REVIVIR POR CLONACIÓN ESPECIES EXTINTAS A PARTIR DE TEJIDOS CONGELADOS DESDE LOS AÑOS 70

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Siguiendo un camino muy explorado por la ciencia-ficción, pero para el que ahora ya hay medios técnicos capaces de convertir la ficción en realidad, un equipo internacional de científicos ha conseguido revivir y reactivar el genoma de una rana australiana extinta. Estos especialistas han logrado recuperar núcleos de células en tejidos que fueron recolectados en la década de 1970 y que han pasado unos 40 años en una cámara de congelación convencional. El objetivo final de este singular proyecto es "desextinguir" algunas especies animales de las que se posean tejidos en un estado de conservación lo bastante bueno, comenzando por la extraña rana con la que se ha trabajado en los experimentos recientes.

Esta ilustración muestra una rana que empolla los huevos en su estómago, la Rheobatrachus silus, dando a luz en su hábitat selvático en las montañas de Queensland. La rana en primer plano es otra que también se ha extinguido en la misma zona. El crustáceo es un Euastacus hystricosus, en peligro de extinción. (Imagen: Peter Schouten)

Esta rana, la Rheobatrachus silus, fue una criatura insólita que se tragaba sus huevos, los empollaba dentro de su estómago, y "paría" a sus crías expulsándolas por la boca. Se extinguió a mediados de la década de 1980.
En experimentos repetidos durante cinco años, los investigadores utilizaron una técnica de laboratorio conocida como transferencia nuclear de células somáticas, usando como donante a una rana actual, la Mixophyes fasciolatus, pero desactivando su núcleo celular y reemplazándolo por el de la rana extinta. En algunas ocasiones, se alcanzó la fase de embrión, aunque ninguno de los embriones sobrevivió más que unos días. En cualquier caso, lo que los análisis genéticos han demostrado ahora es que las células en proceso de división contenían el material genético de la rana extinta.
"Hemos convertido células muertas en células vivas, reviviendo el genoma de la rana extinta en el proceso", subraya el profesor Mike Archer, de la Universidad de Nueva Gales del Sur, en Sídney, Australia, quien encabeza el grupo de científicos dedicado al proyecto de "desextinguir" animales. "Ahora tenemos células frescas de la rana extinta preservadas criogénicamente, y que son utilizables para futuros experimentos de clonación".
El trabajo técnico fue dirigido por Andrew French y Jitong Guo (antes de la Universidad de Monash en Australia), en un laboratorio de la Universidad de Newcastle en Australia (no confundir con la universidad del mismo nombre en el Reino Unido) liderado por el profesor Michael Mahony, un reputado experto en ranas, junto con Simon Clulow y John Clulow.
Las muestras congeladas fueron conservadas y suministradas por el profesor Mike Tyler, de la Universidad de Adelaida en Australia, que ha estudiado ampliamente esa y otra especie de rana con la misma capacidad de empollar sus huevos dentro de su estómago.
Investigadores de todo el mundo están debatiendo planes atrevidos para "desextinguir" otros animales y vegetales extintos. Entre los posibles candidatos se encuentran el mamut lanudo, el guacamayo rojo de Cuba, y el moa (ave no voladora de 250 kilogramos de peso y 2,5 metros de estatura) de Nueva Zelanda.

LA DIETA HA PERMITIDO A LAS ARDILLAS VIVIR 36 MILLONES DE AÑOS

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Investigadores del Instituto Catalán de Paleontología Miquel Crusanfont (ICP) han descrito la dieta que ha permitido a las ardillas permanecer en el planeta durante 36 millones de años.

 

El estudio, realizado por Isaac Casanovas y Jan Van Dam, ha sido publicado en la revista 'Plos One' y reconstruye la alimentación de las primeras ardillas, a base de nueces y semillas, que ha permitido a esta especie sobrevivir con cambios mínimos respecto de sus ancestros.

Fue a partir de la comparación de la mandíbula de especies actuales y extintas que los expertos realizaron este estudio evolutivo, para determinar la influencia que tiene el tipo de alimentación en el periodo de vida.

Los investigadores del ICP han comparado 301 mandíbulas de 44 especies diferentes de ardillas y, de acuerdo a la morfología que presentan, se ha conocido el tiempo que han habitado el planeta, desde la existencia de un ancestro común.

Actualmente hay unas 200 especies de ardillas distribuidas en bosques de casi todo el planeta que, con su extraordinaria capacidad de adaptación y dieta se han ganado el mote de "fósiles vivientes".  

Más allá de la importancia de la alimentación, la filogenia, --la relación de parentesco entre dos especies--, puede tener un peso importante en el proceso de adaptación de estos roedores, ya que es posible que una especie haya heredado la morfología de un ancestro, en cuyo caso, tendría más peso la adaptación que la dieta.

PIGMENTOS DE PLANTAS Y BACTERIAS TAMBIÉN RECOLECTAN ENERGÍA EN LA FOTOSÍNTESIS

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Los pigmentos de las plantas y las bacterias púrpuras empleados para proporcionar protección contra el daño solar también ayudan a recolectar energía de la luz durante la fotosíntesis, según las conclusiones de un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Toronto (Canadá) y la Universidad de Glasgow (Reino Unido).

Los carotenoides, los mismos pigmentos que dan color naranja a las zanahorias y el rojo a los tomates, a menudo se encuentran juntos en las plantas con pigmentos de clorofila que cosechan energía solar. Su función principal es la fotoprotección cuando los rayos de luz del sol son más intensos, pero un nuevo estudio, publicado en la revista 'Science', muestra cómo capturan la luz azul / verde y pasarn la energía a la clorofila, que absorbe la luz roja.

"Este es un ejemplo de cómo la naturaleza explota sutilezas que probablemente pasarían por alto si estuviéramos diseñando una cosechadora de energía solar", dice Greg Scholes, profesor en el Departamento de Química de la Universidad de Toronto y autor principal del estudio.

Una serie de experimentos demostró que un "estado oscuro" del carotenoide no es un nivel oculto utilizado para la absorción de luz sino que actúa como un mediador para ayudar a pasar la energía que absorbe de manera muy eficiente a un pigmento de la clorofila.

Los investigadores realizaron espectroscopia electrónica de banda ancha bidimensional, una técnica usada para medir la estructura electrónica y su dinámica en los átomos y moléculas, en las proteínas captadoras de luz de las bacterias púrpuras. El objetivo fue caracterizar con más detalle toda la secuencia de estados cuánticos mecánicos de carotenoides que capturan la luz y canalizar la energía a las moléculas bacterioclorofilas.

Los datos revelaron una firma de un estado especial en esta secuencia que fue predicho décadas atrás y se buscó desde entonces. Los resultados ponen de manifiesto el papel de este estado oscuro en la mediación de flujo de energía a partir de los carotenoides para bacterioclorofila. "Hemos encontrado una pistola humeante en el estado predicho décadas atrás y sobre el que se viene discutiendo desde entonces", dice Scholes.

"Los procesos de transferencia de energía en sistemas naturales de los sistemas captadores de luz han sido intensamente estudiados durante los últimos 60 años, pero ciertos detalles de los mecanismos subyacentes siguen siendo controvertidos. Nuestro trabajo realmente aclara este misterio en particular", añade Richard Cogdell, profesor de Botánica en la Universidad de Glasgow y coautor del informe.

CUANDO LOS OCÉANOS DE LA TIERRA ERAN QUÍMICAMENTE HOSTILES PARA LA VIDA

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Un nuevo modelo sugiere que aguas inhóspitas, ricas en sulfuro de hidrógeno pudieron haber retrasado la propagación de formas de vida compleja en los océanos primitivos de nuestro mundo.

Hubo una época en que los océanos de la Tierra eran químicamente hostiles para la vida. (Imagen artística: Amazings / NCYT / JMC)

Los resultados de la investigación aportan conclusiones claras sobre la composición de los mares hace entre 550 y 700 millones de años, y muestran que la disponibilidad biológica del nitrógeno fue un factor clave en la regulación de un conjunto de condiciones que hacían del mar un lugar tóxico y pobre en oxígeno, lo cual probablemente demoró el establecimiento de formas de vida compleja.
Los datos obtenidos de rocas antiguas indican que las aguas oceánicas profundas de la Tierra primitiva, a diferencia de las actuales, contenían poco oxígeno, y oscilaban entre un estado rico en hierro y un estado rico en el tóxico sulfuro de hidrógeno. Este último estado es el resultado de la actividad de bacterias que sobreviven en ambientes con poco oxígeno y poco nitrato.
El estudio llevado a cabo por el equipo de Richard Boyle, de la Universidad de Exeter en el Reino Unido, muestra cómo las bacterias que usan nitrato en su metabolismo habrían desplazado a las bacterias menos eficientes energéticamente que producen sulfuro, lo cual indica que la presencia de nitrato en los océanos evitó la acumulación del tóxico sulfuro de hidrógeno.

El modelo usado en la investigación, desarrollado por especialistas de la Universidad de Exeter, en colaboración con el Laboratorio Marino de Plymouth, la Universidad de Leeds, el University College de Londres, todas estas instituciones en el Reino Unido, y la Universidad del Sur de Dinamarca, revela la sensibilidad de los océanos primitivos al ciclo global del nitrógeno. Este modelo muestra cómo la disponibilidad de nitrato, y las reacciones en el ciclo global del nitrógeno, habrían controlado la alternancia de los océanos entre los dos estados carentes de oxígeno, restringiendo potencialmente la propagación de formas tempranas de vida compleja.
Hoy en día, una gran cantidad de nitrato, en el contexto de un océano bien oxigenado, impide un retorno al inhóspito ambiente en que vivió la vida arcaica.
Determinar cómo los océanos de la Tierra han establecido la estabilidad a largo plazo ayuda a entender mejor cómo los océanos modernos interactúan con la vida y también brinda nuevos y reveladores datos sobre la sensibilidad de los océanos a cambios en su composición química.

LA IMPORTANCIA DE LOS PARÁSITOS EN LA EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS

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Hubo un tiempo en que se pensó que la batalla contra los patógenos estaba ganada. Con las vacunas, antibióticos, insecticidas ... se creyó que en poco tiempo la humanidad estaría libre de enfermedades infecciosas. Sin embargo, el gran reto que plantean estas enfermedades es que están producidas por seres vivos que evolucionan y por tanto se adaptan a los cambios de su entorno. De la mano de Santiago Merino, profesor de investigación del CSIC y del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN) y gran conocedor de las interacciones entre parásitos y hospedadores, penetramos en este fascinante mundo con el libro 'Diseñados por la enfermedad. El papel del parasitismo en la evolución de los seres vivos'.

 

Los parásitos son una parte importantísima de la vida en el planeta. Pueden desarrollarse en cualquier lugar, se encuentran hasta en los sitios más inhóspitos. Prácticamente todos los taxones de seres vivos tienen algunos parásitos entre sus filas hasta el punto que se calcula que aproximadamente la mitad son parásitos en alguna fase de su ciclo vital; incluso existen parásitos de otros parásitos. Aunque los virus son la esencia del parasitismo, el espectro de parásitos es amplísimo y abarca prácticamente todos los grupos de seres vivos: bacterias, protozoos, invertebrados, vertebrados, hongos y plantas.

Durante mucho tiempo se pensó que la selección natural actuaría favoreciendo una buena convivencia entre el parásito y el hospedador. Sin duda, esto ha ocurrido en muchas ocasiones: un ejemplo son las bacterias que colonizan nuestro intestino que nos permiten digerir el alimento mientras ellas obtienen el suyo. Pero esta relación no siempre es buena y muchas veces los parásitos son muy virulentos: es el caso del protozoo que causa la malaria, una enfermedad conocida desde el tiempo de los faraones y que sigue matando cada año cerca de un millón de personas en África.

Una de las características de la mayoría de los parásitos es su pequeño tamaño en relación con el de los hospedadores. Aun así su biomasa puede llegar a ser considerable y superar en algunos ecosistemas, como los estuarios, a la biomasa de aves y peces. Resulta difícil imaginar que entes microscópicos como los virus sean las formas vivas más abundantes de los océanos y que desempeñen un importante papel en sus procesos biogeoquímicos.

Hay estudios que demuestran una relación evidente entre las infecciones y la probabilidad de ser depredado, lo que confirma la importancia que tienen los parásitos en las relaciones entre depredadores y presas. Del mismo modo, las enfermedades podrían haber jugado un papel en la evolución de los ornamentos sexuales, que indicarían a las posibles parejas que los individuos más ornamentados o con mayor colorido tendrían una menor cantidad de parásitos y, por tanto, gozarían de buena salud, un aspecto de suma importancia a la hora de emparejarse.

 

El origen del sexo

 

La enorme influencia de los parásitos en la evolución por selección natural parece llegar hasta el mismo origen del sexo. Hay ejemplos que evidencian que la reproducción sexual es beneficiosa frente a los parásitos, lo que lleva a pensar que el sexo pudo ser una estrategia reproductiva muy importante para luchar contra el ataque de los patógenos, hasta el punto de que tal vez no habría sexo si no fuera por esta ventaja.

Frente a cualquier ataque hay que plantearse una estrategia de defensa, lo que nos lleva a hablar de la evolución del sistema inmune. En el caso de los vertebrados, la respuesta inmunitaria es tan compleja que los creacionistas opinan que se necesita un diseñador capaz de crear semejante complejidad. Lejos de tales planteamientos, carentes de todo soporte científico, lo cierto es que el sistema inmune ha evolucionado muy rápidamente y es el resultado de la coevolución entre patógenos y hospedadores.

Una forma alternativa de defenderse de los parásitos es evitar la infección, para lo cual se han desarrollado diferentes comportamientos y estrategias. Algunas aves llevan al nido plantas con propiedades bactericidas o insecticidas. Otras, como las abubillas, extienden por su plumaje una sustancia aceitosa segregada por la glándula uropigial, que contiene sustancias bactericidas que evitan que los huevos se infecten con bacterias dañinas y que los pollos recién eclosionados se contagien. Otra forma de liberarse de los parásitos que ha derivado en un comportamiento social es el espulgamiento que se da en los primates, pues al tiempo que elimina ectoparásitos de la piel de otros individuos contribuye a la cohesión social del grupo.

 

Invisibles al sistema inmune

 

En ocasiones los parásitos se hacen invisibles al sistema inmune, por lo que el asunto se complica. Es el caso de los tripanosomas, unos protozoos sanguíneos que infectan a los distintos grupos de vertebrados, desde los peces a los mamíferos. En el hombre produce dos enfermedades muy graves: la enfermedad del sueño, en África, y la enfermedad de Chagas en América, que infectan anualmente a 20 millones de personas y cuestan la vida a 100.000.

Aunque nuestra relación con los patógenos está cambiando gracias al desarrollo de la tecnología, no hemos dejado de estar bajo la influencia de las enfermedades a lo largo de la evolución. El alcance de esta influencia puede llegar al terreno espiritual: ¿Afectan los parásitos a nuestras creencias? El hecho de que las religiones sean mucho más diversas en los trópicos, donde también hay más riqueza de parásitos, que en las áreas templadas, sugiere que la evolución de comportamientos para evitar el contagio puede ser la causa de la diversificación de las creencias religiosas.

Con este libro, Santiago Merino pretende "llevar al lector a las fronteras del conocimiento en el área de la evolución de las interacciones parásito-hospedador con la intención, no de convencerle de que ya lo sabemos todo, que no es así, sino de presentar la ciencia como lo que es, una búsqueda continua de la verdad a través de los hechos". Y sin duda lo consigue, con un lenguaje cercano y su pasión por explicarnos un mundo que conoce bien.

LOS HOMÍNIDOS DEL NORTE DE ÁFRICA YA ACTUABAN COMO CARNICEROS HACE 1’8 MILLONES DE AÑOS

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Investigadores del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (Cenieh) de Burgos (España)  han hallado las primeras evidencias de uso de herramientas de piedra para extraer la carne animal de los huesos, tal y como lo realizan los carniceros actuales, en el yacimiento más antiguo del norte de África, el de El-Kherba (Ain Hanech), en Argelia, hace aproximadamente 1’8 millones de años. El trabajo ha sido publicado en la revista Journal of human evolution y se enmarca en un proyecto más amplio de investigación paleoantropológica, el Ain Hanech Paleoanthropological Project.

Marcas de corte sobre un fragmento de costilla de un hipopótamo. (Foto cedida por Mohamed Sahnouni)

Mohamed Sahnouni, investigador del Cenieh y primer firmante del artículo, explica a DiCYT que este proyecto analiza las primeras ocupaciones humanas del norte de África y las adaptaciones de estos homínidos. El de El-Kherba es un yacimiento clave en este sentido, ya que cuenta con una rica cuenca sedimentaria con depósitos desde el Mioceno medio (hace unos 14 millones de años), hasta el Pleistoceno y el Holoceno (hace unos 11.700 años).
Los investigadores del Cenieh, que colaboran en la iniciativa con la Universidad Rovira i Virgili de Tarragona y con colegas argelinos, han hallado en este yacimiento unos extraordinarios depósitos de fósiles de mamíferos, “fauna de tipo sabana africana compuesta por elefantes, rinocerontes, bóvidos grandes y pequeños, carnívoros, y otra fauna que indica la presencia de agua”. El equipo científico ha analizado si existen modificaciones en estos huesos fósiles causadas por los homínidos, para saber si en aquel momento existía un consumo de estos animales, y han obtenido unos interesantes resultados.
“Hemos estudiado la composición anatómica de estos restos y también la composición taxonómica de la fauna, y todo indica que la acumulación de estos huesos fósiles está provocada por los homínidos, que vienen a este lugar donde había agua para la materia prima, para manufacturar artefactos líticos con filos muy eficaces para cortar la carne (hechos de caliza y sílex, como cantos tallados, poliedros, esferoides, lascas y varios fragmentos), un lugar con agua que atrae también a los animales”, detalla Sahnouni.

Tras observar al microscopio las superficies de estos huesos fósiles, han encontrado marcas “claras” de cortes que demuestran la utilización de artefactos líticos para extraer la carne animal, en lo que serían las evidencias más antiguas del norte de África. Los investigadores también han hallado pruebas del uso de estos artefactos hechos de caliza y sílex para cortar carne, a través del estudio microscópico de las huellas de trazas sobre las propias herramientas, principalmente las lascas, “un hecho muy raro, ya que hasta ahora no existe ningún yacimiento del que se tengan evidencias de las dos partes, tanto de los huesos como de los utensilios, en lo que reside la importancia de este estudio”, agrega el científico.
Así, “todo indica que los homínidos de este lugar, de hace cerca de 1’8 millones de años, eran capaces de tener acceso a la carne animal”. Los análisis realizados revelan que estos homínidos realizaban varias actividades carniceras como la evisceración, desarticulación, extracción de la carne, y la fractura de los huesos de grandes mamíferos para poder obtener la nutritiva médula.
Por otro lado, al encontrarse estas evidencias en el norte de África el artículo publicado concluye "que todo el continente africano es un lugar de adaptación y desarrollo del comportamiento de los primeros homínidos", y no solo el este del continente.
Además de la adquisición de comida y la forma de subsistencia de estos homínidos, objeto del artículo publicado, el Ain Hanech Paleoanthropological Project abre otras tres líneas de investigación: la cronología de las primeras ocupaciones humanas en esta parte de África, la reconstrucción del paleoambiente de este yacimiento, de hace unos dos millones de años, y el estudio de la tecnología lítica que utilizan estos homínidos así como aspectos de su inteligencia o adaptación al medio. (Fuente: Cristina G. Pedraz/DICYT)

LA TARÁNTULA UTILIZA LA LUZ POLARIZADA DEL CIELO PARA CONOCER SU POSICIÓN RESPECTO AL NIDO

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Estudios experimentales de la Universidad Autónoma de Madrid han contribuido a determinar el papel que juegan los ocho ojos de la tarántula cuando ésta necesita orientarse para regresar a su nido. Sus resultados evidencian que utiliza la luz polarizada del cielo para resolver el problema de la determinación de su posición en relación al nido y que captan esta luz solo por uno de los cuatro pares de ojos: los medianos anteriores (OMA).

Disposición de los 4 pares de ojos en el cefalotórax de la araña Lycosa tarantula. Imagen: Joaquín Ortega Escobar, UAM.

Científicos de la Facultad de Psicología de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) han relacionado características físicas de las tarántulas con las capacidades de su comportamiento para descifrar cómo se orientan para regresar a sus nidos.

“Estudios análogos de comportamiento guiado visualmente en la vuelta al nido se habían realizado hasta ahora sobre todo en insectos sociales como la abeja de la miel y hormigas del desierto, pero existen pocos análisis realizados en arañas”, explica Joaquin Ortega Escobar, investigador de la UAM especializado en los mecanismos de orientación de la tarántula.

La araña Lycosa tarantula (Araneae, Lycosidae) posee cuatro pares de ojos: ojos medianos anteriores (OMA), ojos medianos posteriores (OMP), ojos laterales anteriores (OLA) y ojos laterales posteriores (OLP). La pregunta de partida que se han planteado los investigadores para estudiar los mecanismos de orientación de este animal es: ¿En el proceso de vuelta a casa, cuáles de los cuatro pares de ojos le sirven a la tarántula para determinar su posición en relación al nido y la distancia que ha recorrido?

 

Los ojos medianos anteriores captan la luz polarizada celeste

 

Los estudios han evidenciado que, bajo condiciones naturales, la tarántula utiliza la luz polarizada del cielo para resolver el problema de la determinación de su posición en relación al nido. También han aclarado que el patrón de luz polarizada celeste es captado sólo por uno de los cuatro pares de ojos con los que cuenta el artrópodo: los ojos medianos anteriores (OMA), que disponen de fotorreceptores adecuados para dicha percepción y su campo visual está dirigido hacia el cenit.

Según añade Ortega Escobar, “en el laboratorio ya habíamos logrado también determinar que era necesaria información lumínica para que el animal pudiera realizar el giro necesario para volver a su nido, y que esa información era captada únicamente por un par de ojos, los ojos laterales anteriores (OLA)”.

En un estudio más reciente, publicado en el Journal of Experimental Biology, el investigador constató un avance. En concreto, logró determinar cuál de los cuatro pares de ojos está implicado en la detección de los cambios visuales del sustrato sobre el que se desplaza el animal cuando vuelve a su nido.

 

Tarántulas en el laboratorio

 

Para determinar lo anterior, los animales fue entrenados a salir de su nido caminando sobre un sustrato consistente en una rejilla de bandas alternantes negras y blancas de una anchura de 3 milímetros, cuya orientación era perpendicular al sentido de desplazamiento de los animales.

Durante el experimento, la rejilla se giraba 90º de tal manera que su orientación quedara paralela a la dirección teórica de vuelta al nido. En los desplazamientos de entrenamiento, la dirección media hacia la que caminaban los animales no era estadísticamente diferente de la del nido. En los desplazamientos del test, la dirección media era estadísticamente diferente de la del nido.

El estudio planteó también la cuestión de a través de qué par de ojos se percibía el cambio de orientación del substrato. Para ello, se realizó el mismo experimento pero con un grupo de animales en el que los únicos ojos destapados eran los OLA, y otro grupo en el que los únicos ojos tapados eran esos mismos.

El resultado fue que el primer grupo no se orientaba con precisión hacia el nido, mientras que en el segundo grupo sí tenía una orientación precisa. Por lo tanto, concluye el investigador en su estudio, los animales que ven solo con los ojos laterales anteriores sí perciben la rotación del substrato, mientras que los que ven con el resto de los ojos se comportan como si no se hubiera rotado el substrato.

 

Referencia bibliográfica:

 

Joaquín Ortega-Escobar. Anterior lateral eyes of Lycosa tarantula (Araneae, Lycosidae) are used during orientation to detect changes in the visual structure of the substratum. Journal of Experimental Biology, 214, 2375-2380. Doi: 10.1242/jeb.055988.