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.

LA FAUNA SALVAJE RESURGE EN LAS CERCANÍAS DE CHERNÓBIL

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La explosión de la central nuclear de Chernóbil en 1986 provocó la expulsión de material radioactivo y tóxico en un radio de varios miles de kilómetros cuadrados. El accidente forzó a la población supervivente a huir de las áreas afectadas para nunca volver. 

Valeriy Yurko

Sin embargo, casi 30 años después, un estudio publicado en Current Biology, demuestra que la fauna salvaje encontrada en las inmediaciones de Chernóbil es mucho mayor ahora que antes del accidente.
“Esto no quiere decir que la radiación sea buena para los animales, sino que las consecuencias de la ocupación humana, la caza, la agricultura y la silvicultura pueden ser mucho peores”, apunta Jim Smith, de la Universidad de Portsmouth (Reino Unido) y uno de los autores del trabajo.
Según destacan los autores, la abundancia de alces, corzos, ciervos, jabalíes y lobos en estas zonas es comparable a cuatro reservas naturales de la región que no están contaminadas. Uno de los datos más significativos es que el número de lobos que habita cerca de Chernóbil es siete veces mayor que el de estas reservas naturales.

EL ANCESTRO DE LAS PLANTAS TERRESTRES ESTABA PROGRAMADO PARA SALTAR A LA ORILLA

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El alga a partir de la cual se originó la vida terrestre ya sabía cómo sobrevivir en tierra antes de abandonar el agua. Según un nuevo estudio, el antepasado acuático estaba genéticamente preadaptado para relacionarse con hongos y bacterias, como lo hacen las plantas terrestres para nutrirse del suelo.


Antocerotas. / RJB


Cuando el ancestro de las plantas actuales realizó con éxito la transición del medio acuático al inhóspito medio terrestre hace 450 millones de años, cambió el planeta. Se alteró el clima radicalmente y se sentaron las bases para la vasta diversidad terrestre.
Según un estudio internacional, con participación del Real Jardín Botánico (CSIC), el ancestro acuático de las plantas terrestres ya sabía cómo sobrevivir en tierra antes de abandonar el agua. Estaban programados para dar el salto a la orilla. Pero la transición al medio terrestre seguía siendo un misterio para los científicos.
El trabajo, publicado en la revista científica PNAS, revela que el ancestro de las plantas terrestres tenía ya la capacidad de vivir en tierra, antes incluso de transformarse en la primera planta que colonizaría la tierra. 
“Este hallazgo es importante porque nos ayuda a desentrañar la historia de cómo las primeras plantas terrestres surgieron a partir de algas de agua dulce, de cómo constituyeron relaciones simbióticas con microorganismos como hongos y bacterias y de cómo transformaron el medio terrestre para que fuese habitable”, señala Lisa Pokorny Montero, investigadora del Real Jardín Botánico (CSIC), quien en la actualidad trabaja en el Botánico de Kew de Londres (Reino Unido).
“Además, comprender las rutas genéticas implicadas podría ayudar a ingenieros agrónomos a dilucidar otras rutas semejantes, posiblemente conservadas en plantas como cereales y algas verdes, con aplicaciones en producción de biocombustibles y que ahora requieren el uso de cantidades considerables de fertilizantes químicos”, añade la investigadora española.

Interacción entre plantas terrestres y hongos simbióticos

“Esperábamos que estos mecanismos hubiesen surgido coincidiendo con la transición de las plantas al medio terrestre”, explica Jean-Michel Ané, profesor de microbiología y agronomía de la Universidad de Wisconsin en Madison (EEUU) y coautor. “La sorpresa fue encontrar en las algas los mecanismos que permiten a las plantas terrestres interaccionar con hongos simbióticos”, recalca el científico.
Este descubrimiento muestra por primera vez que las algas ya tenían la capacidad de interaccionar con microbios beneficiosos en el medio acuático. “Sin el desarrollo de esta pre-adaptación en algas la Tierra sería hoy un lugar muy distinto”, apunta Pierre-Marc Delaux, primer autor e investigador postdoctoral en UW-Madison.
En la actualidad, muchas especies de plantas dependen de relaciones simbióticas con microorganismos para desarrollarse. Famosa es la asociación de las legumbres con bacterias fijadoras de nitrógeno.
Pero muchas otras especies de plantas dependen de relaciones con hongos para transformar químicamente los minerales del suelo en formas que puedan beneficiar a dichas especies. "La adquisición eficaz de nutrientes minerales fue posiblemente uno de los iniciales retos a los que las primeras plantas terrestres tuvieron que enfrentarse", subraya Ané.
“La asociación entre plantas, algas y hongos probablemente desempeñó un papel realmente importante en la capacidad de las plantas de colonizar el medio terrestre”, cuenta el científico. “De hecho, muchos pensamos que las plantas pudieron colonizar la tierra como resultado de su capacidad para asociarse a hongos simbióticos”. Los genes necesarios para inducir la simbiosis entre plantas y microorganismos probablemente aparecieron en un ancestro común a las algas verdes y a las plantas terrestres, añade Ané.

Algas zignematofíceas. Izquierda: Muelas del pan (Roya obtusa). Derecha: Galende Lago de Sanabria (Netrium interruptum). / Antonio Guillén Oterino

Antes de este estudio no sabía mucho sobre la asociación entre algas y hongos. Las rutas genéticas empleadas en plantas para establecer simbiosis con hongos eran conocidas en hepáticas, un ancestral linaje de plantas hermano al resto de plantas terrestres. Las hepáticas medran, principalmente, en ambientes húmedos por todo el mundo y sus fósiles constituyen la primera evidencia de la transición de las plantas al medio terrestre.
“Anteriormente habíamos identificado estos mecanismos en hepáticas, pero no en algas”, indica Ané. Aunque se habían encontrado microorganismos asociados a algas, se pensaba que eran patógenos y no simbiontes. “Nadie ha estudiado estas asociaciones en algas de agua dulce. Pensamos que algunas de estas asociaciones pueden ser beneficiosas”, declara.
Las características genéticas de plantas, animales y microbios tienden a estar conservadas y a ser reutilizadas a lo largo de su historia evolutiva. El descubrimiento de las rutas genéticas que faculta la asociación con microorganismos beneficiosos tanto en algas como en cereales, que hoy en día requieren gran cantidad de fertilizantes químicos en su producción, podrían permitir diseñar formas más eficientes de adquisición de nutrientes en plantas, reduciendo de forma notable el uso de fertilizantes químicos en la agricultura y en la producción de biocombustibles.

EL ÁRBOL GENEALÓGICO DE LAS AVES ARROJA LUZ SOBRE SU EVOLUCIÓN

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La secuenciación del genoma de 198 especies de aves que viven en la actualidad y dos grupos de crocodilios ha dado nuevas pistas sobre las relaciones evolutivas de las neoaves, un grupo que incluye a la mayoría de las aves modernas. El equipo internacional de científicos destaca la importancia de este avance, fundamental para profundizar en el conocimiento de los dinosaurios, sus antepasados directos.

El estudio que publica la revista Nature profundiza en la filogenia de las aves. En la imagen, un tucán toco (Ramphastos toco). / Wikipedia

A pesar de las investigaciones que se han realizado sobre la filogenia de las aves modernas, todavía quedan muchas incógnitas por resolver sobre los dinosaurios, sus antepasados directos. Para ampliar y entender mejor el árbol genealógico de estos seres vivos, un equipo de científicos de EE UU ha analizado más de 390.000 muestras de genoma secuenciado. 
El estudio, publicado en la revista Nature, permite establecer cinco grandes grupos aviarios. El primero de ellos incluye guabairos, vencejos y colibríes. El segundo une a los cucos y las avutardas con palomas y gangas. Otro engloba a las grullas y sus familiares. El cuarto agrupa a las aves acuáticas y marinas. Y el último comprende las aves terrestres. 
Jacob Berv, investigador de la Universidad Cornell (EE UU), destaca la importancia de utilizar al grupo externo de los crocodilios en los análisis para hallar una raíz común a la filogenia de las aves. “Resulta útil porque nos permite confirmar que el grupo de los paleognatos (el cual incluye avestruces, kiwis, y tinamús, entre otros) es el grupo hermano de todas las aves que existen en la actualidad”, declara a Sinc el científico. 
Dentro de esta amalgama de seres vivos habría que destacar al hoacín (Opisthocomus hoazin), la única especie viva del orden de los Opisthocomiformes y la que tiene una línea de ascendencia más antigua, de unos 64 millones de años. 
Además, el trabajo señala que la identificación de una nueva y más amplia ramificación del grupo de aves acuáticas y marinas ha revelado una restricción evolutiva en la diversificación ecológica de las aves.
“Es posible que una temprana colonización de los nichos acuáticos y terrestres impidiese la evolución de nuevas especies en esos hábitats. Podría ser que su especialización previniera a las nuevas generaciones de desarrollar ciertas adaptaciones. También cabe la posibilidad de que se crearan especies con menor tendencia a evolucionar hacia otros estilos de vida”, expone a Sinc Richard Prum de la Universidad de Yale (EE UU).
Los investigadores destacan la dificultad de descifrar la filogenia de las neoaves debido a que el proceso de evolución se produjo rápidamente en el tiempo. Sin embargo, el estudio revela que esta adaptación se produjo en unos niveles más elevados después de la extinción masiva que tuvo lugar hace unos 65 millones de años. 

La herencia viva de los dinosaurios 

Los dos autores principales del estudio subrayan que las aves son 'dinosaurios vivientes' y que el conocimiento de su filogenia es fundamental, “porque cuanto más sepamos sobre ellas, más fácil será inferir datos sobre los grandes dinosaurios extintos”, señala Jacob Berv. 
A pesar de ello, la escasez de material con el que trabajan los científicos (muestras de fósiles muy limitadas) dificulta en gran medida profundizar en la sistemática de estos enormes reptiles.
Según señala el trabajo, debido a estas limitaciones, será necesario descubrir más sobre el origen de algunos grupos de aves (como los neognatos o los paleognatos) en el Mesozoico para seguir avanzando. 
Los científicos afirman que el siguiente paso será ampliar el número de especies a estudiar para ahondar en la filogenia de las aves. “Creo que sería razonable analizar entre el 30-50% de las aves del mundo en los próximos dos años, e intentar conseguir llegar al 95% en los tres siguientes”, concluye Prum.

Referencia bibliográfica:

Richard O. Prum, Jacob S. Berv et al. “A comprehensive phylogeny of birds (Aves) using targeted next-generation DNA sequencing” Nature DOI: 10.1038/nature15697 7 de octubre de 2015