captar recursos. Para estudiar el crecimiento dirigido, el grupo de Di Pietro experimentó en hongos que afectan al cultivo del tomate con diferentes reclamos.
En una placa de Petri se situaron colonias de la especie patógena y se introdujo dos pocillos: en uno había substancias que podrían atraer al hongo y en el otro, agua, como elemento de control. Estas substancias eran glucosa y feromona. La primera proporciona energía al organismo. La segunda es una pequeña proteína que se emite en el proceso de reproducción sexual y está ampliamente descrita en la levadura del pan (Saccharomyces cerevisiae), una especie fúngica modelo en investigación científica. Finalmente, también se introdujeron raíces de tomatera para observar las reacciones del parásito.
Los hongos dirigieron su crecimiento no sólo hacia el compuesto que les proporciona nutrientes, la glucosa, sino también hacia el reclamo sexual y las raíces de tomate. Los investigadores habían demostrado este crecimiento dirigido, denominado científicamente quimiotropismo.
“Sin embargo, aunque el hallazgo era ya relevante, puesto que solo se conocía quimiotropismo en pocos casos en la naturaleza y sólo uno entre hongos, no quisimos quedarnos ahí. Teníamos un hallazgo que consideramos que alcanzaría un impacto notorio y de relevancia científica y proseguimos la investigación”, explica Di Pietro.
Una vez se pudo medir el crecimiento dirigido en Fusarium oxysporum, se buscó la manera en la que el hongo lo desarrollaba. A partir de un abordaje genético, los científicos analizaron los genes que podrían estar vinculados con este proceso y descubrieron un hecho inesperado.
Primero, identificaron dos rutas metabólicas. Una era propia de la obtención de alimento y estaba vinculada a la señal química de la glucosa y su detección por el microorganismo. La otra ruta es la que utiliza el hongo para captar feromonas sexuales durante el apareamiento. Sorprendentemente, los hongos a los que se les había bloqueado el receptor de las feromonas tampoco respondían al estímulo de la raíz del tomate.
El equipo descubrió, además, que en este proceso desempeñaban un papel importante unas enzimas vegetales denominadas peroxidasas, previamente conocidas determinantes del crecimiento y la protección de las plantas.
Las plantas, al eclosionar de la semilla y crecer, secretan estas peroxidasas para desarrollarse y defenderse en un ambiente hostil. “Con ello abren la puerta también a los hongos que la pueden colonizar”, señala Di Pietro.
Los científicos identificaron tres de estas peroxidasas que son como carteles luminosos en una carretera a obscuras para el hongo. Estimulando al hongo con peroxidasas obtenidas de la raíz de la planta, los investigadores pudieron confirmar que estas proteínas actuaban como atrayentes y, por tanto, comprobar la diana química que empleaba el hongo para dirigir certeramente su crecimiento hacia la planta que quiere invadir.

Nuevos tratamientos antifúngicos

El hallazgo de esta vía molecular abre la puerta a nuevos tratamientos antifúngicos. Uno podría ir encaminado a bloquear la actividad de estas peroxidasas en los cultivos afectados por Fusarium oxysporum. Además del tomate, este hongo ataca a más de cien cultivos diferentes, como el plátano, el melón y el garbanzo, entre otros.
Otro método podría dirigirse al bloqueo del sistema de recepción de estas señales en el hongo, por medio de un nuevo tipo de fungicida. El investigador de la UCO advierte, además, de una doble perspectiva de este trabajo: “Es posible que no solo utilicen esta vía los hongos patógenos para llegar a sus hospedadores, sino también los hongos micorrizas para alcanzar las plantas con las que desarrollarán una simbiosis beneficiosa para ambos”.

Referencia bibliográfica:

David Turrà, Mennat El Ghalid, Federico Rossi y Antonio Di Pietro. "Fungal pathogen uses sex pheromone receptor for chemotropic sensing of host plant signals". Nature. 2015. DOI: 10.1038/nature15516

HERRERILLOS Y CARBONEROS SE ENGAÑAN MUTUAMENTE PARA QUE UNA SOLA HEMBRA CRÍE LOS POLLOS

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Un equipo de investigadores de centros españoles han descubierto que herrerillos y carboneros comparten nido y crianza. Este comportamiento ocasional, que quizá es producto de que herrerillos y carboneros no disponen de suficientes oquedades para nidificar, podría convertirse en una nueva estrategia reproductiva de ambas especies. 

Una nidada de carboneros parasitada con un herrerillo, sensiblemente más pequeño / Rafael Barrientos. 

Investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC) y de la Universidad de Castilla La Mancha (UCLM) acaban de publicar en la revista Behavioral Ecology and Sociobiology cómo los herrerillos, Cyanistes caeruleus,  y los carboneros, Parus major, se engañan mutuamente para conseguir que una sola hembra críe los pollos de ambas especies, un comportamiento que los investigadores reconocen como ‘parasitismo de puesta’ y que podría estar provocado, en determinadas circunstancias, por la escasez de lugares adecuados para anidar.
El grupo de investigación ha monitorizado 1.285 nidos durante tres años en los Montes de Toledo y han comprobado cómo en el 3% de los casos, el 7% si se trata de zonas boscosas fragmentadas, las nidadas de ambas especies estaban mezcladas. En concreto han detectado 17 casos en los que una hembra de carbonero común criaba a algún herrerillo común entre sus pollos y otros 17 en los que era la hembra de herrerillo la que se hacía cargo de pollos de carbonero.
“Este comportamiento que parece ocasional, podría ser el inicio de un cambio evolutivo, quizá sea el primer paso de una futura estrategia reproductiva de parasitación de puesta entre ambas especies”, comenta Juan José Sanz, investigador del MNCN.
Los herrerillos y los carboneros son aves insectívoras de pequeño tamaño ampliamente distribuidas por toda Europa y comparten un parecido más que razonable. Eso sí, los carboneros son más grandes que los herrerillos, 14 centímetros de longitud frente a unos 11. Los investigadores creen que esa diferencia de tamaño podría ser la causa de que las estrategias y consecuencias del ‘parasitismo’ difieran entre ambas especies.
A la hora de anidar, los carboneros invaden los nidos de los herrerillos que, ante el riesgo de ser atacados e incluso de morir, se van del nido dejando allí sus huevos. Por su parte, los herrerillos a veces depositan alguno de sus huevos en un nido de carbonero dejando que sea la otra especie la que los saque adelante. 

Una adopción forzada  

Los pájaros que crecen fuera de su entorno aprenden los hábitos de sus hermanos adoptivos: su forma de cantar, cómo buscar alimento o seleccionar del mejor lugar para anidar.
“Este aprendizaje podría ser una ventaja en un momento dado, ya que de adultos los pollos serán capaces de acceder a más recursos”, explica Rafael Barrientos, investigador de la UCLM.
Los pollos que crecen entre extraños, es decir, con hermanos que no son de su especie, lo hacen pensando que ellos mismos pertenecen a esa otra especie. “Sabemos por otros estudios que mientras los herrerillos corrigen su error cuando abandonan el nido y aprenden a comunicarse con sus congéneres, los carboneros siguen pensando que son herrerillos llegando incluso a tratar de aparearse con la otra especie cuando son adultos”, contextualiza Sanz.
“Desconocemos por qué los herrerillos son capaces de corregir su actitud pero de nuevo el tamaño podría estar detrás. Al ser más pequeños, actividades como competir por la comida o buscar pareja, serían más arriesgadas para ellos”, continúa el investigador. “El caso es que al final son los pequeños los que sacan más ventajas de este parasitismo de nidada de doble dirección”, concluye Juan José Sanz.

Referencia bibliográfica:

Rafael Barrientos, R., Bueno-Enciso1, J., Serrano-Davies, E. y Sanz, J.J. . (2015) Facultative interspecific brood parasitism in tits: a last resort to coping with nest-hole shortage.Behavioral Ecology and Sociobiology. DOI: 10.1007/s00265-015-1972-3

sábado, 24 de octubre de 2015

ESPEJISMOS ECOLÓGICOS

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Spartina alterniflora es una especie vegetal que crece en las marismas, que son ecosistemas húmedos inundados por aguas marinas. Esta planta le aporta al paisaje una identidad propia, lo configura y es un indicador que nos permite saber que el ambiente está saludable. Sin embargo, para los investigadores independientes del Centro Nacional Patagónico (CENPAT-CONICET) (Argentina), Alejandro Bortolus y Evangelina Schwindt y para el Profesor James T. Carlton, Director del Williams College-Mystic Seaport Maritime Studies Program, esa fisionomía distintiva, no es otra cosa que lo que ellos llaman un espejismo ecológico.

Spartina alterniflora. (Foto: Gentileza investigadores)

“En muchas ocasiones, lo que vemos delante de nuestros ojos son solo ilusiones ambientales. Un paisaje que es considerado, histórica, científica y socialmente como nativo y prístino, es en realidad algo muy diferente. Nuestra investigación ha revelado que esta especie, habiendo sido considerada por los expertos locales y extranjeros como nativa y emblemática de los paisajes costeros de América del Sur, fue en realidad introducida hace aproximadamente dos siglos por europeos que arribaron a nuestras tierras. Este es un estudio hecho con 10 años de meticulosa recopilación de información a escala global y con la colaboración de bibliotecarios, taxónomos y curadores de herbarios muy prestigiosos”, explica Bortolus.
El estudio publicado en la revista especializada Diversity and Distributions, donde fue seleccionado para la tapa de la edición, asegura que el primer registro que se tiene de esta planta en Sudamérica, fue realizado en 1817 por el botánico naturalista italiano Giuseppe Raddi y casi un siglo más tarde en Argentina por referentes mundiales como Carlo Spegazzini y Lucien Hauman.
Según Bortolus, Spartina alterniflora fue considerada nativa “porque los primeros manuales botánicos y sobre flora, fueron realizados mucho tiempo después a la introducción de esta especie y por esa razón fue asumida como nativa por quienes la colectaron por primera vez en Sudamérica”.
La investigación incluye el relevamiento de las primeras bitácoras, diarios e informes de viajes europeos a América, e indica que la planta es oriunda del Sur de América del Norte, desde donde fue introducida a Europa a través de barcos comerciales y luego dispersada en otros países de diferentes continentes voluntaria y accidentalmente. Actualmente es una de las especies invasoras más agresivas en todo el mundo. Es por eso que los científicos hablan de una invasión biológica a gran escala de consecuencias ecológicas sin precedentes.
“La importancia de nuestros resultados no es agregar un ítem más a la lista de especies introducidas en la región o describir su efecto sobre las nativas. La repercusión de nuestro estudio se debe a que detectamos que una de las mayores invasiones costeras en el mundo, producida por una de las nueve especies más estudiadas y conocidas por todos, pasó inadvertida delante de nuestras narices por cientos de años. Durante todo ese tiempo construimos una imagen de naturaleza prístina y nativa sobre la base de un ambiente completamente alterado”, asegura Bortolus.
Evangelina Schwindt, explica que durante el siglo XVIII y antes de la existencia de las embarcaciones modernas, se utilizaba lastre sólido para garantizar la estabilidad del navío. Recogían piedras y otros elementos que aportaban peso y con ellos viajaban desde semillas, fragmentos de plantas y hasta pequeños animales que luego se dispersaban de un destino a otro.
Dos factores importantes que permitieron inferir a los científicos que Spartina alterniflora no es nativa, es el desfasaje cronológico de los primeros registros americanos y su distribución geográfica. “Que la misma especie esté presente en dos hemisferios diferentes, llama la atención. Se encuentra en el Norte y en el Sur del continente pero no aparece en Centroamérica. En Argentina además se observa cercana a regiones donde el tráfico marítimo, está o estuvo fuertemente presente como el Puerto de Buenos Aíres, Bahía Blanca o la Patagonia. Esos patrones de distribución siempre son un rasgo a considerar para científicos que habitualmente trabajamos en detección de especies introducidas”, afirma Schwindt.
“Nuestros resultados muestran que gran parte de los paisajes que vemos hoy como emblemáticos de las costas de América del Sur, han sido completa e inadvertidamente reconfigurados por estas especies introducidas, y por lo tanto, todos nuestros esfuerzos dirigidos al manejo y protección de la biodiversidad regional a escala continental deberían revisarse seriamente”, concluye Bortolus. (Fuente: CONICET/DICYT).

CÓMO LA EVOLUCIÓN CONDUJO A LAS JIRAFAS HASTA SU LARGUÍSIMO CUELLO

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El cuello llamativamente largo de las jirafas siempre ha llamado la atención de los científicos y del público en general. ¿Cómo llegaron estos animales a través de la evolución hasta este rasgo anatómico tan peculiar? Los científicos hace mucho que teorizan que el largo cuello de las jirafas actuales evolucionó para permitirles acceder a más vegetación de la que alimentarse o para desarrollar un método especializado de lucha.

Ilustración de la prolongación y acortamiento del cuello dentro de la familia de las jirafas. Se indican el nombre, y los millones de años atrás. El okapi y la jirafa son los actuales. (Imagen: Nikos Solounias y Melinda Danowitz)

Un nuevo estudio de vértebras cervicales fósiles, realizado por el equipo de Nikos Solounias, especialista en anatomía de las jirafas y paleontólogo del Instituto Tecnológico de Nueva York en Estados Unidos, revela que la evolución sucedió probablemente en varias etapas, dado que una de las vértebras del cuello del animal se alargó primero hacia la cabeza y luego hacia la cola, un millón de años después. La investigación muestra, por primera vez, los detalles específicos de la transformación evolutiva en especies extintas dentro de la familia de las jirafas.
Solounias y Melinda Danowitz estudiaron 71 fósiles de nueve especies extintas y dos vivas en la familia de las jirafas. Los huesos, descubiertos a finales del siglo XIX y principios del XX, estaban guardados en museos de todo el mundo, incluyendo algunos del Reino Unido, Austria, Alemania, Suecia, Kenia y Grecia.
También han encontrado que la jirafa más primitiva ya comenzó con un cuello ligeramente alargado. El alargamiento se inició incluso antes de que la familia de las jirafas se hubiera creado hace 16 millones de años.
Pero el principal descubrimiento vino después de que los investigadores analizaran las características anatómicas de los diversos fósiles y los compararan con el árbol evolutivo. Mientras el cuello de la jirafa ya reconocible como tal se estaba haciendo más largo, el cuello de otro miembro de su familia se estaba acortando.
Tras millones de años de evolución, el okapi, que se encuentra en África Central y es el otro miembro superviviente de la familia de las jirafas, difiere por completo de la jirafa en cuanto a longitud del cuello.

COCODRILOS Y COMUNIDADES CERCANAS AL RÍO TEMPISQUE, UNA CONVIVENCIA PELIGROSA

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Investigadores de la Escuela de Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional (UNA), en Costa Rica, realizaron un estudio en las comunidades cercanas al río Tempisque, donde determinaron que los pobladores reconocen que el cocodrilo es una especie abundante pero “asumen el riesgo” de realizar actividades dentro su hábitat.

Cocodrilos en el río Tempisque. (Foto: UNA)

El Tempisque es el tercer río más grande de Costa Rica, conocido también por albergar una de las mayores poblaciones de cocodrilos del país y que estuvo amenazada durante décadas por la caza ilegal; sin embargo, en los últimos 15 años, hay evidencia que indica que las poblaciones se han triplicado a pesar del crecimiento urbano y el avance de la frontera agrícola, lo que genera una mayor interacción entre los humanos y los cocodrilos. Desde 1995, en Costa Rica se reportaron 13 accidentes mortales, siete de ellos en los últimos cinco años, además de 15 no fatales, 8 en el último quinquenio.
De enero de 2013 a diciembre de 2014, Iván Sandoval y Alejandro Durán, investigadores de la Escuela de Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional (UNA), realizaron el estudio “Caracterización del paisaje del hábitat del cocodrilo para la identificación de zonas con riesgo de ataques a las comunidades aledañas al río Tempisque”, donde se incluyeron 11 comunidades, entre ellas, Guardia, Comunidad, Palmira, Filadelfia, La Guinea, Belén, Bebedero, Río Cañas y Ortega, entre otras.
El estudio demuestra que los cambios hacia una mayor cobertura forestal, así como una extensa red de drenaje y vastas zonas de inundación, permiten que los cocodrilos se movilicen a través de prácticamente toda la zona analizada.
“Aunque los habitantes encuestados de estas comunidades reconocen que el cocodrilo es una especie abundante (55%), realizan actividades directamente en el hábitat del animal: pesca artesanal (30%), nadar (20%), navegación o transporte (8%) y recreación (17%); paradójicamente, al consultárseles sobre las precauciones para evitar ataques, el 58% menciona el no acercarse a los ríos, 16% dice evitar los lugares donde viven los cocodrilos, y un 11% dice tener cuidado, entre otros”, explica Sandoval.
De acuerdo con esta investigación, en las comunidades vecinas al río Tempisque, casi el 82% de las personas encuestadas tiene la visión de que los cocodrilos son animales peligrosos y agresivos y que sus poblaciones son muy abundantes. “Nos preocupa que en cada uno de estos enfrentamientos, los residentes han demostrado desconocimiento en cuanto a las características, ecología e historia natural de este animal.
Los residentes tienden a subestimar el peligro, principalmente durante la temporada de reproducción; desconocen el riesgo involucrado en actividades como la natación, pesca, o lavar ropa en o cerca de los márgenes del río, porque prevalece la necesidad económica y por ello están dispuestos a aceptar el riesgo”, detalló el investigador.
Según Sandoval, si bien ha aumentado la población de cocodrilos, también hay un incremento en el desarrollo urbano, y por eso es común ver cocodrilos deambulando desde grandes ríos hasta en hábitat de menor calidad, como canales de riego de cultivos, arroyos, estanques y lagunas cercanas a asentamientos humanos, razón por la cual la población percibe un aumento en el número de individuos, ya que existe mayor cercanía con sus zonas de distribución.
“No existe en las comunidades una noción clara de las medidas de precaución que deben tomarse para evitar un incidente con un cocodrilo, según la valoración de riesgo realizada se considera que todas las comunidades estudiadas son vulnerables a la presencia de cocodrilos. A nivel general, la percepción de la población hacia el cocodrilo es que es un animal agresivo y violento que debe ser erradicado del ecosistema”, dijo Sandoval.
Como parte del estudio se desarrollaron talleres con las escuelas de Bebedero, Ortega, El Roblar y Bolsón con más de un centenar de estudiantes, quienes demostraron tener un alto conocimiento de la especie y su importancia, pero no de su comportamiento, al igual que la población en general, la percepción hacia este animal es desfavorable.
Dentro de las recomendaciones, los biólogos mencionan que se gestione un plan de manejo permanente de la especie en la zona, que involucre a las comunidades aledañas a los ríos Tempisque y Bebedero, un monitoreo al menos cada dos años de la población de cocodrilos en la cuenca del río Tempisque y considerar el hábitat del cocodrilo y la densidad poblacional en la formulación de actividades en las márgenes y el río.
“Es indispensable involucrar a otras instituciones como el Ministerio de Ambiente, el Instituto Costarricense de Turismo, las municipalidades, el Ministerio de Educación Pública, cámaras hoteleras y el Instituto Nacional de Aprendizaje, entre otras, en planes de manejo y talleres de educación ambiental permanentes en las escuelas, y en distintas poblaciones dirigidos a jóvenes y adultos, con el objetivo de sensibilizar a los pobladores y establecer una convivencia armoniosa con el animal”, puntualizó el investigador. (Fuente: UNA/DICYT)

NANORREDES ELÉCTRICAS NATURALES CONECTANDO ARQUEAS CON BACTERIAS

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Se podría decir que algunos microorganismos, cuando necesitan energía, simplemente enchufan un cable a una toma de corriente. Estas células pueden satisfacer sus necesidades de energía en forma de electricidad a través de conexiones mediante nanocables naturales.

Imagen obtenida mediante microscopia electrónica, en la que aparecen los nanocables conectando arqueas y bacterias. La barra blanca de escala representa la longitud de un micrómetro. Las flechas señalan los nanocables. Con la letra “A” se identifica a una arquea, y con la “H” a una bacteria. (Foto: MPI f. Biophysical Chemistry)

Unos investigadores han descubierto estas singulares redes naturales de suministro de electricidad, posiblemente las redes eléctricas más pequeñas del mundo, al examinar aglomeraciones celulares de microorganismos que degradan el metano. En las redes intervienen dos tipos de microorganismos unicelulares muy diferentes, que pueden degradar conjuntamente el metano. Los científicos han descubierto conexiones catalogables como cables interconectando a estas criaturas, una infraestructura esencial en los intercambios de energía.
El descubrimiento de un cableado eléctrico entre microorganismos empleando hierro como fuente de energía, en 2010, fue un hallazgo científico espectacular. De inmediato, surgió la pregunta de si el intercambio de energía eléctrica es habitual en otras reacciones químicas en las que intervienen microbios. Uno de los procesos en cuestión era la oxidación anaeróbica de metano (AOM, por sus siglas en inglés), que es responsable de la degradación de dicho gas de efecto invernadero en el lecho oceánico, y que por tanto tiene una gran relevancia para el clima terrestre. Los microorganismos implicados fueron descritos por vez primera en 2000, y desde entonces estos han sido ampliamente estudiados.
En el océano, el metano se produce por la descomposición de la biomasa muerta en los sedimentos bajo la superficie del fondo marino. El metano se eleva hacia dicho suelo, pero antes de alcanzar la columna de agua es degradado por un tipo especial de comunidad de arqueas y bacterias. Las arqueas toman el metano y lo oxidan para obtener carbonato. En el proceso, transmiten energía a sus bacterias asociadas.
El equipo de Gunter Wegener y Viola Krukenberg, del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen, Alemania, se centró en una de estas comunidades de arqueas y bacterias cuya subsistencia se basa en la oxidación anaeróbica de metano. Estos microorganismos viven en un entorno a 60 grados centígrados.
Resultó muy difícil averiguar cómo se realizaba la transferencia de energía.
Usando microscopía electrónica en cultivos termofílicos AOM, se constató la existencia de conexiones directas canalizando electrones entre las células. También se han encontrado todos los genes necesarios para la biosíntesis de los filamentos celulares que conectan a las células. Solo cuando se añade el metano como fuente de energía se activan estos genes y se forman los cables que conectan a las bacterias con las arqueas.
Con una longitud de varios micrómetros, los cables pueden exceder en mucho la propia de las células, pero su diámetro tiene solo unos pocos nanómetros.

ÁRBOLES GRANDES, LOS PRIMEROS EN MORIR ANTE UNA SEQUÍA

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En una investigación sobre los bosques de todo el mundo, desde arboledas en terrenos semiáridos hasta selvas tropicales, orientada a determinar cómo el tamaño de un árbol influye en su respuesta ante la sequía, se ha constatado que los que son grandes sufren más que los pequeños durante y después de las sequías, y si bien ya había teorías que sugerían que este debería ser un patrón común a escala global, el nuevo estudio confirma el concepto gracias a una inspección mundial de 38 bosques.

La sequía y los incendios están entre las principales causas de muerte prematura de árboles. (Foto: USDA)

Estudios anteriores en unos pocos lugares habían mostrado que los árboles grandes padecen más que los pequeños durante y después de las sequías, pero ahora el equipo de Nate McDowell, del Laboratorio Nacional estadounidense de Los Álamos en Nuevo México, ha sido el primero en verificar que esta tendencia es generalizada y no solo limitada a lugares muy concretos.
Por desgracia, y aunque la muerte de árboles pequeños puede afectar a la composición de la población vegetal de un entorno, la muerte de árboles grandes tiene un impacto mucho peor en el ecosistema y en la salud del clima, especialmente debido al importante papel que juegan los árboles en el ciclo del carbono.
Además, los árboles grandes transpiran, o liberan, más agua hacia la atmósfera, refrescando la tierra y sosteniendo la formación de nubes, lo cual afecta a cuánta radiación solar es reflejada de vuelta al espacio, y a las precipitaciones. También desempeñan un papel clave en la biodiversidad, creando entornos de los que muchas especies animales y vegetales dependen.
Los árboles grandes son más vulnerables, en parte debido a su fisiología: es más difícil para ellos transportar agua y nutrientes hasta sus hojas, y sus exigencias de evaporación son más altas. Adicionalmente, los árboles grandes con copas altas en el dosel arbóreo (cubierta forestal) están expuestos a una radiación solar mayor, y la capacidad de transportar agua a su follaje es más baja.

miércoles, 21 de octubre de 2015

VEGETALES CONVERTIDOS EN ZOMBIS

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Se inicia como un cuento de hadas que más tarde se convierte en una historia de terror: plantas con deliciosas flores, rodeadas por un gran número de insectos. Normalmente, unos y otras se benefician del encuentro: los insectos se alimentan del polen y néctar vegetales, y al hacerlo polinizan las flores y así aseguran la supervivencia de las plantas. Sin embargo, en ocasiones algunos insectos, en este caso cicadélidos (chicharritas), parecidos ligeramente a saltamontes, pueden provocar en las plantas un desastre que estas no son capaces de superar.

El estudiante de posgrado Florian Rümpler, de la Universidad de Jena, es el autor principal del estudio, el cual explica cómo los fitoplasmas destruyen el ciclo vital de las plantas infectadas. (Foto: Jürgen Scheere/FSU)

Los insectos culpables del desastre transmiten bacterias, llamadas fitoplasmas, que destruyen el ciclo de vida de las plantas. En vez de florecer, los especímenes afectados forman solo estructuras de hojas vestigiales, lo que sabotea su reproducción sexual. Estas plantas se convierten en muertas vivientes. Al final, solo sirven para propagar las bacterias. Por tanto, muchos especialistas llaman también a estas plantas “zombis'”.
El equipo de Günter Theißen y Florian Rümpler, de la Universidad Friedrich Schiller, en Jena, Alemania, acaba de conseguir realizar una contribución notable al conocimiento de las razones biomoleculares de este fenómeno. Estos científicos han logrado explicar cómo interfieren los parásitos en el desarrollo de las plantas de una forma tan desastrosa, causándoles la existencia “zombi”.
Uno de los principales culpables es una proteína llamada SAP54. Esta proteína procede de las bacterias y posee un fuerte parecido estructural con las proteínas que forman un complejo regulador dentro de la planta, el cual permite el desarrollo normal de la floración. Basándose en estudios de modelado, el equipo de Theißen y Rümpler ha podido mostrar que la SAP54 imita muy bien la estructura de ciertas proteínas en las plantas infectadas. Su parecido es tan perfecto que estas se conectan con la SAP54 en vez de con sus propias proteínas. Esto acaba llevando a la degradación de las proteínas, de forma que ya no pueden cumplir su función normal dentro de los complejos reguladores del desarrollo de la floración. Esto impide la formación de pétalos y órganos florales.

¿CÓMO EVOLUCIONA LA MICROESTRUCTURA DE LA SEDA DE ARAÑA?

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Los principios de diseño que las arañas aplican para producir su seda son diferentes de los que emplean normalmente los seres humanos para fabricar materiales artificiales. Conocer los elementos básicos que dotan de singulares propiedades de resistencia y deformabilidad a la seda de algunos arácnidos resulta fundamental para desarrollar otras fibras de altas prestaciones.

Araña de la especie Nephila inaurata. (Foto: M.Schneider & C.Aistleitner)

Con este objetivo, un equipo internacional de investigadores, liderado desde el Centro de Tecnología Biomédica (CTB) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), en España, ha comparado las sedas producidas por especies actuales que representan la evolución de las arañas desde su aparición, hace 400 millones de años.
El estudio ha contado con la participación del Grupo de Biociencia Integrada de la Universidad de Akron (Ohio, EE UU) y el Grupo de Microdifracción del Laboratorio Europeo de Radiación Sincrotrón, ubicado en Grenoble (Francia). En este acelerador de partículas se analizó el material con rayos X de alta intensidad, lo que permitió obtener datos de fibras individuales con una sección de hasta una micra (una décima del grosor de un cabello humano).
Los investigadores han podido establecer mediante esta técnica las características microestructurales de la seda que han permanecido inalteradas desde su origen, conservándose filogenéticamente, y cuáles se añadieron posteriormente, variando incluso entre especies estrechamente relacionadas.
Se han identificado tres grandes eventos evolutivos. El último, en una fecha  tan lejana como hace 210 millones de años, “lo que da una idea de la extrema optimización del material”, destaca José Pérez Rigueiro, uno de los investigadores del CTB que ha participado en el estudio. Los autores, cuyos resultados se han publicado en la revista Scientific Report este mes de octubre, destacan su relevancia para el desarrollo de nuevos materiales artificiales que puedan reproducir propiedades de la seda de araña.
El investigador explica que la producción de fibras de altas prestaciones basada en la composición de esta seda tiene aplicaciones prometedoras en diversos campos. En primer lugar, cita la fabricación de materiales estructurales con una “gran capacidad de absorber energía antes de romperse”, ya sea por un impacto o una explosión.
“Pero también abren nuevas vías en medicina regenerativa aprovechando la gran biocompatibilidad de la seda”, añade. De hecho, el equipo de la UPM del que forma parte consiguió recientemente producir la fibra de seda de araña más resistente fabricada hasta la fecha. (Fuente: UPM)

UN ESTUDIO SITÚA EN ASIA EL ORIGEN DE LA RELACIÓN ENTRE PERROS Y HOMBRES

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Hace al menos 15.000 años, los perros, procedentes de los lobos grises de Eurasia, se convirtieron en la primera especie domesticada. Existe un encendido debate sobre el lugar donde comenzó su domesticación. Un nuevo estudio, basado en el análisis genómico de más de 5.000 perros modernos, apunta al centro de Asia. Un estudio anterior señalaba a Europa como el comienzo de esta relación.

Boyko y su equipo emplearon muestras de más de 4.600 perros de razas puras de 165 tipos diferentes y de más de 540 perros callejeros de 38 países. / Oscar Fernandez Alonso

Un equipo internacional de investigadores, liderado por la Universidad de Cornell (EE UU), afirma que hace 15.000 años los perros fueron domesticados por primera vez donde se encuentran en la actualidad Nepal y Mongolia. 
En su trabajo, publicado en PNAS, los científicos analizaron alrededor de 185.800 marcadores genéticos en más de 5.000 perros –incluyendo por primera vez perros de pura raza y otros mestizos de origen desconocido de todo el mundo– y descubrieron un incremento de la diversidad genética conforme las muestras se acercan a Asia central. Según los científicos, esa región sería el lugar del inicio de la relación entre perros y hombres.
“Este ‘centro de diversidad’ es la marca para localizar el último ancestro común de una especie. Conforme los grupos se alejan de esta región, la diversidad genética se pierde”, explica a Sinc Adam Boyko, del departamento de Ciencias Biomédicas de la Universidad de Cornell y coautor del estudio.
“En los humanos se observa este mismo fenómeno cuando los grupos humanos se alejan de África oriental. Por lo tanto, este es probablemente el sitio en el que comenzó la domesticación del perro, aunque no podemos descartar eventos anteriores que no hayan logrado dejar huellas genéticas en las poblaciones modernas”, añade el científico, quien advierte que para ello sería necesario analizar ADN antiguo.
Boyko y su equipo emplearon muestras del genoma de más de 4.600 perros de 165 razas puras y de más de 540 perros mestizos de 38 países. Estos últimos son genéticamente más diversos y están geográficamente más extendidos, lo que los convierte en vitales para desentrañar la historia de la población canina.
Con los resultados del análisis, los científicos concluyeron que el origen de la domesticación se produjo en Asia central y que de ahí se expandieron al este del continente.
Mientras que las poblaciones de perros en Egipto, Vietnam y la India –cerca del centro de domesticación– muestran pocos signos de mezcla europea, los perros mestizos del Pacífico Sur y del Neotrópico –una ecozona terrestre que incluye América del Sur, Centroamérica, Antillas, una parte de EE UU y otra de México– descienden casi completamente de los europeos.

¿El origen en Asia o Europa?

Sin embargo, un estudio anterior, publicado en la revista Science, señalaba a Europa como lugar de comienzo de la domesticación. El trabajo, en el que participaron varios investigadores españoles, comparaba las secuencias genéticas de muchas razas de canes contemporáneos con las extraídas de los fósiles de 18 cánidos prehistóricos, de hasta 36.000 años de antigüedad, en Asia, Europa y otras regiones del mundo.
Los científicos afirmaron entonces que los cazadores recolectores que habitaron el viejo continente fueron los responsables de amaestrar y domar a las especies de lobos salvajes de las que descienden los perros actuales.
El autor principal de esa investigación, Olaf Thalmann, de la Universidad de Oulu en Finlandia, defiende aún que Europa tuvo un papel central en la domesticación de los perros. “Estoy en desacuerdo con el nuevo estudio porque creo que se necesita indudablemente material antiguo para investigar este tema, ya que las conclusiones derivadas de los datos modernos se pueden ver muchas veces obstaculizadas”, asevera el experto. 

Referencia bibliográfica: 

Shannon, Laura M. et al. “Genetic structure in village dogs reveals a Central Asian domestication origin” PNAS (19 de octubre de 2015) DOI:10.5061/dryad.v9t5h

DE OBRERA A REINA POR UN PUÑADO DE GENES

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Dos especies de insectos de Latinoamérica, la hormiga dinosaurio y un tipo de avispa papelera, han servido para descubrir los mecanismos moleculares que diferencian los roles entre castas en estos insectos sociales.

Hormiga dinosaurio, Dinoponera quadriceps. / Chris Tranter

Un estudio ha analizado los cerebros de reinas y obreras de la hormiga dinosaurio y un tipo de avispa papelera para comprobar si las diferencias entre castas se podrían explicar por las variaciones en cómo se lee y se regula el genoma. El trabajo, publicado en PNAS, revela que las castas en estos insectos se diferencian por cambios sutiles, pero no aleatorios, en la disposición de las redes génicas.
“Encontramos muy pocas diferencias en la expresión y la especialización funcional de los genes entre reinas y obreras”, afirma Solenn Patalano, investigadora del programa de epigenética del Babraham Institute y coautora del trabajo, en el que también participan investigadores de la Universidad de Bristol y del Centro de Regulación Genómica (Barcelona, España). 
“En ambos casos, menos del 1% del genoma mostraba diferencias notables en los niveles de expresión. Estos resultados eran totalmente inesperados, puesto que en las abejas existen centenares de genes implicados en diferenciar reinas y obreras”, concreta Patalano. 
Las reinas y obreras de avispas papeleras y hormigas dinosaurio tienen la misma apariencia. Los investigadores solo podían identificar el rol de cada individuo observando su comportamiento y las interacciones sociales. Para conseguirlo, los investigadores identificaron los insectos con pequeños puntos de colores o etiquetas para así poder estudiarlos en su hábitat natural. 

Hormiga dinosaurio marcada con una etiqueta identificativa. / Claire Asher

“A diferencia de las abejas, que ya en el estadio larvario y de forma irreversible tienen su destino como obrera o reina definido, las avispas papeleras y las hormigas dinosaurio son capaces de cambiar su rol de obrera a reina en cualquier momento de su vida. Se cree que esta flexibilidad podría explicar los primeros estadios de la evolución de las castas, cuando se formaron las sociedades más simples”, explica Seirian Sumner, profesora en la Universidad de Bristol y coautora del trabajo.
“Esto sugiere que no hay un único gen responsable de la regulación de la diferenciación entre castas en las sociedades simples, y que en el comportamiento social simple, los genes actúan en redes interconectadas implicando a muchos genes aunque estos tengan poco efecto,” añade la científica.
Los autores también comprobaron si había modificaciones epigenéticas en el ADN (concretamente, metilación del ADN) que pudieran estar regulando estas sutiles redes génicas. “Sorprendentemente no encontramos ninguna evidencia que muestre una expresión de los genes dirigida por la metilación del ADN específica para reinas y obreras. Es más, los genomas de avispas y hormigas carecen de fuertes marcas epigenéticas,” explica Patalano.
“Creemos que esta ausencia de restricción e implicación molecular permite que el genoma sea más abierto y tenga capacidad para reaccionar, facilitando así la plasticidad en el comportamiento como vemos en estas especies”, concluye. 

El primer genoma de una avispa social

El equipo de investigadores ha secuenciado el primer genoma de una avispa social. Hasta el momento estaban disponibles las secuencias de los genomas de once especies de hormigas y tres de abejas. Esta secuenciación completa el trío de los himenópteros sociales (abejas, avispas y hormigas) y ofrece, según los científicos, una comprensión más equilibrada de las bases moleculares de la sociabilidad en insectos. Al mismo tiempo, abre nuevas vías de investigación hacia un grupo de insectos que el equipo ha calificado como “algo descuidado”. 
“Este trabajo ilustra la relevancia de la aproximación genómica, mediante la secuenciación del genoma y el transcriptoma, para comprender el comportamiento animal. La genómica nos ayuda a descubrir las bases genéticas que hay detrás de las características del comportamiento”, explica Roderic Guigó, Coordinador del Programa de Bioinformática y Genómica del Centro de Regulación Genómica y coautor del trabajo.
“Estamos emocionados por descubrir los mecanismos moleculares que en estas avispas y hormigas permiten cambiar de obreras a reinas. Existen aplicaciones de estos principios en las células madre humanas que les permite ser más plásticas y con potencial para conseguir terapias con células madre en el futuro”, concluye Wolf Reik, Jefe del Programa de Epigenética en el Babraham Institute y coautor de la investigación.

LOS VIRUS TIENEN VIDA SOCIAL

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Algunos virus infectan las células en grupo, lo que les permite establecer relaciones entre ellos y ayudarse para atacar mejor. Así lo indica una nueva investigación de la Universidad de Valencia. 

Grupo de Investigación-Autores del artículo. Autor: UCC+i

Para los científicos es fundamental comprender la estructura genética de los virus. Tradicionalmente, los virólogos han tratado de purificar virus mediante el aislamiento de partículas individuales. Sin embargo, esta aproximación “no es necesariamente válida porque ignora la dimensión social de los virus”, explica Rafael Sanjuán, investigador de la Universidad de Valencia.
Las interacciones sociales entre bacterias fueron descubiertas hace años y han cambiado la percepción de estos microbios. Ahora, Sanjuán lidera un nuevo estudio que pone en evidencia la dimensión social de los virus. Los resultados, que se publican hoy en la revista Cell Hueste & Microbe, revelan que los virus establecen interacciones importantes para entender y combatir mejor las infecciones causadas por estos microorganismos.

Comprender las infecciones

 El científico, junto con su equipo del Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva, ha combinado técnicas de aislamiento celular con otras de secuenciación ultraprofunda. “Caracterizando la estructura genética y la diversidad del RNA de los virus, demostramos que las unidades infecciosas individuales están constituidas por genomas virales genéticamente múltiples”, explica Sanjuán. La investigación demuestra, además, que las partículas virales “interactúan funcionalmente”, añade.
Sanjuán destaca que la tasa de mutación viral espontánea varía dependiendo de las células individuales, mientras que la producción temprana de diversidad depende de la generación viral desde el primer momento de la infección de la célula.
De este modo, los resultados de este estudio muestran que la selección natural “facilita el funcionamiento en grupo de los virus en relación a su colocación en la misma célula”, según Sanjuán, quien recuerda que su trabajo descubre “características genéticas y estructurales de los virus a nivel individual, pero con implicaciones para la evolución y diversidad viral”.

Referencia bibliográfica:

Marine Combe, Raquel Garijo, Ron Geller, José M. Cuevas, Rafael Sanjuán. 2015. Single-Cell Analysis of RNA Virus Infection Identifies Multiple Genetically Diverse Viral Genomes within Single Infectious Units. Host Cell & Microbe

UN PEQUEÑO MAMÍFERO DE CUENCA REVELA LOS PRIMEROS RASTROS EVOLUTIVOS DEL PELO

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Los restos de un mamífero de hace 125 millones de años, encontrados en el yacimiento de Las Hoyas (Cuenca), han revelado las primeras pruebas evolutivas del pelaje en mamíferos. Este hallazgo fósil, llamado Spinolestes, lucía una melena de pelos largos y la espalda cubierta por espinas finas, como los actuales erizos.

Los restos de un mamífero de hace 125 millones de años, encontrados en el yacimiento de Las Hoyas (Cuenca), han revelado las primeras pruebas  evolutivas del pelaje en mamíferos. Esta imagen es una reconstrucción del mamífero Spinolestes, que, al igual que los modernos erizos, tiene una piel espinosa en su espalda como dispositivo de protección. / Óscar Sanisidro

En el yacimiento de Las Hoyas, en Cuenca, se preservan detalles excepcionales de todo tipo de organismos del Cretácico Inferior que permiten descifrar la evolución, no solo del esqueleto, sino también de los tejidos blandos que caracterizan a las especies modernas. 
Un equipo internacional, liderado desde la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), presenta esta semana en la revista Nature el único mamífero hallado hasta ahora en este ecosistema de hace 125 millones de años. La extraordinaria preservación del fósil revela las primeras evidencias evolutivas del pelo en mamíferos. Tenía en la espalda diminutas espinas, de una décima parte de un milímetro de diámetro, similares a las de erizos actuales.
La nueva especie se llama Spinolestes xenarthrosus y pertenece a un grupo primitivo de mamíferos extintos, los triconodontos. El pequeño animal, de tamaño similar a una zarigüeya, se ha presentado en una rueda de prensa en el Museo de las Ciencias de Castilla-La Mancha (Cuenca).    
“Se trata de la primera especie fósil que revela de modo inequívoco la estructura microscópica del pelo que recubre la piel de los actuales mamíferos”, afirmó Ángela D. Buscalioni, directora del proyecto I+D Las Hoyas y miembro de la Unidad de Paleontología de la UAM.

Pequeño excavador

Spinolestes xenarthrosus vivió hace 125 millones de años en lo que por entonces era uno de los primeros humedales tropicales del planeta, alimentándose posiblemente de insectos y larvas.
Pesaba entre 50 y 70 gramos y se caracterizaba por tener el oído medio desarrollado, vértebras lumbares con múltiples articulaciones y molares con tres cúspides. También tenía melena en el cuello y una corta cresta que le recorría la espalda. Las manos, propias de los animales que se han adaptado 
a la excavación, sugieren un estilo de vida similar al de las actuales musarañas acorazadas.
“El hallazgo demuestra que, contrario a lo que se creía, la evolución del pelo, junto con otras estructuras de la piel, no ocurrió gradualmente, sino que tuvo lugar simultáneamente en el origen del linaje”, detalló la investigadora durante la presentación en Cuenca.
Además, los tejidos blandos fosilizados en el tórax y el abdomen forman lo que los autores creen que es un diafragma muscular. Jesús Marugán-Lobón, del mismo equipo de trabajo, resaltó que “Spinolestes conserva los bronquiolos pulmonares y el contorno del hígado, demarcando la ubicación del diafragma, lo que ​proporciona la huella más antigua del sistema respiratorio en mamíferos”.
“Las impresiones de piel ofrecen además la primera evidencia de pabellones auriculares en el registro fósil de este grupo biológico”, destacó Hugo Martín-Abad, también de la Unidad de Paleontología de la UAM.
Los investigadores españoles firman el trabajo junto a paleontólogos de las Universidades de Bonn (Alemania), Rennes (Francia) y Chicago (EE.UU.).

Restos fósiles de Spinolestes xenarthrosus. / UAM

Técnicas de microscopía electrónica de barrido (SEM), tomografía computarizada (TC) y análisis de composición mineral por energía dispersiva de rayos X (EDAX), han permitido obtener imágenes a nivel celular del tejido blando y el pelo de este pequeño excavador.

Un humedal primigenio

En más de 30 años de investigación, el yacimiento de Las Hoyas ha revelado el registro completo de un humedal del Cretácico Inferior compuesto por más de 250 especies, entre las que se encuentran importantes fósiles de dinosaurios (Pelecanimimus, Concavenator) y aves primitivas con dientes y garras (Iberomesornis, Concornis).
Los suelos anegados, charcas y lagunas de agua dulce que dominaron el lugar, sumado a un fino y poco frecuente proceso de fosilización atribuido a algas y bacterias, han terminado por ofrecer un escenario privilegiado para el estudio de importantes hitos evolutivos, como el momento en el que aparecieron las primeras plantas con flores y la diversificación de muchas de las especies animales que hoy conocemos.

Referencia bibliográfica:

A Cretaceous eutriconodont and integument evolution of early mammals. Doi:10.38/Nature14905.

LAS RAÍCES, TALLOS Y HOJAS DE LAS PLANTAS SE COORDINAN

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Las plantas disponen de un sistema de coordinación eficaz entre sus órganos (hojas, tallos y hojas) que a pesar de su especialización, trabajan conjuntamente entre ellos, más de lo que se pensaba. Así lo reflejan los análisis efectuados por investigadores de la Universidad de Córdoba y el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla en cerca de 40 especies vegetales de Sierra Nevada.

Científicos de la Universidad de Córdoba toman muestras vegetales en Sierra Morena. / Rafael Villar

Las plantas, al igual que otros seres vivos, presentan distintos órganos especializados según su función. Así, las hojas están especializadas en captar la luz, las raíces en absorber el agua y los nutrientes del suelo, y el tallo en transportarlos a las hojas. Dada la diversificación de funciones, se podría esperar que las características de los distintos órganos fueran muy diferentes.
Actualmente, en ecología vegetal existe un intenso debate sobre si estas características o atributos (llamadas rasgos funcionales) de las hojas, tallos y raíces funcionan de forma coordinada o no. La aclaración sobre este dilema aportaría luz a cómo funcionan las plantas y así poder predecir mejor los efectos potenciales de los cambios ambientales, como aquéllos derivados del cambio climático, sobre la composición de las comunidades vegetales.
En este marco, el Área de Ecología de la Universidad de Córdoba y el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS-CSIC) han colaborado en un estudio a escala local, en Sierra Morena, donde se ha analizado la coordinación funcional de rasgos localizados en hojas, tallos y raíces en 38 especies de plantas leñosas pertenecientes a nueve comunidades vegetales seleccionadas a lo largo de un gradiente de humedad del suelo. “Por medio de este trabajo, se confirma que esta coordinación general entre órganos existe”, explica Rafael Villar, del Área de Ecología de la UCO. 
El estudio, que pertenece a la tesis doctoral de Enrique G. de la Riva y ha sido publicado en la revista Journal of Vegetation Science, muestra una gran coordinación entre los rasgos funcionales de los diferentes órganos. Por ejemplo, las especies que presentaron una alta densidad en el tallo, también la mostraron a nivel de hoja y raíz.
Estos resultados apoyan la existencia de lo que se denomina un ‘espectro de economía’ a nivel de la planta entera en especies leñosas mediterráneas. Las hojas siguen este patrón. Por un lado, hay hojas finas, con un bajo peso específico, que presentan una alta concentración de nitrógeno en la hoja. Estas características se vinculan con una alta tasa de fotosíntesis.
En el extremo opuesto hay plantas con las características opuestas, con un alto peso específico y con baja concentración de nitrógeno. Si se trazara una línea, se observaría que no hay plantas con hojas que se salgan de ese patrón general. El trabajo permite apoyar la existencia de este espectro, publicado por primera vez en Nature y en el que participó el profesor Villar.

Misma coordinación en comunidad

 Por otro lado, esa misma coordinación entre órganos se ha comprobado a nivel de comunidad, encontrándose valores de coordinación aún más altos. Además, encontramos que la distribución de las distintas comunidades a lo largo de un gradiente de humedad en el suelo siguió un patrón muy definido.
Así, las zonas con menor disponibilidad de agua están dominadas por comunidades en las que las especies presentan un uso más conservativo de los recursos, mientras que en zonas más húmedas dominan las especies con una estrategia más adquisitiva, con un uso más derrochador de los recursos.
Sin embargo, esta coordinación entre órganos se vuelve débil o desaparece cuando restringimos el análisis a grupos de especies que coexisten bajo un determinado ambiente, sugiriendo que la diversificación de estrategias dentro de una comunidad (a menor escala espacial) no está relacionada con el espectro de economía.
Aún está por determinar qué efectos tiene el cambio global en plantas con diferentes grados de coordinación. “Sería de esperar que aquellas especies con una coordinación más débil entre órganos sufrieran más los efectos de un incremento de temperatura y disminución de la precipitación debido al cambio climático”, explica Villar. “Esto podría ocurrir con especies que tuvieran hojas con un gran gasto de agua, pero con un tallo con una baja conducción de savia”.
El estudio está hecho con plantas leñosas para el conocimiento científico en torno a este tipo de plantas. La mayoría de estudios científicos tienen por objeto las plantas herbáceas, cuyo ciclo vital es más corto y simple. Por otro lado, el papel ecológico que tienen las plantas leñosas que forman los bosques y matorrales es mucho más importante que las herbáceas en términos de biomasa o como sumideros de carbono.

Referencia bibliográfica:

De la Riva, E. G., Tosto, A., Pérez-Ramos, I. M., Navarro-Fernández, C. M., Olmo, M., Anten, N.P.R., Marañón, T., & Villar, R. (2015). ‘A plant economics spectrum in Mediterranean forests along environmental gradients: is there coordination among leaf, stem and root traits?’ Journal of Vegetation Science. DOI: 10.1111/jvs.12341

ESCARABAJOS ‘ZOMBIS’ POR COMER HECES CON IVERMECTINA

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La ivermectina es un fármaco antiparasitario poco conocido por el gran público hasta la semana pasada, cuando sus descubridores recibieron el premio Nobel de Medicina. Un nuevo estudio con participación española demuestra que al ingerir este fármaco a través de los excrementos del ganado, los escarabajos se quedan aturdidos, incapaces de encontrar alimento y pareja, o de esconderse de depredadores.

Un grupo de escarabajos peloteros alimentándose de excremento de vaca. 

Los insectos que ingieren ivermectina, un antiparasitario muy utilizado en ganadería, pierden su capacidad para interactuar con el medio porque ven alteradas sus capacidades locomotora y sensorial, lo que podría explicar el declive que vienen sufriendo las poblaciones de estas especies de escarabajos.
Es la conclusión de un estudio liderado por el Centro Iberoamericano de la Biodiversidad de la Universidad de Alicante, en el que han participado investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), junto a un equipo de investigación multidisciplinar de varias universidades españolas y francesas. El trabajo, que aparece publicado en Scientific Reports, analiza el efecto de la ivermectina en las poblaciones de Scarabaeus cicatricosus, un escarabajo coprófago clave en los ecosistemas mediterráneos.
Considerada por la Organización Mundial de la Salud como un medicamento esencial, el uso de la ivermectina ha experimentado un crecimiento exponencial desde su descubrimiento en 1981 hasta convertirse en un tratamiento estándar contra los parásitos, incluso en humanos. Este fármaco es un derivado de una sustancia producida por una bacteria del género Streptomyces, al que también pertenecen otras bacterias productoras de antibióticos.

Se quedan "como muertos vivientes"

Estudios anteriores sugerían que las dosis administradas de este antiparasitario no producían mortalidad en los insectos que consumen las heces de los animales tratados. “Con esta investigación hemos detectado cómo concentraciones de ivermectina menores a las que pueden observarse en el campo alteran radicalmente el comportamiento de los escarabajos, que quedan aturdidos, como muertos vivientes, impidiéndoles realizar con normalidad tareas biológicas sencillas como encontrar alimento, pareja o esconderse de depredadores”, explica el investigador del MNCN Jorge M. Lobo.
“Estos resultados pueden ayudarnos a entender el declive en las poblaciones de estas especies que varios investigadores ya detectaron hace tiempo. La disminución del censo de estas especies supone, además de un problema para la gestión de los pastizales, una pérdida irreparable de la biodiversidad de los ecosistemas mediterráneos y una alerta sobre los efectos desconocidos, pero graves, que podríamos estar causando con la contaminación debida al abuso de productos farmacéuticos”, continúa Lobo.
Para este trabajo los investigadores han utilizado por primera vez técnicas de electroantenografía, olfatometría y sensores de fuerza capaces de ofrecer medidas de potencia muscular y aptitud sensorial de los insectos. “Estas técnicas nos han permitido abordar el análisis desde una nueva perspectiva y obtener una visión más completa de los efectos de la ivermectina”, afirma el investigador.

Referencia bibliográfica

Verdú, J.R., Cortez, V., Ortiz, A.J., González-Rodríguez, E., Martínez-Pinna, J., Lumaret, J.P., Lobo, J.M., Numa, C. & Sánchez-Piñero, F. 2015. Low doses of ivermectin cause sensory and locomotor disorders in dung beetles. Scientific Reports 5: 13912. DOI: 10.1038/srep13912

sábado, 10 de octubre de 2015

COLABORACIÓN AVANZADA ENTRE CUERVOS, Y TAMBIÉN PRESENCIA DE VIVIDORES

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Vividores, gorrones, caraduras y otros calificativos se aplican comúnmente a individuos humanos que se aprovechan de los recursos de los demás pero no les corresponden cuando es su turno de ayudar. En los cuervos, la colaboración alcanza niveles sofisticados pero también se da el fenómeno de los vividores, y estos son detectados y marginados por los demás, como se ha comprobado en una nueva investigación.

A través de la cooperación, los cuervos podían conseguir un trozo de queso cada uno. (Foto: Jorg Massen, Universität Wien)

Varios estudios recientes ya han revelado que los cuervos se hallan entre las especies de pájaros más inteligentes e incluso entre las especies en general. El equipo de Jorg Massen, de la Universidad de Viena en Austria, añade ahora la cooperación selectiva al ya impresionante currículum de los cuervos. En el ámbito silvestre, ya se sabía que los cuervos son capaces de cooperar cuando, por ejemplo, necesitan hacer frente a un depredador mediante la estrategia de atacarle en grupo hasta lograr hacerle huir. Mediante unos ingeniosos experimentos con cuervos cautivos, ahora ha sido posible investigar cuán selectivos son al escoger individuos con los que cooperar.
En el experimento, dos cuervos tenían que tirar simultáneamente de dos extremos de una cuerda para deslizar una plataforma con dos trozos de queso a los que así poder alcanzar. Si solo tiraba un único individuo, la cuerda se acababa deslizando fuera de la plataforma y los pájaros se quedaban sin queso. Sin ningún tipo de adiestramiento, los cuervos resolvieron la tarea de forma espontánea y cooperaron exitosamente. Sin embargo, resultó que no lo hacían igualmente bien con todo el mundo, y que preferían trabajar más con amigos que con enemigos.
Lo más interesante ocurría cuando uno de los dos pájaros hacía trampa y en vez de tomar solo su propia recompensa, robaba también la de su compañero. Las víctimas de tales estafas se daban cuenta inmediatamente de la calaña de su fallido socio y no tardaban en desertar de la alianza ante pruebas posteriores junto al mismo individuo. Asumían que no era de fiar y que por tanto no valía la pena trabajar en equipo con él porque la recompensa final estaba seriamente amenazada. De ese modo, el destino de los caraduras era acabar siendo marginados por sus compañeros. Esta conducta de rechazo a los vividores y cooperación preferente con los honrados había sido vista anteriormente solo en humanos y chimpancés.

LA EVIDENCIA MÁS ANTIGUA DE OXÍGENO LIBERADO POR FOTOSÍNTESIS

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Unos análisis recientes muestran que ciertas rocas con contenido de hierro que se formaron en el fondo oceánico hace 3.200 millones de años presentan pruebas inequívocas de presencia de oxígeno. La única fuente lógica para ese oxígeno es el ejemplo más temprano conocido de fotosíntesis por organismos vivos.

Aaron Satkoski sostiene una muestra extraída de una roca de hace 3.230 millones de años, encontrada en Sudáfrica. La muestra proporciona la prueba más antigua conocida de fotosíntesis del oxígeno. (Foto: David Tenenbaum/University of Wisconsin-Madison)

Se sabe, por rocas de hace 3.400 millones de años, que el océano no contenía prácticamente oxígeno libre en esa época. Investigaciones recientes han mostrado que hubo un pequeño aumento en el oxígeno a partir de hace 3.000 millones de años.
Las rocas ahora analizadas por el equipo de Aaron Satkoski y Clark Johnson, de la Universidad de Wisconsin-Madison en Estados Unidos, tienen 3.230 millones de años, y están bastante bien conservadas. Son del tipo conocido como jaspe, con una composición química rica en óxido de hierro y cuarzo.
Las causantes más probables de la liberación del oxígeno que luego pasó al óxido de hierro de esas rocas son las cianobacterias, organismos fotosintéticos antiquísimos que vivieron en las aguas oceánicas de aquellos tiempos remotos.
La prueba más temprana de la existencia de vida se remonta ahora mismo a 3.500 millones de años atrás, así que la fotosíntesis del oxígeno surgió no mucho después que la propia vida.
Hasta hace poco, se creía que el oxígeno fue escaso en la Tierra hasta la Gran Oxidación, un fenómeno acaecido hace entre 2.400 y 2.200 millones de años, que consistió en un marcado aumento en la cantidad de oxígeno en la atmósfera, como consecuencia de la actividad de microorganismos fotosintéticos que producían oxígeno y que proliferaron de modo masivo en todas partes del planeta.

LA PARTE MÁS INTERNA DEL NÚCLEO DE LA TIERRA SE FORMÓ HACE ENTRE 1.000 Y 1.500 MILLONES DE AÑOS

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Un análisis de nuevos datos indica que el núcleo interno de la Tierra se formó hace entre 1.000 y 1.500 millones de años, a medida que se solidificaba a partir del núcleo exterior (la parte más externa del núcleo).

El núcleo interno es la masa más profunda de la Tierra. Es una bola de hierro sólido tan grande como Plutón y se halla rodeado por un núcleo exterior líquido. (Foto: Kay Lancaster, Department of Earth, Ocean and Ecological Sciences, University of Liverpool)

El núcleo interno es la masa más profunda de la Tierra. Se trata de una bola de hierro sólido tan grande como Plutón que se halla rodeada por el citado núcleo externo, líquido. El núcleo interior es una adición relativamente reciente a nuestro planeta, y establecer cuándo se formó es motivo de vigoroso debate científico, con estimaciones que van de 500 a 2.000 millones de años atrás.
En un nuevo estudio, el equipo de Andy Biggin, de la Universidad de Liverpool en el Reino Unido, analizó registros magnéticos de antiguas rocas ígneas y ha descubierto que hubo un súbito incremento en la intensidad del campo magnético terrestre hace entre 1.000 y 1.500 millones de años.
Este campo magnético aumentado es visto como una indicación probable de la primera aparición de hierro sólido en el centro de la Tierra, y el punto de la historia de nuestro planeta en el que el núcleo interno sólido empezó por primera vez a solidificarse como consecuencia del enfriamiento del núcleo exterior fundido.
Este hallazgo podría cambiar el conocimiento científico del interior de la Tierra y su historia. La fecha de esta primera aparición del hierro sólido o “nucleación” del núcleo interno es muy controvertida pero no puede dejarse de lado ya que resulta crucial para averiguar las propiedades y la historia del interior de la Tierra, y de tal fecha depende también la manera en que se generó el campo magnético terrestre, el cual actúa como un escudo contra la radiación dañina del Sol, y como ayuda para la navegación.
Los resultados del nuevo análisis sugieren que el núcleo terrestre se está enfriando menos rápidamente de lo que se pensaba con anterioridad. También sugiere un promedio del ritmo de crecimiento del núcleo sólido interno de aproximadamente 1 milímetro por año.

UNA ESPECIE DE SABINA FAVORECE EL DESARROLLO DE OTRAS PLANTAS

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La alta montaña mediterránea atesora una gran biodiversidad de plantas pero su persistencia está seriamente amenazada por el cambio climático. Al estudiar las interacciones de la vida vegetal, un equipo de la Universidad de Valladolid ha descubierto, a partir del estudio de los anillos de crecimiento de los árboles, que la sabina rastrera (Juniperus sabina L.) favorece el crecimiento de otras plantas de muy diversas formas y a distintos niveles. El trabajo aporta información de gran interés para la conservación de este ecosistema.

Alta montaña mediterránea, con sabina rastrera en primer plano. / Ana Isabel García-Cervigón

Investigadores del Laboratorio de Botánica de la Universidad de Valladolid (UVa) han realizado hallazgos sobre las interacciones que se producen entre plantas de las montañas mediterráneas. En concreto, han estudiado cómo la sabina rastrera (Juniperus sabina L.) favorece el desarrollo de otras plantas, una información de gran interés para trabajar en su conservación y enfrentar los efectos de los principales motores de cambio global: el cambio en los usos del suelo (el abandono de usos tradicionales agrarios extensivos –agricultura y ganadería–) y el cambio climático.
Según los investigadores, la alta montaña mediterránea atesora una gran biodiversidad de plantas pero su persistencia está seriamente amenazada. En relación con el cambio climático, un aumento de la temperatura y una disminución de las precipitaciones acrecentará el estrés climático que soportan estas plantas.
En este contexto, para favorecer su conservación es necesario comprender los mecanismos que configuran estos ecosistemas y así poder predecir su dinámica futura. En esta línea trabaja desde hace cinco años una de las investigadoras del Laboratorio de la UVa, Ana García-Cervigón, quien ha defendido recientemente su tesis doctoral.
Como explica la científica, las interacciones entre plantas son una de las principales fuerzas que definen y controlan la estructura de las comunidades vegetales. Estas relaciones pueden ser positivas (conocidas como facilitación) o negativas (conocidas como competencia), y su signo depende del contexto ambiental. En ambientes duros, donde los recursos escasean, predominan las interacciones positivas y las plantas se favorecen mutuamente, mientras que en ambientes más benévolos y con mayor disponibilidad de recursos la competencia aumenta.
Las montañas mediterráneas son ambientes duros para las plantas desde un punto de vista climático, puesto que el frío del invierno y la sequía del verano limitan el período adecuado para el desarrollo vegetal y, por tanto, es esperable que las interacciones positivas entre plantas jueguen un papel importante en la estructuración de las comunidades y en el funcionamiento de las poblaciones y los individuos.
Es el caso de la sabina rastrera, una especie de las montañas mediterráneas que desempeña un papel muy importante en la organización de la vida vegetal en estos ecosistemas. “La sabina rastrera mejora las condiciones de humedad y nutrientes del suelo y de este modo favorece el desarrollo de otras plantas cuando estas crecen bajo su copa, es decir, las facilita", detalla García-Cervigón, autora principal del estudio publicado en Oecologia.

Las pistas que dejan los anillos de crecimiento

Aunque el papel de este arbusto como facilitador de otras plantas ya había sido demostrado en algunos estudios previos, el trabajo aporta un enfoque novedoso: el dendrocronológico. “Al tratarse de una especie con anillos de crecimiento su análisis puede ser potencialmente incluido como complemento a los estudios ecológicos habituales. Hasta el inicio de esta tesis no se había trabajado con los anillos de crecimiento de esta especie", recuerda.
La dendrocronología permite así incluir una perspectiva temporal. “Las plantas forman un anillo en el tallo o tronco por cada año de vida y, como consecuencia, los anillos de crecimiento acumulan información de todos estos años", subraya la experta.
"Contando todos los anillos podemos saber la edad exacta de una planta de forma inmediata y además podemos ver, por ejemplo, variaciones en su crecimiento en grosor de un año a otro que estarían relacionadas con las condiciones ambientales de cada año: en años mejores (más húmedos y menos calurosos en verano) los anillos serán más anchos, mientras que en años más duros (con una sequía estival intensa) los anillos serán mucho más estrechos", precisa García-Cervigón.
El principal hallazgo de la tesis ha sido que la sabina rastrera afecta a otras plantas de muy diversas formas y a distintos niveles, por ejemplo modificando el modo en que adquieren e invierten los recursos a nivel individual o alterando distintos parámetros demográficos (como el crecimiento o la reproducción) a nivel poblacional.
“Las interacciones entre plantas son una de las principales fuerzas que intervienen en la estructuración de las comunidades vegetales, pero las relaciones de unas plantas con otras son complejas de evaluar y afectan a muchos aspectos diferentes", agrega la investigadora.
Estos resultados implican que el hecho de tener una visión general de las interacciones entre plantas no es suficiente para poder llegar a entender el funcionamiento de los ecosistemas, sino que es necesario precisar efectos sobre los individuos, las poblaciones y las comunidades para poder trabajar en su conservación.
Además, estas conclusiones podrían hacerse extensivos a otras plantas nodriza (es decir, otras plantas que también actúan como facilitadoras, igual que la sabina rastrera) tanto en montañas mediterráneas como en otros ecosistemas, aunque sería necesario realizar estudios específicos.
Por otra parte, el trabajo pone de manifiesto el potencial del estudio de los anillos de crecimiento como complemento a las técnicas ecológicas clásicas y en formas de vida distintas a los árboles (con arbustos y herbáceas perennes), y abre muchas posibilidades de estudio con distintas especies y sobre diversos aspectos ecológicos además de las interacciones entre plantas.

Referencia bibliográfica:

García-Cervigón, A. I., Linares, J.C., Aibar, P., Olano, J. M. (2015). “Facilitation promotes changes on leaf economics traits of a perennial forb". Oecologia 179: 103-116.