martes, 8 de septiembre de 2015

CUATRO GRANDES ETAPAS MARCARON LA EVOLUCIÓN DEL CUERPO HUMANO

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Un grupo de investigadores de los yacimientos de la Sierra de Atapuerca –encabezados por Juan Luis Arsuaga, director científico del Museo de la Evolución Humana de Burgos– ha analizado los fósiles de la Sima de los Huesos y propone un modelo de la evolución del cuerpo humano en cuatro grandes fases o diseños anatómico-funcionales.

Representación de Homo erectus junto a un Homo sapiens. / Fotolia

Investigadores de diferentes centros españoles, liderados por el Centro Mixto Universidad Complutense de Madrid e Instituto de Salud Carlos III de Evolución y Comportamiento Humanos, han analizado con todo detalle la colección de fósiles del esqueleto postcraneal (del cuello para abajo), recuperados durante los últimos 20 años en el yacimiento de la Sima de los Huesos (Atapuerca), datado en unos 430.000 años.
El análisis de los restos de la Sima de los Huesos –el mayor conjunto de huesos del cuerpo jamás hallado, que representa una parte muy importante del registro fósil del esqueleto (excluido el cráneo) anterior a los neandertales y a los humanos modernos–  ha permitido establecer cuatro grandes patrones sucesivos en la evolución del cuerpo humano.
Según los resultados, que se publican en la revista PNAS, las cuatro etapas incluyen la de los ardipitecos (arborícola y tal vez ocasionalmente bípedo); la de los australopitecos (bípedo obligado pero con notables capacidades arbóreas); la del humano “arcaico” al que pertenecen Homo erectus y la población de la Sima de los Huesos (de cuerpo alto en comparación con los tipos somáticos anteriores, ancho y robusto, y locomoción exclusivamente terrestre); y la del humano moderno (de tipo alto, estrecho y esqueleto grácil).
"Se ha realizado una investigación global del esqueleto (forma del cuerpo, peso, altura, dimorfismo del tamaño corporal) y un análisis detallado de cada parte anatómica para poder establecer la evolución de la forma del cuerpo en el género Homo que ahora se propone”, aclara Carlos Lorenzo, uno de los coautores del estudio e investigador del Instituto Catalán de Paleoecología Humana y Evolución Social (IPHES).

El caso de los neandertales

En cuanto al somatotipo de los neandertales, los autores concluyen que pertenecería al tercer tipo, “aunque estos humanos habrían desarrollado ciertas características propias, algunas de las cuales ya se insinúan en la población de la Sima de los Huesos, que ayuda así a entender mejor el origen de los rasgos neandertales”, declara el equipo, encabezado por Juan Luis Arsuaga, director científico del Museo de la Evolución Humana de Burgos.
El trabajo señala que los humanos de la Sima de los Huesos eran relativamente altos –una estatura media de 1,63 metros–, con anchos y musculosos cuerpos –con una masa corporal media de unos 69 kilos– pero menos masa cerebral que la de los neandertales. Estos compartieron muchas características con los neandertales que no están presentes en los humanos modernos, según indican los análisis de los restos postcraniales.
Para los investigadores, este modelo arroja luz sobre el tamaño y anatomía general de los primeros humanos que vivieron durante el último millón de años antes de la aparición de los humanos modernos.

Referencia bibliográfica:

Juan-Luis Arsuaga et al. “Postcranial morphology of the middle Pleistocene humans from Sima de los Huesos, Spain” PNAS 31 de agosto de 2015

lunes, 31 de agosto de 2015

EL POLVO PRESENTE EN UN HOGAR PERMITE DEDUCIR EL GÉNERO DE LOS INQUILINOS Y LA ZONA GEOGRÁFICA

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El simple y ordinario polvo recolectable en una vivienda común alberga una amplia colección de bacterias y hongos, y, tal como se ha comprobado en una nueva investigación, ese contenido puede servir no solo para identificar la región geográfica donde se halla esa vivienda, sino también la proporción entre inquilinos e inquilinas, e incluso la presencia habitual de un animal doméstico.

Una muestra de polvo doméstico vista al microscopio. (Foto: NIAID)

Los nuevos hallazgos destacan la impresionante cantidad de diversidad microbiana que hay en una vivienda típica y lo mucho que estos organismos pueden revelar sobre las casas en las que habitan.
El equipo de Noah Fierer y Albert Barbarán, de la Universidad de Colorado en Boulder, Estados Unidos, examinó aproximadamente 1.200 hogares de todo el territorio continental de Estados Unidos. Las muestras de polvo tomadas dentro de cada hogar y en su entorno exterior cercano permitieron hacer análisis muy detallados.
Los resultados indican que, en promedio, cada vivienda contiene más de 5.000 especies diferentes de bacterias y alrededor de 2.000 especies de hongos. Aunque la investigación se ha hecho en Estados Unidos, buena parte de lo que revela puede extrapolarse a otras naciones. Las comunidades fúngicas en las viviendas tienden a ser las más delatadoras de la ubicación geográfica de una casa, mientras que las comunidades bacterianas proporcionan las mejores pistas sobre la identidad de sus macrohabitantes.
El hecho de que las comunidades de hongos presentes en el polvo doméstico dependan mucho de la geografía se debe a que la mayoría de estos hongos son transportados al interior de la vivienda desde fuera de ella, por acción del viento que los arrastra desde la tierra del suelo y hojas de vegetales. En cambio, en la composición de la población doméstica bacteriana la zona geográfica donde esté situada la vivienda influye menos que otros factores.
A partir de las muestras de polvo, los investigadores pudieron deducir con gran certeza la presencia de mascotas como perros y gatos viviendo en el domicilio, y con un grado de certeza algo menor, la proporción entre ambos géneros de las personas residentes. Las viviendas cuyos únicos inquilinos eran varones presentaban una composición bacteriana diferente que las viviendas con inquilinos masculinos y femeninos.
Los resultados de la investigación abren la puerta hacia la incorporación de nuevas técnicas forenses, útiles en pesquisas policiales, para investigaciones médicas sobre alergias, y en otras labores.

LO QUE LA BIOLOGÍA DE LA TIERRA PUEDE DECIRNOS SOBRE LOS POSIBLES SERES VIVOS DE OTROS MUNDOS

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Las formas que ha adoptado la vida en la Tierra a lo largo de su historia son tan variadas, y a veces tan exóticas, que en algunos casos podríamos creer que estamos ante una criatura extraterrestre. La vida se resiste a extinguirse y es capaz de adaptarse de manera asombrosa al medio, incluso cuando este resulta mortífero para otros seres del mismo mundo. Así ocurre en la Tierra, donde existen criaturas que se pasan años sin consumir agua, algunas que sobreviven a temperaturas tan bajas como las reinantes en las lunas de Saturno, otras que pueden sobrevivir en el vacío del espacio, microbios que soportan un nivel de radiactividad tan grande que pueden vivir en los circuitos de refrigeración de reactores nucleares, e incluso algunos que podrían prosperar en ambientes específicos de Marte estableciendo allí colonias.

En este punto de Marte se posó el vehículo de aterrizaje de la sonda espacial Viking 2. Dicho vehículo operó en la superficie del Planeta Rojo desde 1976 hasta 1980. (Foto: NASA / Mary A. Dale-Bannister / Washington University in St. Louis)

Algunos de los organismos más inusuales encontrados en la Tierra proporcionan pistas clave a Dirk Schulze-Makuch, de la Universidad del Estado de Washington, en Pullman, Estados Unidos, para avanzar en una fascinante línea de investigación en la que trabaja desde hace tiempo, la de predecir cómo podría ser la vida en otras partes del universo. Este científico se basa en lo que se conoce acerca de los seres que habitan en los lugares de la Tierra con las condiciones más hostiles para la vida, y sobre lo que se sabe de las condiciones ambientales reinantes en Marte y en Titán (una luna de Saturno), para esbozar cómo podría ser la vida en otros mundos.
Más allá de los microbios, que en ese sentido son los organismos estrella de casi toda extrapolación sobre vida alienígena elemental, hay algunos casos que han recibido mucha atención últimamente. Schulze-Makuch siente un gran interés por un tipo de escarabajos conocidos como escarabajos bombarderos. Estos insectos excretan una explosiva mezcla de peróxido de hidrógeno y otros productos químicos para protegerse de sus depredadores.
En otros planetas, bajo condiciones de gravedad similares a las presentes en Marte, un animal alienígena parecido a un escarabajo bombardero podría generar en su cuerpo una reacción química propulsiva similar, aunque en vez de usarla para escupir un chorro contra un depredador le serviría para impulsarse hasta 300 metros por el aire, según cálculos recientes.
La vida de la Tierra, pese a su conjunto de herramientas bioquímicas tan ajustado a nuestros ecosistemas, cuenta con algunas especies capaces de sobrevivir en un planeta como Marte, y la cantidad de especies podría incrementarse de modo notable con la ayuda de algunas nuevas adaptaciones biológicas que la evolución se hubiera encargado de introducir. En primer lugar, los organismos deberían tener una manera de conseguir agua en un entorno que se asemeja a una versión mucho más seca y fría del desierto de Atacama en Chile. Una adaptación posible sería usar una mezcla de agua y peróxido de hidrógeno, en vez de solo agua, como un líquido intracelular.
El peróxido de hidrógeno es un anticongelante natural que ayudaría a los microorganismos a sobrevivir durante los gélidos inviernos marcianos. También es higroscópico, y de modo natural atrae las moléculas de agua de la atmósfera.
Durante el día, unos microorganismos similares a las plantas, situados en una superficie parecida a la de Marte, podrían obtener peróxido de hidrógeno mediante fotosíntesis. Por la noche, cuando la atmósfera estuviera relativamente húmeda, podrían utilizar su peróxido de hidrógeno almacenado para extraer agua de la atmósfera, algo similar a cómo las comunidades microbianas en el desierto de Atacama subsisten de la modesta humedad que puede aportarles el aire debido a la relativa cercanía de la costa.
Y aquí es donde encajaría la hipotética criatura parecida a los escarabajos bombarderos de la Tierra. Este alienígena, con un cuerpo más grande y más complejo que el de dichos escarabajos, podría utilizar a los microorganismos descritos como fuente de alimento y de agua. Para trasladarse de una parcela poblada de microorganismos a otra de igual contenido, y así nutrirse cada vez que lo necesitase y ya no le quedase alimento en la parcela donde estuviera, podría utilizar la forma de propulsión descrita.
En mundos todavía más distintos de la Tierra que Marte, como por ejemplo Titán o astros parecidos a esta luna de Saturno, la bioquímica necesaria para sostener la vida ya no tendría casi ningún punto de contacto con la de la Tierra. La vida en un planeta del tipo de Titán requeriría una bioquímica completamente distinta a la que sustenta la vida en la Tierra.
Debido a su mayor distancia al Sol, Titán es mucho más frío que la Tierra. Su temperatura en la superficie es, en promedio, de 180 grados centígrados bajo cero. Además, no existe agua líquida en la superficie ni dióxido de carbono en la atmósfera. Ambas sustancias químicas son esenciales para la vida como la conocemos.
Si existe vida en Titán, o en un planeta parecido de algún lugar del universo, debe utilizar como líquido intracelular algo que no sea agua. Una posibilidad es un hidrocarburo líquido como el metano o el etano. Estas hipotéticas formas de vida no estarían basadas en el agua y podrían morar en lagos de metano y etano líquidos, que en el caso de Titán ocupan una porción considerable de la superficie. Para tales criaturas, este singular medio líquido cumpliría en esencia la misma función básica que el agua líquida desempeña para los microorganismos acuáticos de la Tierra, tal como argumenta Schulze-Makuch.
Esos seres extraterrestres hipotéticos emplearían el hidrógeno de un modo comparable a como los humanos y muchas otras formas de vida de la Tierra usamos el oxígeno. En su caso, sin embargo, se generaría una reacción química entre el hidrógeno y el acetileno, la cual produciría metano en vez de dióxido de carbono y aportaría energía a las formas de vida.
Debido al ambiente gélido en el que morarían estos organismos aptos para vivir en Titán, poseerían células muy grandes (en comparación con lo que es normal en la Tierra) y un metabolismo muy lento. La extrema lentitud de su metabolismo significaría que el envejecimiento tendría lugar mucho más despacio que en cualquier forma de vida como la conocemos, lo que muy posiblemente se traduciría en una longevidad muy superior a la del más longevo de los seres vivos de nuestro mundo. Esto también acarrearía una velocidad evolutiva mucho más lenta que la existente en la biosfera de la Tierra.
De todas las posibles formas que puede adoptar la vida basada en agua y carbono, solo conocemos, y no necesariamente a fondo, una ínfima parte de ellas, la que corresponde a las especies que hoy existen en la Tierra y a algunas de las que existieron en el pasado. En cambio, esta diminuta parte de la biodiversidad potencial ya es capaz de sorprendernos con todo tipo de seres exóticos. ¿Qué podemos pues esperar sobre formas de vida tan distintas a las de la Tierra que ni siquiera comparten nuestra química básica? Schulze-Makuch tiene claro que estas podrían resultar mucho más sorprendentes que la más exótica de las criaturas de nuestro mundo.

DIEZ AÑOS BUSCANDO VIDA MICROBIANA EN EL DESIERTO DE ATACAMA

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Jacek Wierzchos y Carmen Ascaso, del Museo Nacional de Ciencias Naturales (España), llevan más de diez años buscando vida en el desierto de Atacama y en junio la NASA aprobó su participación en este programa a través del proyecto de tres años de duración: Microbial Communities of the Atacam Desert as Model System for Dry Worlds (Comunidades microbianas del desierto de Atacama como un modelo  para los mundos áridos).

Desierto de Atacama: el lugar más árido y más irradiado por el sol en el Planeta. Formaciones de ignimbrita colonizadas por cianobacterias. (Foto: J. Wierzchos)

El objetivo del proyecto es identificar las características y la distribución de ambientes potencialmente habitables en el Sistema Solar y la Nas contará con el grupo de investigación ECOGEO que lleva más de diez años buscando vida microbiana en el desierto de Atacama y ha encontrado varios microhábitats endolíticos.
“La NASA pretende determinar los procesos y condiciones que crean y mantienen ambientes habitables, para poder explorar la presencia de vida fuera de nuestro planeta”, explica Jacek Wierzchos, investigador del MNCN.
“Conocer las condiciones en las que se puede llegar a producir vida en nuestro planeta puede ser un primer paso para buscarla fuera de él”, añade Carmen Ascaso.
Pese a que en 2005 investigadores de la NASA llegaron a afirmar que las condiciones del desierto de Atacama lo convertían en un ambiente incompatible con la vida, el grupo de investigación ECOGEO encontró en 2006 colonizaciones de cianobacterias dentro de las halitas, rocas de sal capaces de retener la humedad.
Hasta la fecha, el grupo ha descubierto en la zona híper árida de este desierto cinco sustratos líticos que albergan vida microbiana.  
Ya en aquel momento Jacek Wierzchos, explicaba: "Conocer las formas de vida que se dan en ecosistemas extremos nos da pistas para encontrar vida fuera de nuestro planeta, además de aportar información sobre las moléculas necesarias para proteger  la vida en ambientes extremadamente secos con una radiación solar también extrema”.
En este proyecto también participan investigadores de la John Hopkins University (EE UU), la Universidad de Extremadura, la Universidad de Antofagasta (Chile) y la Universidad Complutense de Madrid. (Fuente: MNCN-CSIC)

UN LAGARTO FÓSIL HALLADO EN BRASIL DA UN VUELCO A LA EVOLUCIÓN DE ESTOS REPTILES

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Una nueva especie de lagarto fósil descubierta en la región de Paraná (Brasil) y bautizada como Gueragama sulamericana, desafía las teorías actuales sobre la evolución de estos reptiles. El animal tiene una edad aproximada de unos 80 millones de años, y remonta a esas fechas el origen del grupo de los acrodonta, cuyos dientes se fusionan en la parte superior de sus mandíbulas.


LA HEMBRA DE UNA ESPECIE DE RANA NO SIEMPRE ELIGE AL MACHO MÁS ATRACTIVO

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A la hora de seleccionar pareja, las hembras de cualquier especie tienden a escoger al más atractivo entre sus pretendientes. Sin embargo, un nuevo experimento demuestra que al introducir un tercer macho entre las alternativas, la hembra cambia de opinión y elige de manera irracional al menos atractivo de las dos primeras opciones. Los resultados, que también se constatan en los humanos a la hora de comprar, contradicen los modelos de elección racional y sugieren una reformulación de la selección sexual.

Una macho de rana túngara realiza una llamada inflando su saco vocal. / Amanda M. Lea

Ante dos machos, la hembra de rana túngara (Physalaemus pustulosus) elije al más atractivo, es decir, que se siente más atraída por el que realiza una llamada de baja frecuencia y larga duración. Sin embargo, esta elección sexual puede variar si se introduce un tercer macho, creando un efecto señuelo.
El estudio, que se publica en la revista Science, demuestra que al incluir este tercer macho inferior entre las alternativas sexuales de la rana hembra, esta última se decidirá por el menos atractivo de las dos primeras opciones. La rana se decanta entonces por la elección intermedia.
Aunque este modelo de comportamiento se produce en los seres humanos en un contexto de compra (y posiblemente también se muestren estos patrones en la elección de pareja), los científicos no entienden aún porqué la incorporación del señuelo cambia la elección de la hembra.
“No sabemos cómo sucede este efecto ya que cuando el macho menos atractivo llamaba a un ritmo más rápido, le elegían a él”, explica a Sinc Amanda Lea, investigadora en la Universidad de Texas (EE UU) y autora principal del trabajo.
El equipo realizó un experimento con 80 ranas túngaras y tres altavoces con llamadas diferentes de machos. En un primer momento, con solo dos machos, las hembras eligieron la llamada de baja frecuencia y larga duración, perteneciente al macho más atractivo. Pero prefirieron la llamada de ritmo más rápido –la del macho menos atractivo– cuando se les ofrecieron las tres opciones.

¿Una decisión realmente irracional?

“La aparición del tercer macho (el señuelo) parece cambiar la manera en la que las hembras sopesan entre los dos rasgos: atractivo o ritmo de llamada. Cuando existe un ritmo verdaderamente lento, la rapidez de la llamada no parece tener importancia”, apunta Lea, quien añade que con la introducción del tercer macho la rapidez sí importa.
Entre las diferentes hipótesis que explicarían esta supuesta elección irracional, el equipo de investigación, que cuenta con la colaboración del Smithsonian Tropical Research Institute de la República de Panamá, señala que es posible que el macho adicional cambie el modo en el que las llamadas son percibidas.
“Si las hembras usan una valoración comparativa para tomar decisiones, añadir un macho cuyos rasgos difieren de los otros dos podría cambiar la manera que las hembras miden el valor porque este depende de las alternativas existentes”, añade la científica.
Según Lea, otra posibilidad es que hay demasiada información cuando se dan opciones adicionales “y no pueden evaluarlas adecuadamente por deficiencias cognitivas”, recalca. “Sin embargo, pensar que se produce por “error” no es muy satisfactorio porque pensamos que los comportamientos para elegir pareja han evolucionado con la selección sexual que conducen a un mejor estado de salud”, concluye.

Referencia bibliográfica:

A.M. Lea et al. “"Irrationality in mate choice revealed by túngara frogs” Science 27 de agosto de 2015

UN RARO NAUTILUS REAPARECE TRES DÉCADAS DESPUÉS

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Uno de los animales más raros del mundo se ha vuelto a ver tras más de tres décadas sin tener noticias suyas. Se trata de la especie de nautilus Allonautilus scrobiculatus. El biólogo de la Universidad de Washington Peter Ward ha sido quien ha visto a este 'fósil viviente' en las aguas del sur del Pacífico.



El nautilus (marinero en griego) es un antiguo linaje de invertebrados, pariente del calamar y la sepia, que lleva el apelativo de 'fósil viviente' porque su caparazón aparece en el registro fósil desde hace más de 500 millones de años.
En concreto, el Allonautilus scrobiculatus fue visto por última vez en 1984 en la isla de Ndrova en Papúa Nueva Guinea por el mismo biólogo que lo ha vuelto a rescatar ahora. Los ejemplares de esta especie (como el de la imagen) se diferencia de otros nautilus por tener un caparazón una capa peluda y viscosa.
Además, las branquias, las mandíbulas, la forma de su concha o incluso las estructuras reproductivas masculinas, difieren de forma importante respecto a otras especies conocidas, como la más popular Nautilus pompilius.
La pesca ilegal, el aislamiento entre las poblaciones o el comercio con las conchas de la rara especie parecen ser las responsables de la dificultad de avistar un Allonautilus scrobiculatus.