domingo, 28 de junio de 2015

ASÍ ERA EL ANTEPASADO DE LA MAYORÍA DE LOS INVERTEBRADOS

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A partir de los restos fósiles de Hallucigenia sparsa, una criatura parecida a un gusano y con espinas en la espalda que vivió hace unos 500 millones de años, un grupo internacional de científicos ha sido capaz de reconstruir su aspecto, de lo que destaca la localización de la cabeza, la identificación de dos pequeños ojos y un fina hilera de dientes. Estos avances arrojan luz sobre el proceso evolutivo que condujo a la formación de los actuales insectos, arácnidos, crustáceos y lombrices.

Reconstrucción del aspecto de Hallucigenia sparsa / Danielle Default

El estudio de un grupo de fósiles hallados en Canadá ha permitido conocer nuevos detalles sobre la Hallucigenia sparsa, una criatura con forma de gusano que vivió hace 508 millones de años, y de cuya famila derivan buena parte de los invertebrados actuales.
“Este animal medía entre 10 y 50 milímetros, tenía la forma de un palo de hockey y era delgado como un alfiler”, cuenta a Sinc Martin R. Smith, paleontólogo de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) que ha liderado el trabajo publicado en la revista Nature.
El experto describe al animal: “Catorce espinas sobresalían de su espalda y, de cada dos, asomaban de su cuerpo dos delgadas patas, cada una de las cuales terminaba en una par de garras”.
Este peculiar aspecto ha generado gran confusión entre los científicos. Cuando se identificaron los primeros restos en los años 70, la reconstrucción de la Hallucigenia fue completamente a la inversa, es decir, los expertos pensaron que las espinas eran tentáculos, al igual que las piernas, y que la cabeza era la cola.



El análisis de casi 100 fósiles encontrados en la ladera de una montaña del Parque Nacional de Yoho, en las Montañas Rocosas de Canadá, permitió a Smith y su equipo resolver las dudas que todavía quedaban sobre dónde se situaba la cabeza.
Asimismo, los investigadores también aclararon que lo que se pensaba que podía ser la cola, en realidad no formaba parte del cuerpo del animal, sino que era una mancha formada por los fluidos en descomposición generados tras su muerte.

Un gusano con dientes

“Cuando pusimos los fósiles en el microscopio ya esperábamos encontrar un par de ojos, pero nuestra sorpresa vino cuando también hallamos unos dientes que nos sonreían”, relata Smith.
Las imágenes que obtuvieron mostraban una cabeza pequeña pero alargada, con unos ojos proporcionalmente normales y, debajo de ellos, una boca con una fina hilera de dientes, que actuaba como una válvula que evitaba que la comida se cayera cuando el animal absorbía más alimento.
“Esta dentadura supone una morfología compleja para una especie tan antigua. Esperábamos hallar una anatomía más primitiva”, manifiesta el científico.

Uno de los fósiles de Hallucigenia hallados en Canadá / Martin R. Smith

Relación con otras especies

Hallucigenia vivió durante la explosión cámbrica, un período de gran desarrollo evolutivo que empezó hace casi 500 millones de años, del que provienen los grandes grupos animales del registro fósil. Está clasificada dentro de la familia de los panartrópodos, de la que derivan especies como los gusanos de terciopelo y los artrópodos, una categoría que incluye a los arácnidos, insectos y crustáceos
“Nuestros hallazgos permiten saber que estas especies alguna vez tuvieron partes bucales complejas que se fueron simplificando: estos grupos perdieron sus dientes a medida que fue avanzando la evolución”, concreta Smith.
Además, este sistema bucal es similar al hallado en las cycloneuralia, un taxón que incluye a gusanos que mudan de piel, como las lombrices intestinales y los priapúlidos.
“Por tanto, podemos confirmar morfólogicamente que todas las especies que cambian de piel –los panartrópodos y los cycloneuralia– comparten un ancestro común, algo que hasta ahora solo se había podido determinar a través del análisis molecular del ADN”, concluye el investigador

Referencia bibliográfica:

Smith, M. R. et al. “Hallucigenia’s head and the pharyngeal armature of early ecdysozoans”. Nature. Doi:10.1038/nature14573 24 de junio de 2015

PRIMERAS ESPECIES DE CANGREJO YETI EN LA ANTÁRTIDA

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Investigadores de la Universidad de Southampton (Reino Unido) han descubierto, por primera vez, la presencia de cangrejos yeti en la Antártida. Estos crustáceos viven atrapados –hasta 700 por metro cuadrado– en los respiraderos hidrotermales de las profundidades del océano Austral, rodeados de las frías aguas polares.

Ejemplares de especies de cangrejo yeti en la Antártida/ Thatje et al.

Los cangrejos yeti tienen un aspecto peculiar, ya que su cuerpo está cubierto por una especie de pelos o sedas, y viven alrededor de uno de los ambientes más extremos del planeta, los respiraderos hidrotermales de las profundidades del océano.
Una investigación de la Universidad de Southampton (Reino Unido), que publica la revista PLoS ONE, describe el hallazgo de las primeras especies de cangrejo yeti en los sistemas de ventilación hidrotermal del Dorsal de Escocia del este en el océano Austral de la Antártida. Hasta 700 cangrejos por metro cuadrado pueden residir alrededor de estos respiraderos.
Estas especies de cangrejo Yeti Kiwa tyleri pertenecen a un grupo enigmático de crustáceos, conocidos como Kiwaidae, que prosperan en las aguas calientes que rodean los respiraderos hidrotermales.
Durante la mayor parte de su vida, Kiwa tyleri está atrapado dentro de un entorno de agua caliente de la chimenea de ventilación y es incapaz de moverse debido a la congelación de las frías aguas polares de alta mar circundante.
“La especie se ha adaptado a este hábitat de tamaño muy limitado –con un volumen de unos pocos metros cúbicos– porque sobrevienen en densidades altamente comprimidas y dependen de las bacterias que crecen en sus sedas para la nutrición", dice Sven Thatje, de la Universidad de Southampton.
Tan solo las hembras que portan los huevos se desplazan lejos de las chimeneas de ventilación, al mar polar que las rodea, para liberar sus larvas. De lo contrario, estas no podrían sobrevivir a las altas temperaturas del hábitat adulto.
Los cangrejos y las langostas, que son características de los océanos de todo el mundo, muestran un número extremadamente bajo de especies en los mares polares.

Referencia bibliográfica:

Thatje S, Marsh L, Roterman CN, Mavrogordato MN, Linse K (2015) Adaptations to Hydrothermal Vent Life in Kiwa tyleri, a New Species of Yeti Crab from the East Scotia Ridge, Antarctica. PLoS ONE 10(6): e0127621. doi:10.1371/journal. pone.0127621

DESCUBREN A LA ‘ABUELA’ DE LAS TORTUGAS

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Escribir la historia evolutiva de las tortugas no ha sido tarea fácil debido a la escasez de fósiles que existe entre los reptiles primitivos sin caparazón y las tortugas modernas. Ahora, un equipo internacional de científicos ha descubierto un nuevo ejemplar en el lago Vellberg (Alemania), de 240 millones de años de antigüedad, que haría de puente entre los ancestros y los miembros actuales de estos reptiles. Pappochelys –'abuelo' y 'tortuga' en griego– es el nombre que le han dado.

Reconstrucción del cuerpo de Pappochelys. / Rainer Schoch

Durante mucho tiempo, el origen y la evolución temprana de las tortugas ha sido uno de los temas de la zoología que ha generado mayor polémica. La falta de fósiles que permitieran explicar la transición desde los ejemplares primitivos hasta los actuales, junto con la diversidad de opiniones entre paleontólogos y expertos en evolución molecular contribuía a alimentar la controversia.
Estas diferencias se solventan con el estudio publicado hoy en Nature en el que se presentan los fósiles de Pappochelys, una tortuga primitiva encontrada en el lago Vellberg (Alemania) de 20 cm de largo y que data de hace unos 240 millones de años, del Triásico medio.
Pappochelys no tenía caparazón pero, en su lugar, contaba con costillas anchas, características de criaturas del linaje de las primeras tortugas, y una serie de huesos a lo largo de su vientre. Sin embargo, entre sus características físicas, la clave se encuentra en la presencia de dos fenestras a cada lado del cráneo tras la órbita ocular, que la relacionan con el grupo de los diápsidos –que incluye a dinosaurios, lagartos, cocrodilos y aves, entre otros–.
“Las tortugas de hoy en día no tienen tales aberturas por lo que algunos paleontólogos pensaban que estas se habían desarrollado a partir de los arcosaurios (dinosaurios y aves)”, explica a Sinc Hans-Dieter Sues, investigador en el Museo de Historia Natural de Washington (EE UU) y coautor del estudio.
De este modo, “los orificios del cráneo dan la razón a la hipótesis de los evolucionistas moleculares que sostenían que estos reptiles procedían de la familia de los lepidosaurios (lagartos y serpientes) que actualmente presentan estos agujeros”.

Un puente en la evolución de las tortugas

El hallazgo de los fósiles permite además crear un vínculo entre los ancestros más primitivos y los ejemplares de tortugas actuales. “Durante años no tuvimos una serie fósil cronológicamente completa de los ancestros de las tortugas”, explica el investigador alemán.
“Los restos de tortugas que disponíamos eran del Triásico tardío como Proganochelys y Proterochersis, también procedentes de Alemania, que ya habían desarrollado completamente sus caparazones”, añade el experto.
Según el estudio, a diferencia de estos, Pappochelys presentaba una ampliación en la zona del vientre para permitir una mayor ampliación en la zona de las costillas, al no haber desarrollado caparazón.

Esqueleto del cuerpo de Pappochelys visto desde el lateral. / Rainer Schoch

El origen del caparazón

En este sentido, el científico comenta que “este tronco grueso permitió que los huesos y los nervios se fusionaran entre sí, que es lo que muchos embriólogos sostienen como el origen del desarrollo del caparazón de las tortugas”.
Los fósiles de Pappochelys se encontraron en los alrededores de un lago, lo que indica que las primeras tortugas habitaban zonas húmedas. “Es probable que este animal viviera una gran parte de su vida en un lago de agua dulce junto a una rica fauna de peces, anfibios y pequeños reptiles", apunta a Sinc Sues.
Para los investigadores, el esqueleto de este nuevo ejemplar lo convierte en el intermediario perfecto entre el Eunotosaurus, la tortuga más antigua conocida hasta ahora, de 260 millones de años de antigüedad, y las tortugas posteriores.  

Referencia bibliográfica:

Rainer R. Schoch & Hans-Dieter Sues. “A Middle Triassic stem-turtle and the evolution of the turtle body plan”. Nature. Doi: 10.1038/nature14472. 24 de junio de 2015. 

LAS HORMIGAS DRÁCULA CAZAN BAJO TIERRA EN MADAGASCAR Y LAS SEYCHELLES

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Investigadores de la Academia de Ciencias de California (EE UU) han descrito seis nuevas especies de diminutas hormigas subterráneas del género Prionopelta en Madagascar y las islas Seychelles. Los miembros de este género son depredadores feroces que persiguen a sus presas usando sus mandíbulas como puñales.

Una de las especies recientemente descritas, Prionopelta subtilis./ Academia de Ciencias de California

Los investigadores Rick Overson y Brian Fisher de la Academia de Ciencias de California (EE UU) publican en la revista ZooKeys el hallazgo de seis nuevas especies de hormigas del género Prionopelta. Todas las especies descritas son endémicas de Madagascar y las islas Seychelles.
Esta investigación aumenta de 15 a 21 el número total de especies de este género conocidas, y destaca a Madagascar como un importante centro de diversidad de estos fascinantes insectos. Anteriormente, solo se conocía una especie descrita en el país en 1924.
Las hormigas del género Prionopelta viven habitualmente en las regiones tropicales y suelen pasar desapercibidas por dos razones: son muy pequeñas y tienen una vida muy enigmática.
Algunas de estas especies de hormigas descritas recientemente hacen que una mosca de la fruta a su lado sea enorme.  Con 1,5 mm de longitud y 0,2 mm de ancho, apenas son visibles, incluso son más delgadas que el diámetro de algunos protozoos unicelulares.
A esto hay que sumarle que, a diferencia de muchas hormigas que se ven con facilidad en el campo, las de este género tienen una vida subterránea o habitan en las profundidades de la hojarasca de la selva, algunas sin llegar a ver la luz del sol en toda su vida.
Debido a estos hábitos oscuros y misteriosos, Prionopelta forman parte de un grupo más amplio al que se conoce como hormigas Drácula, por herir a las más jóvenes de la colonia y beber su sangre –hemolinfa en los insectos–, una peculiar distribución de nutrientes a través de la colonia.
Estos hallazgos son el resultado de un muestreo intensivo durante más de una década en colaboración con miembros del Centro de Biodiversidad de Madagascar.

Otra de las nuevas especies denominada 'Prionopelta vampira' / Academia de Ciencias de California

Referencia bibliográfica:

Overson R & Fisher BL (2015) Taxonomic revision of the genus Prionopelta (Hymenoptera, Formicidae) in the Malagasy region. In: ZooKeys 507: 115-150. doi: 10.3897/zookeys.507.9303

LOS VIRUS DEL ÁRTICO SON ÚNICOS

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Bajas temperaturas, ausencia de luz en invierno y pocos nutrientes son las condiciones extremas a las que se enfrenta la compleja comunidad de virus que habita el Ártico. Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas han descrito por primera vez la composición genética de los virus presentes en lagos árticos y revelan que son diferentes de los encontrados en la Antártida.

Los experimentos se han llevado a cabo en lagos del archipiélago Svalbard, a 1.300 kilómetros del Polo Norte y una de las últimas tierras antes del océano glacial ártico. / CSIC

Los virus de los ambientes polares podrían haber evolucionado de forma independiente en la historia reciente. Así lo asegura un estudio, publicado en la revista Science Advances. Los científicos demuestran que la gran mayoría de virus descritos no tiene similitudes con los de otros ambientes naturales, ni siquiera con los de la Antártida, adaptados a similares condiciones climáticas extremas.
Los virus son las entidades biológicas más abundantes y diversas del planeta, pero al mismo tiempo son los grandes desconocidos en muchos ecosistemas. Las nuevas tecnologías de secuenciación masiva están permitiendo a los virólogos identificar a nivel genético comunidades complejas de virus en ambientes naturales, y está cambiando su percepción acerca de los virus y cómo son capaces de influir en el equilibrio de estos ecosistemas.
Los investigadores han determinado más de 35 millones de secuencias de los genomas de estos virus. “Nueve de cada diez no tiene parangón con los virus descritos hasta el momento en diferentes ambientes naturales”, explica Daniel Aguirre de Cárcer, investigador del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas –CSIC– y la Universidad Autónoma de Madrid).
“Este estudio complementa la descripción que publicamos hace años de la comunidad de virus en la Antártida y demuestra que los virus que habitan los ambientes extremos de las regiones polares podrían haber evolucionado de forma independiente en la historia reciente, un dato de gran relevancia para entender las interconexiones de los ecosistemas del planeta”, precisa Aguirre, líder del estudio Antonio Alcamí.
Los experimentos se han llevado a cabo en colaboración con el Centro Universitario de Svalbard (Noruega) en lagos del archipiélago Svalbard, a 1.300 kilómetros del Polo Norte y una de las últimas tierras antes del océano glacial ártico. El conocimiento de esta comunidad de virus permitirá evaluar en futuros estudios el impacto del cambio climático en los microorganismos de las regiones polares. 

Referencia bibliográfica:

D. Aguirre de Cárcer, A. López-Bueno, D. Pearce and A. Alcamí. “Biodiversity and Distribution of Polar Freshwater Viruses”. Science Advances. 1, e1400127 (2015)

martes, 23 de junio de 2015

LA IMPORTANCIA DE LAS MICORRIZAS

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La  revista ‘Microbial Ecology’ ha publicado recientemente un artículo sobre el papel esencial que juegan las micorrizas en el establecimiento y funcionamiento de los ecosistemas terrestres y del que es coautora la profesora Estibaliz Sarrionandia Areitio, del Laboratorio de Botánica del Departamento de Biología Vegetal y Ecología de la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea (España). El artículo es fruto de la colaboración entre grupos de investigación de la UPV/EHU y la Universidad Nacional de Córdoba en Argentina.

(Foto: UPV/EHU)

La  revista ‘Microbial Ecology’ ha publicado el artículo titulado ‘Greenhouse seedlings of Alnus showed low host intrageneric specificity and a strong preference for some Tomentella ectomycorrhizal associates’, cuya coautora es Estibaliz Sarrionandia Areitio, investigadora del Laboratorio de Botánica del Departamento de Biología Vegetal y Ecología de la UPV/EHU y que es fruto de la colaboración entre grupos de investigación de la universidad vasca y la Universidad Nacional de Córdoba en Argentina, con el investigador Eduardo Nouhra al frente. En concreto, la investigación se centra en el estudio comparativo de las especies micorrícicas asociadas a las especies vicariantes Alnus glutinosa y Alnus acuminata en la Península Ibérica y Argentina respectivamente.
Como explica la profesora Sarrionandia, “la planificación de este proyecto surgió de un primer contacto entre los miembros de micología de la Universidad Nacional de Córdoba y la UPV/EHU, que dio paso a una visita a la universidad argentina para encaminar el estudio comparativo de las estructuras micorrícicas de las especies de Alnus (Betulaceae) presentes en los dos territorios implicados: A. glutinosa, aliso común (Península Ibérica) y A. acuminata, aliso del cerro (Argentina)”. Hay que destacar que las dos especies vicariantes forman alisedas (bosques de ribera) que, en el caso de Europa, están incluidas entre los hábitats prioritarios a proteger (Directiva 92/43/CE) por su situación y reconocido valor ecológico. Son, además, las únicas especies de su familia que están presentes en África y en el Hemisferio austral respectivamente.
El género Alnus está compuesto por especies realmente interesantes desde el punto de vista biológico, ecológico y económico, en general, y micológico en particular. “Alnus es uno de los pocos géneros de plantas capaz de establecer una asociación tetrapartida de forma simultánea con actinobacterias del género Frankia y con hongos que establecen diferentes tipos de micorrizas (simbiosis mutualista entre las raíces vegetales y las hifas de ciertos hongos filamentosos): micorrizas arbusculares (MA) y Ectomicorrizas (ECM)”, aclara la investigadora de la UPV/EHU. A través de las micorrizas los hongos obtienen de las plantas la fuente de carbono que precisan para su desarrollo y las plantas, a su vez, reciben a través de los hongos minerales, como el fósforo y nitrógeno principalmente, agua y resistencia frente a patógenos. Esta particularidad les confiere a las especies de alisos una gran tolerancia al estrés medioambiental como pantanos, humedales, zonas riparias y ambientes de alta montaña. Además, las especies de este género se caracterizan por ser pioneras y de rápido crecimiento, adaptadas a un amplio abanico de hábitats como depósitos glaciares, dunas, suelos volcánicos con depósitos de cenizas o corrimientos de tierra.
Las micorrizas también juegan un papel esencial en el establecimiento y funcionamiento de los ecosistemas terrestres, siendo, en parte, responsables de la estructura y dinámica de las poblaciones y comunidades vegetales. “A pesar de su importancia aún se desconocen muchísimos aspectos de la micorrización. Las MA son las más extendidas en el mundo (85% de las plantas  terrestres) y las más primitivas (400 millones de años), y solo las especies de la división Glomeromycota toman parte en ellas. Parece, además, que las MA fueron decisivas en la colonización inicial del medio terrestre por las plantas -continua la investigadora-. Por otra parte, las ECM sólo las establecen el 3% (8.000 especies) de los espermatófitos, pero su repercusión ecológica y económica es muy importante, ya que implica a un gran número de especies leñosas dominantes en numerosos ecosistemas forestales”. Según parece, desde su aparición, hace aproximadamente 50 millones de años, las ECM evolucionaron varias veces y de forma independiente. La enorme especificidad que algunos géneros fúngicos muestran hacia el hospedante parece apuntar, además, que ha habido un verdadero proceso de coevolución entre algunas plantas y hongos.
Como objetivos iniciales, el trabajo de investigación planteaba describir la flora fúngica MA y ECM asociada a Alnus glutinosa y Alnus acuminata, comparar la micota asociada a la rizosfera de los bosques riparios formados por A. glutinosa en la Península Ibérica y A. acuminata en Argentina, y analizar la especificidad de las especies micorrícicas asociadas a ambas especies de Alnus. “La flora fúngica ectomicorrícica asociada a Alnus es muy específica y no muy diversa. Fenómeno éste que posibilita analizar los procesos de coevolución planta-hongo partiendo con la ventaja de la existencia de trabajos filogenéticos y biogeográficos de Alnus. La flora micorrícica asociada a A. glutinosa sólo se ha estudiado en centroeuropa. En la Península éste sería el primer trabajo que, debido a su posición geográfica entre la Región Eurosiberiana y la Mediterránea, permitiría ampliar el estudio al ambiente mediterráneo, inexplorado hasta la fecha. Este sería, asimismo, el primer trabajo comparativo de las micorrizas asociadas a estas dos especies”, destaca Sarrionandia. Sin embargo, hasta la fecha, y a pesar del esfuerzo, no se ha conseguido financiación para llevar a cabo el proyecto, pero el tesón e interés de los miembros de investigación por este tema ha dado como resultado la presente publicación.
Cada uno de los grupos participantes está formado por personas con una amplia experiencia en el estudio de estructuras micorrícicas y con la suficiente ilusión, dedicación y capacidad para generar y ejecutar este tipo de proyectos. “Todos los miembros del equipo han participado, de forma independiente o en colaboración, en numerosos proyectos que abordan diferentes aspectos de la micorrización. Se ha trabajado en la caracterización de la flora fúngica ectomicorrícica de diferentes ecosistemas forestales, tanto de Argentina como de la Península Ibérica. Así mismo, se han desarrollado proyectos para inducir la micorrización de planta leñosa en vivero para repoblaciones forestales con fines madereros, o se ha procedido a inducir la micorrización en campo a plantas leñosas de replobaciones forestales sobre terrenos abandonados”.
La crisis es un fenómeno que está afectando de manera global a muchos países y numerosos sectores, y la investigación científica es uno de ellos. Así, una de las medidas que se pueden adoptar para paliar sus consecuencias y conseguir objetivos comunes es aunar las fuerzas. “El equipo de micología de la UPV/EHU es un grupo pequeño, formado por docentes-investigadores jóvenes y entusiastas, capacitados y con la posibilidad de acceder a convocatorias de cooperación. Por su parte, el grupo homólogo de la Universidad Nacional de Córdoba no es mucho más grande, pero formado así mismo por personas con entusiasmo dispuestas a avanzar en la investigación, pero con dificultades para conseguir financiación”, constata la profesora.
Los estudios básicos de identificación y reconocimiento de especies son esenciales para determinar los beneficios y aplicaciones que se pueden obtener de los recursos naturales. Algunas especies de Alnus, como las que se tratan en este trabajo, tienen un gran interés forestal y ecológico por su crecimiento rápido y porque mejoran la calidad y fertilidad de suelos especialmente en terrenos que han estado bajo presión humana. La micorrización es una técnica ampliamente utilizada para mejorar la estabilización y desarrollo de plantas forestales en lugares deforestados. Pero no todas las especies fúngicas ofrecen los mismos beneficios a la planta hospedante, ni tampoco son igual de fáciles para manejar. Por lo tanto, ampliar el conocimiento del cortejo fúngico ofrece la posibilidad de mejorar la micorrización de las plantas de Alnus y optimizar su aplicación. (Fuente: UPV/EHU)

EL NÚCLEO DE LA TIERRA CONTIENE EL 90 POR CIENTO DEL AZUFRE DEL MUNDO

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Una nueva investigación indica que el núcleo de la Tierra contiene enormes cantidades de azufre, que representan aproximadamente el 90 por ciento del que existe en todo el planeta. Es la primera vez que los científicos disponen de pruebas geoquímicas concluyentes sobre el azufre del núcleo terrestre.

Cristales de azufre. (Foto: U.S. Geological Survey)

Dicho núcleo comienza a unos 2.900 kilómetros bajo nuestros pies, así que es imposible investigarlo directamente. Sin embargo, el equipo internacional de Paul Savage, de la Universidad de Durham en el Reino Unido, ha conseguido desarrollar métodos geoquímicos indirectos para indagar en su composición.
Ya se sospechaba, desde hace tiempo, que hay azufre en el núcleo, pero es la primera vez que se obtienen evidencias geoquímicas lo bastante robustas como para apoyar la idea.
Durante mucho tiempo, se ha sabido que el núcleo terrestre es demasiado ligero para estar hecho solo de hierro y níquel, y se había asumido que contenía cantidades significativas de otros elementos más ligeros, como el azufre, el silicio, el oxígeno y el carbono. Sin embargo, debido la profundidad a la que se encuentra el núcleo, esto había sido imposible de confirmar directamente. Por fortuna (para la ciencia), un suceso cataclísmico en el pasado lejano, cuando la Tierra colisionó con un gran cuerpo de tamaño planetario, que le arrancó la parte que dio origen a nuestra Luna, dejó una huella isotópica, que ha sido utilizada, junto con comparaciones con huellas isotópicas presentes en ciertos meteoritos, para confirmar el contenido del núcleo.

LOS MICROORGANISMOS DE LA SUPERFICIE DE LOS SUELOS ÁRIDOS PROTEGEN FRENTE A LA EROSIÓN

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Las comunidades de bacterias, musgos y líquenes que habitan los suelos áridos mejoran la infiltración al reducir el agua que escurre por la superficie y frenar los procesos de degradación. Según los investigadores de la Universidad de Almería y de la Estación Experimental de Zonas Áridas, la inoculación de estas especies en zonas desérticas podría ser el primer paso para la regeneración de ecosistemas con déficit hídrico.

Ensayos de campo. / Fundación Descubre

En un nuevo estudio, publicado en Catena, investigadores del departamento de Agronomía de la Universidad de Almería y de la Estación Experimental de Zonas Áridas (CSIC-Almería) demuestran que los microorganismos que habitan los suelos áridos y semiáridos, que conforman la llamada costra biológica, protegen de la erosión.
La actividad generada por estas comunidades de bacterias, musgos, líquenes y algas mejora la infiltración del agua de lluvia evitando que esta escurra por la superficie y, por tanto, pueda erosionar el suelo. Según los expertos, la inoculación de estos microrganismos en zonas desérticas podría ser el primer paso para la regeneración de ecosistemas con déficit hídrico.
La costra biológica se forma en la superficie del suelo en aquellas zonas desprovistas de vegetación en regiones áridas y semiáridas. Para ello, la superficie necesita cierta estabilidad, es decir, no puede verse alterada por el paso de ganado o por el tráfico de vehículos o personas.
Cuando esto ocurre, los microorganismos empiezan a colonizar el terreno. Primero, llegan especies pioneras como cianobacterias –las cuales son capaces de hacer la fotosíntesis–, y a continuación, a medida que el suelo adquiere estabilidad, organismos más evolucionados como musgos, líquenes y algas.
Estas comunidades están inactivas durante los periodos secos pero se activan con pequeñas cantidades de agua, realizando la fotosíntesis, proceso por el cual el dióxido de carbono y el agua, con ayuda de la luz solar, se transforma en compuestos orgánicos.
"Al aumentar el contenido del suelo en materia orgánica, mejora la estructura y la porosidad de este, favoreciendo así la infiltración. Este aumento de la infiltración reduce la escorrentía –agua que escurre por la superficie– y frena el arrastre de partículas de la superficie del suelo, disminuyendo la erosión”, explica Sonia Chamizo, investigadora principal de este proyecto en la Universidad de Almería. Además, estos microorganismos segregan compuestos polisacáridos (azúcares) capaces de absorber gran cantidad de agua, mejorando así también la infiltración.
La consecuencia directa de estos procesos es el aumento de la humedad del suelo, un factor que afecta al medio ambiente de varias formas. "Por un lado, el agua puede ser aprovechada por las raíces de las plantas. Y, por otro, se activan las poblaciones de microorganismos del suelo que, a su vez, van a aumentar la fertilidad de este, facilitando el crecimiento de la vegetación”, continúa la investigadora.

¿Qué es la costra física?

Las funciones de la costra biológica en los procesos de infiltración y erosión y su relación con variables como la resistencia del suelo han sido comprobadas por primera vez en este trabajo. “La existencia de estos microorganismos sí es conocida porque son característicos de ecosistemas en los que llueve poco. Sin embargo, no se conocía con exactitud cómo afectaban a los procesos de erosión o de escorrentía o las consecuencias de su eliminación”, aclara la autora del estudio.
Los investigadores compararon la capacidad de infiltración de suelos con costra biológica con aquellos cubiertos por costra física. Esta aparece también en las zonas áridas y semiáridas, en los espacios desprovistos de plantas que, por esta razón, están más desprotegidos y expuestos al impacto de la lluvia.
Las gotas, al caer directamente sobre el suelo, lo descomponen en partículas más pequeñas que van a taponar los poros de la superficie, formando un sellado y generando una costra física. “La resistencia de esta capa suele ser muy alta. Cuanto mayor es, menor es la infiltración del agua y, por tanto, hay más opciones de que la escorrentía aumente. En este caso, el efecto es el contrario al que sucedía con la costra biológica lo que pone de manifiesto la importancia que tienen estos microorganismos”, prosigue Chamizo.
Por otro lado, los expertos comprobaron las consecuencias de la eliminación de la costra biológica. “Estos microorganismos desaparecen cuando hay factores que alteran la estabilidad del suelo: pisoteo de ganado, circulación de personas o vehículos. En nuestro caso, quitamos la costra mediante raspado. Cuando se elimina, el suelo se queda sin cubierta protectora por lo que, al llover, se va a terminar formando una costra física que reduce la infiltración”, explica la responsable del trabajo.

Simulación de lluvia

Para llegar a estas conclusiones, los científicos hicieron pruebas en los ecosistemas semiáridos de Tabernas y Cabo de Gata, ambos en la provincia de Almería. Utilizando varias parcelas en las que hicieron simulaciones de lluvia, los investigadores midieron, entre otros parámetros, la resistencia a la penetración de los suelos, la formación del sellado en superficie, la escorrentía y la erosión.
A partir de los resultados del proyecto Balance de carbono en costras biológicas de ecosistemas áridos (BACARCOS), financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad, los expertos aplicarán la costra biológica a la rehabilitación de zonas degradadas que presenten una desertificación avanzada. “Queremos inocular estos organismos en el suelo para regenerar estos ecosistemas”, concluye la investigadora.

Referencia bibliográfica:

Chamizo, Sonia, Rodríguez-Caballero, E.; Cantón, Yolanda; Asensio, Carlos; Domingo, F. "Penetration resistance of biological soil crusts and its dynamics after crust removal: Relationships with runoff and soil detachment". Catena. Vol. 126 (2015), pp: 164-172. Doi: 10.1016 / j.catena.2014.11.011

LOS BABUINOS DECIDEN DE FORMA DEMOCRÁTICA SUS MOVIMIENTOS

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Las decisiones de la manada son democráticas en los babuinos, según un estudio publicado hoy en la revista Science. Hasta ahora los científicos se preguntaban si estos grupos sociales fuertemente jerarquizados seguían al líder o si, de forma colectiva y democrática, decidían a dónde iban y qué hacían.

Papión oliva (Papio anubis) en Kenia. / Wikipedia

Los babuinos son animales que tienen claras jerarquías establecidas, como otros primates o las manadas de lobos. Un equipo internacional de científicos, de las universidades estadounidenses de Princeton y de California, la Universidad de Oxford (Reino Unido) y la Universidad de Konstanz (Alemania), entre otras instituciones, han realizado un seguimiento por GPS a una comunidad de babuinos de la especie papión oliva (Papio anubis).
Les colocaron en total 25 collares con esta tecnología para grabar su ubicación cada segundo del día, y con esta información analizaron los movimientos de los animales en relación con el resto. El objetivo era conocer si deciden de forma democrática –para alcanzar un consenso– las decisiones que implican a toda la manada o si, por el contrario, es el líder el que los guía. El trabajo se publica en la revista Science.
"Nuestras observaciones sugieren que muchos o todos los miembros del grupo pueden tener voz, incluso en sociedades muy estratificadas”, dice Margaret Crofoot, investigador asociado en el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI, por sus siglas en inglés) y profesor de antropología en la Universidad de California. El seguimiento se llevó a cabo en el Centro de Investigación Mpala en Kenia (África).
Los científicos encontraron pruebas de decisiones realizadas en común en este grupo de babuinos salvajes, lo que respalda que la democracia puede ser un rasgo inherente de comportamiento colectivo, o una forma de decisión que dicta adónde va y qué hace un grupo social concreto, incluso en especies donde existe una fuerte jerarquía dominante.
“Hace apenas diez años estas preguntas parecían imposibles de abordar", enfatiza Damien Farine, compañero de Crofoot en el Instituto Smithsonian. Los datos que recopilaron los científicos identifican a ciertos babuinos como ‘capitanes’, que comienzan a alejarse del resto de babuinos y, o bien arrastran a otros seguidores con ellos, o los establecen en su lugar hasta que el que se ha ido regresa.
Además, los investigadores averiguaron que los babuinos son más propensos a seguir a otros cuando varios individuos actúan como capitanes y se ponen de acuerdo con respecto a una dirección particular. Sin embargo, cuando las opiniones de los iniciadores difieren sobre hacia dónde ir, las decisiones se retrasan.
Farine y Ariana Strandburg-Peshkin, estudiante de la Universidad de Princeton, se encargaron de extraer información significativa del conjunto de datos recopilados. "Utilizamos un análisis computacional muy creativo para aislar patrones de intentos de inicio de movimiento individuales", apunta Farine.

Aplican la ‘ley’ de la mayoría

Si varios individuos inician movimientos en direcciones similares, la manada generalmente se mueve en un promedio de ángulo que no difiere tanto de las elecciones individuales. Pero si el ángulo de la diferencia entre varios itinerarios difiere mucho, es menos probable que los sigan, porque cuando lo hacen tienen que elegir una dirección sobre la otra.
La solución al conflicto es sorprendentemente simple: siguen a la mayoría. Esta regla de la mayoría significa que son más propensos a seguir al subgrupo que contiene el mayor número de capitanes, y como resultado toman una decisión que se adapta a la mayoría de la manada.
"Estamos estudiando patrones muy amplios”, subraya Crofoot. "El próximo paso será observar el contexto para averiguar lo que motiva a los babuinos de forma individual a iniciar el movimiento inicial, y si algunos miembros toman la delantera en ciertas situaciones para influir de manera desproporcionada en el grupo”, concluye la experta.
Estos hallazgos destacan la importancia de distinguir entre el estatus social y el liderazgo en los babuinos salvajes, y sugieren que la toma de decisiones democrática y compartida está muy extendida incluso entre especies con jerarquías sociales altamente estratificadas.

Referencia bibliográfica:

A. Strandburg-Peshkin, D. R. Farine, I. D. Couzin, M. C. Crofoot. “Shared decision-making drives collective movement in wild baboons”. Science 348 (6241): 1358 – 1361. 

EL CANTO DEL RUISEÑOR PERMITE SABER SI ES BUEN PADRE


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Los ruiseñores comunes que cantan de forma más estructurada y empleando una mayor variedad de trinos, silbidos y zumbidos se implican más en el cuidado de las crías, según una investigación efectuada por científicos alemanes. Se trata del primer estudio que analiza en aves las características del canto como indicador de las habilidades paternas, uno de los principales factores para la elección de pareja por parte de las hembras.


Ejemplar de ruiseñor común / Wikipedia

Un artículo publicado en la revista BMC Evolutionary Biology revela que los ruiseñores comunes (Luscina megarhynchos) que cantan de manera más ordenada y empleando una mayor variedad de elementos son los que proporcionan más alimento a sus crías.
“Hasta ahora se pensaba que el número de canciones en el repertorio era el único criterio relevante, pero nuestra investigación demuestra que en los ruiseñores, es una mezcla de distintas características lo que permite identificar sus habilidades paternales”, destaca Conny Bartsch, investigadora de la Universidad Freie de Berlín (Alemania) que ha liderado el estudio.
Para llegar a estas conclusiones, los expertos analizaron los cantos nocturnos de 20 ruiseñores macho al principio de la época de crianza. Para determinar los cuidados que proporcionaban a las crías –lo que midieron según las veces que las alimentaban– utilizaron dispositivos rastreadores y la grabación en vídeo de los nidos de las parejas.
Aunque de media los machos contribuían igual que las hembras a la alimentación de la nidada, los científicos identificaron varias características del canto que estaban asociadas a una mayor implicación.
Uno de estos rasgos era tener una estructura de canto ordenada, repitiendo idénticamente la misma secuencia de gorjeos. Normalmente, este tipo de disciplina suele estar asociada con la edad del ruiseñor, por lo que podría servir como indicador de la experiencia en la cría.   
La otra cualidad que poseían los padres que más alimentaban a sus hijos era la complejidad de su repertorio musical, pues incluía más zumbidos, silbidos y trinos diferentes.

Selección de pareja        

“El orden de las secuencias del canto y el uso de estructuras acústicas difíciles de producir no habían sido analizadas en ninguna otra especie”, señala Bartsch. Según indica el estudio, estas características podrían haber evolucionado para señalar el potencial de cada ruiseñor para ejercer su labor como padre.
En el 80% de las especies de aves, el macho desempeña un papel esencial en el cuidado de las crías a través de la alimentación de la madre durante la incubación, la atención a los hijos y la defensa del nido ante posibles amenazas.
A través del análisis de elementos como el color de las plumas, el ritual de cortejo o las características del canto, las hembras serían capaces de reunir de forma rápida información sobre sus posibles compañeros, determinando así la elección de pareja. 

Referencia bibliográfica:

Bartsch, C. et al. “Multiple song features are related to paternal effort in common nightingales”. BMC Evolutionary Biology 2015. Doi: 10.1186/s12862-015-0390-5

“LOS ORGANISMOS ESTAMOS MUY MAL DISEÑADOS, PERO ECHARLE LA CULPA A DIOS NO ESTÁ BIEN”

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Francisco J. Ayala (Madrid, 1934) es profesor de Ciencias Biológicas en la Universidad de California en Irvine (EE UU) y uno de los científicos españoles más relevantes de las últimas décadas en el campo de la evolución. Ha sido investido como doctor honoris causa por más de 20 universidades en diez países distintos. A este listado se le suma el que le otorga este jueves la Universidad Autónoma de Barcelona. 

Francisco J. Ayala durante su visita a Madrid. / Sinc (Olmo Calvo)

El biólogo Francisco J. Ayala reside desde 1961 en EE UU, donde recibió en 2002 la Medalla Nacional de Ciencias, el mayor honor que concede el país norteamericano a un científico. “En EE UU, cuando hay un presidente que no entiende el valor de la ciencia –como George W. Bush que me dio esta medalla y quería cortar la inversión científica– todo su partido vota en contra, porque saben que supone una buena inversión. En España desgraciadamente no es así", asegura Ayala, galardonado también con el premio Templeton en 2010. Su amplia trayectoria investigadora se ha centrado en la genética de poblaciones y la evolución biológica, y sus publicaciones filosóficas en la epistemología, la ética y cuestiones relacionadas con la biología.

Revoluciones científicas como las de Copérnico y Darwin supusieron un antes y un después en la historia de la humanidad. ¿Cree que estamos cerca de una nueva revolución de este tipo, quizá desde el campo de la física de partículas en el CERN, por ejemplo?

Lo que pasa con esos dos ámbitos es que son revoluciones fundamentales. Se desarrolla la idea de que lo que pasa en el universo se puede explicar científicamente. Copérnico, Galileo y Newton lo hacen con respecto al mundo físico, pero dejaban fuera de ello a los organismos, que parecían estar claramente diseñados. Darwin lo que hace es demostrar que esa parte también se puede explicar científicamente.

¿Qué queda por conocer sobre la evolución?

Hay más para aprender de este tema hoy, que hace 10 o 50 años. El conocimiento científico –y esta es una imagen que uso con mis estudiantes– es como una isla en el océano. Lo que se sabe es la isla y lo que no, el océano. Cuánto más conocimiento, más preguntas que hacerse.

Hablando de cosas que no sabemos, la última Encuesta sobre percepción social de la ciencia publicada en España indica que un 25% de los encuestados desconocían que es la Tierra la que gira en torno al Sol y no al contrario. ¿Cree que el desconocimiento científico es el culpable de que prosperen los grupos creacionistas?

Es desconocimiento científico, pero frecuentemente es ignorancia general. Las personas que desconocen que la Tierra gira alrededor del Sol no es solo porque no sepan de ciencia, es porque no tienen mucho conocimiento general. Respecto a mi campo de la evolución, también existe un porcentaje de personas que desconoce que los humanos hemos evolucionado de organismos que no eran humanos.

¿Qué es lo que mueve a las personas a creer en ideas pseudocientíficas como el ‘diseño inteligente’?

En EE UU sus defensores lo escriben como DI, y yo lo denomino el ‘diseño incompetente’. Los organismos estamos muy mal diseñados, pero echarle la culpa a Dios de ello no está nada bien. Empezando, por ejemplo, por el ojo. Cuando uno observa el de un pulpo o un calamar, es tan complejo como el nuestro, pero el suyo no tiene un defecto que nosotros tenemos. En los moluscos, desde las lapas que tienen los ojitos más simples que uno se puede imaginar, las fibras ópticas están siempre por fuera. Sin embargo, en nuestro caso, para llevar la información que recogemos en la retina al cerebro, el nervio óptico tiene que cruzar la retina y eso implica que tenemos un punto ciego. Sería una prueba evidente, según los defensores del diseño inteligente, de que Dios quiere más a los pulpos y a los calamares (con sus ojos perfectísimos) que a los humanos.

¿Cómo nace esta corriente?

El diseño inteligente surge como reacción a la condena en los tribunales del creacionismo, una doctrina religiosa, y que por tanto no se puede enseñar en las escuelas públicas. Yo siempre digo que es el creacionismo con traje de fiesta. Le dan una vuelta para cubrir ciertas cosas, pero al final las ideas son las mismas. Ahora, en vez de decir que es Dios quién ha diseñado a los organismos, no se sabe quién. A lo mejor es un genio que vive ahí en la selva o un extraterrestre, pero no pueden decir que es Dios. Aunque no hay muchos intelectuales que defiendan el diseño inteligente, en el público en general ha caldo muy bien esta idea, en vez de aceptar la teoría de la evolución que consideran materialista y antireligiosa. Es una pena.

¿Y no lo es?

No tiene por qué serlo. La explicación científica, desde mi punto de vida, es totalmente compatible con las creencias religiosas. Son dos explicaciones distintas de la misma realidad.

En su último libro Evolución para David escribe sobre las cuestiones que la ingeniería genética debería resolver en el futuro, ¿hacia dónde deberían dirigirse los estudios en este campo?

Una de las dimensiones es curar las enfermedades que se pueda genéticamente, pero hay otra. Por ejemplo, la fenilcetonuria se puede curar, aunque sus genes se transmiten a la siguiente generación. El genetista que obtuvo el premio Nobel en 1946, H. J. Muller (al que conocí bien ya mayor, siendo yo muy jovencito) decía que este hecho iba a ser un desastre, que cuantas más enfermedades curásemos, más habría que curar. Él era un gran genetista, pero no sabía de genética de poblaciones o de evolución. Si cogiéramos a todas las personas con fenilcetonuria en el mundo, que es una enfermedad recesiva, y los curamos a todos –que evidentemente no es posible–, como la frecuencia actual del gen es del 1% se tardarían cien generaciones para que se duplicara la frecuencia. ¡Eso son 2.500 años! Evidentemente, en diez años, cincuenta o cien –en la escala de la evolución no importa– vamos a aprender a curar estas enfermedades a nivel de las células reproductivas.

¿Cuál es su opinión sobre la clonación humana?

Una persona no se puede clonar, se pueden clonar los genes. Un ejemplo, que el premio Nobel George Wells Beadle ponía, era cómo saber si al clonar los genes de Einstein no saldría una persona dictatorial o que si clonamos a Hitler no obtendríamos un gran benefactor de la humanidad. Porque Hitler era sus genes, el seno de la madre en la que nació, y toda la experiencia de la vida. Eso no se puede repetir. Es, de nuevo, un defecto de lógica científica que, parece sutil, pero es muy fundamental.

¿Qué aplicaciones debería tener?

Las posibilidades de la genética son tremendas. Como lo es la clonación de genotipos, pero no para crear individuos, sino para reproducir órganos y células. Utilizar la tecnología genética para producir órganos y trasplantarlos. Es cuestión de décadas que se pueda hacer. Otra aplicación que podrán tener las células madre es para aquellas personas que se han quedado paralíticas. Como las células nerviosas no se regeneran, servirá para aprender a hacer que se reproduzcan con ingeniería genética. 

Aunque supongo que se lo habrán preguntado muchas veces, ¿nunca se planteó volver a España?

Fui a EE UU con la idea de hacer el doctorado y volverme. De hecho, lo hice muy rápido con esa idea, pero mientras tanto los profesores americanos lo que hicieron fue 'engañarme' (así lo interpreté yo un poco más tarde), para que me quedara allí. Primero me ofrecieron una investigación postdoctoral y después me nombraron profesor asistente, sin yo solicitarlo. Me facilitaron la vida para que me quedara, porque podía hacer allí lo que no hubiera podido hacer en España. Aunque me preguntaban de vez en cuando ¿por qué no te vienes a España?, nadie me hizo una oferta concreta. A partir del año 1980 la ciencia en España empezó a prosperar tremendamente. No sé si hubiera venido o no, pero nunca me lo ofrecieron de forma específica.

¿Qué problemas detecta en la situación actual de la investigación en España?

El sistema de oposiciones tan anquilosado que todavía existe en España. En EE UU se oferta un puesto, seleccionando y entrevistando a los que se considera mejores. Otra cara de este problema es la inversión. España invierte el 1% del PIB en investigación científica, mientras que EE UU invierte el 3% y el promedio de Europa es un 2%. Alemania, Japón y Holanda también invierten el 3% porque la ciencia rinde. Hay tres estudios americanos, completamente independientes unos de otros, que se realizaron en un período de cinco años, y llegan a la misma conclusión: el 50% de todo el avance económico de EE UU a partir de la II Guerra Mundial se debe a descubrimientos científicos y tecnológicos. Es una buena inversión. 

lunes, 15 de junio de 2015

EL ISTMO DE PANAMÁ SE FORMÓ MUCHO ANTES DE LO CREÍDO

noticiasdelaciencia.com

Hasta hace poco, muchos geólogos asumían que la tierra que conecta Norteamérica con Sudamérica, el istmo de Panamá, se había formado hace 3,5 millones de años. Algunas estimaciones han apuntado a antigüedades mayores, pero también parece que se han quedado cortas. Nuevos datos muestran que este evento geológico, que cambió drásticamente el mundo, sucedió mucho antes. En un estudio geológico detallado, unos investigadores han confirmado esta nueva información mostrando que plantas y animales estuvieron emigrando entre Sudamérica y Norteamérica casi 30 millones de años antes.

Ejemplar de Thorichthys meeki, una de las especies de peces de agua dulce examinadas en el estudio. (Foto: Prosanta Chakrabarty, LSU)

El equipo internacional del profesor Prosanta Chakrabarty, de la Universidad Estatal de Luisiana (LSU) en Baton Rouge, Estados Unidos, y conservador de ictiología en el Museo de Ciencias Naturales de dicha universidad, analizó mamíferos, aves, plantas, peces y animales invertebrados, tanto vivos como extintos.
Los análisis han revelado grandes pulsos de movimiento de estos animales y vegetales entre Norteamérica y Sudamérica, hace 41, 23 y 8 millones de años. Estos picos coordinados de migración implican que los cambios geológicos en América Central, como la formación de masa continental y de nuevos pasillos de agua dulce, estaban ayudando en tales épocas a la migración de muchos tipos de plantas y animales.
Chakrabarty y sus colegas cartografiaron la evolución de peces de agua dulce de las familias Cichlidae y Poeciliidae, ambas importantes entre la fauna de agua dulce de América Central. Recogieron muestras de peces de todos los países de Centroamérica y secuenciaron el ADN para determinar la relación genética entre las especies. A partir de concordancias de la estructura ósea de peces encontrados en el registro fósil, calibraron el árbol evolutivo con arreglo al ADN y determinaron la edad de cada especie.
Dado que los peces de agua dulce solo pueden emigrar cuando se abre una nueva vía de paso hacia un río o lago, tuvo que haber tierra firme, con agua dulce discurriendo sobre ella. Por tanto, la llegada de tales especies de peces a Centroamérica implica cambios geológicos más antiguos de lo creído hasta ahora. Hay tantas especies de peces de agua dulce ancladas a un lugar hasta que se producen cambios geológicos lo bastante importantes, que tales especies pueden servir para identificar dichos cambios y ayudar a confeccionar una cronología de la historia geológica de la zona.
La formación del Istmo de Panamá tuvo efectos a gran escala no solo en América sino también sobre el resto del planeta. Dividió los océanos Atlántico y Pacífico, cambiando así las corrientes marítimas, entre otras cosas.

LOS CHIMPANCÉS ADAPTAN SU SONRISA COMO LOS HUMANOS

agenciasinc.es

Científicos de diversas instituciones inglesas han descubierto que los chimpancés tienen los mismos tipos de sonrisas que los seres humanos. Además, la flexibilidad en los músculos de sus caras les permite sonreír sin emitir sonidos, o variar sus gestos según el rol social que hayan estableciendo.

Imagen de un chimpancé y un humano sonriendo de forma similar. / University of Portsmouth

La capacidad de sonreír, y de hacerlo de formas distinta variando las expresiones de la cara, tiene un fuerte impacto en la forma en la que los seres humanos se comunican. Sin embargo, en los primates no se conocía si podían cambiar la forma en la que sonreían.
Ahora, un estudio publicado en la revista Plos One, que investigó a 46 chimpancés del orfanato para animales salvajes Chimfunshi en Zambia (África), ha revelado que estos primates tienen los mismos tipos de sonrisas que los seres humanos.
Este hallazgo, realizado por científicos de distintas instituciones europeas, entre ellas la Universidad de Portsmouth (Reino Unido), sugiere que la sonrisa humana evolucionó a partir de expresiones de los simios para responder a actitudes positivas.
“Los seres humanos poseen la flexibilidad para sonreír, hablando o sin hablar y riendo o sin reír, pero hasta ahora no sabíamos si los chimpancés eran capaces de realizar estas expresiones faciales sin emitir vocalización alguna”, asegura la investigadora principal del estudio, Diana Davila-Ross, de la Universidad de Portsmouth.

Un sistema de codificación de sonrisas

Para realizar estas averiguaciones, los científicos desarrollaron ChimpFACTS, un sistema de codificación estandarizada que se aplicó para medir los movimientos faciales de los chimpancés que participaron en el estudio.
“ChimpFACTS nos permite examinar los movimientos faciales de forma sutil y comparar las expresiones faciales de humanos y primates, en función de su musculatura compartida”, señala el coautor del estudio, Kim Bard.
Este sistema de codificación investigó los tipos de sonrisas que están acompañadas de sonidos –carcajadas– y encontró que tienen el mismo origen evolutivo que las de los humanos cuando sonríen.
Los datos extraídos de “ChimpFACTS” mostraron que los chimpancés producen las mismas catorce expresiones faciales con la boca abierta tanto cuando emiten sonidos presentes como cuando no lo hacen.
Además, según el estudio, estos primates utilizan distintas expresiones de sonrisas según qué rol estuvieran ocupando en el juego social con otros individuos de su especie. Estos hallazgos apoyan la idea de que el uso de las sonrisas de los chimpancés tienen un significado comunicativo, apuntan los investigadores,

Referencia bibliográfica:

Marina Davila-Ross, Goncalo Jesus, Jade Osborne, Kim A. Bard: “Chimpanzees (Pan troglodytes) Produce the Same Types of ‘Laugh Faces’ when They Emit Laughter and when They Are Silent”. PLOS ONE (2015). DOI: 10.1371/journal.pone.0127337.

HALLADA UNA ESPECIE DE MOLUSCO QUE PUDO SOBREVIVIR A LA DESECACIÓN DEL MEDITERRÁNEO

agenciasinc.es

Un equipo científicos del Museo Nacional de Ciencias Naturales ha descubierto que una especie de molusco gasterópodo que forma microarrecifes pudo haber sobrevivido al periodo de desecación del Mediterráneo. Los resultados podrían indicar que las tasas de evolución del ADN en estos moluscos serían superiores a las normales.

Poblaciones de Dendropoma petraeum. / Wikipedia

Investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC) han descubierto que, según el estudio de las variaciones de su ADN, Dendropoma petraeum, un molusco gasterópodo que forma microarrecifes, podría haber sobrevivido a la desecación que provocó en el Mediterráneo el cierre del Estrecho de Gibraltar hace unos 6 millones de años y el exceso de evaporación posterior.
Conocido como Crisis salina del Messiniense, un evento geológico y paleoclimático que duró unos 600.000 años y provocó que la cuenca mediterránea quedara reducida a una serie de lagunas de aguas salobres, por lo que generalmente se asume que, igual que en el mar Muerto, durante este periodo desaparecieron todas las formas de vida marina.
“Es el evento geológico que más influencia ha tenido sobre la flora y la fauna del Mediterráneo; de hecho, se asume de forma mayoritaria que el Mediterráneo volvió a tener vida cuando, aparentemente de forma abrupta, la cuenca mediterránea se llenó con agua atlántica al abrirse nuevamente el Estrecho”, explica José Templado, investigador del MNCN. “Por eso se acepta que la flora y fauna mediterráneas proceden de especies atlánticas que lo han poblado durante los últimos cinco millones de años”, continúa el investigador.
Dendropoma petraeum es un molusco gasterópodo (animales con concha, como los caracoles). Se trata de una especie protegida por la legislación europea y española, que presenta la peculiaridad de poseer una una concha en forma de tubo irregular, al contrario que en otros gasterópodos de concha normalmente espiralada. Dicho molusco forma agregados junto a algas calcáreas, creando pequeños arrecifes en las áreas más cálidas de Mediterráneo.
“Un estudio genético previo descubrió que bajo este nombre se agrupaban cuatro especies crípticas, es decir, especies muy similares morfológicamente pero genéticamente diferentes”, explica la investigadora del MNCN Annie Machordom.
“Hemos estudiado en qué momento de la historia geológica del Mediterráneo se originaron estas especies, posiblemente por un proceso de fragmentación de las poblaciones de una especie original y el posterior aislamiento de las mismas”, continúa Machordom. Gracias a los ‘relojes moleculares’ se calibran las tasas de variación del ADN y se puede averiguar, con cierto margen de error, desde hace cuánto tiempo permanecen genéticamente aisladas estas especies.
“Queríamos relacionar el proceso de especiación de estos moluscos con los cambios geológicos y climáticos del Mediterráneo y lo hemos hecho calibrando las tasas de variación del ADN”, añade Templado.
Las dataciones de las cuatro especies estudiadas implican que se originaron dentro del Mediterráneo hace entre 6 y 7 millones de años, por lo que debieron persistir en este mar durante la Crisis del Messiniense. “Estos datos contradicen la teoría de la extinción masiva e indican que debieron persistir dentro de la cuenca mediterránea zonas con masas de agua de salinidad tolerable para algunas especies”, explica Templado.
“Si se acepta que ninguna especie marina sobrevivió a esta crisis, los resultados obtenidos indican que en estos moluscos las tasas de evolución de su ADN serían muy superiores a las estimadas en la mayoría de grupos animales, es decir, que genéticamente evolucionan más rápido que la mayoría de las especies”, concluye el investigador.

Referencia bibliográfica:

Calvo, M., Alda, F., Oliverio, M., Templado, J. y Machordom, A. (2015) "Surviving the Messinian Salinity Crisis? Divergence patterns in the genus Dendropoma (Gastropoda: Vermetidae) in the Mediterranean Sea". Molecular Phylogenetics and Evolution. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ympev.2015.05.004. 

LAS POLILLAS HALCÓN RALENTIZAN SU SISTEMA NERVIOSO PARA TENER VISIÓN NOCTURNA

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Un nuevo estudio muestra que las polillas halcón reducen la velocidad de su visión para conseguir captar más luz durante la noche. Aunque a cambio pierden parte de su velocidad de reacción, es suficiente para seguir las oscilaciones de las flores de las que se están alimentando. Estos hallazgos podrían ser utilizados por la aviación estadounidense para diseñar la próxima generación de robots voladores.

Un ejemplar de polilla halcón intentando alimentarse de una de las flores robóticas utilizadas en el estudio / Robert Felt (Georgia Tech.)

Investigadores estadounidenses han analizado el método de visión nocturna empleado por las polillas halcón (Manduca sexta) para extraer el néctar de las flores mientras están volando, adaptándose a la falta de iluminación.
“Queríamos comprobar cómo funciona el pequeño cerebro de un insecto para adaptarse a un entorno con poca luz mientras está realizando tareas complejas como planear para alimentarse del néctar de las flores”, destaca a Sinc Simon Sponberg, físico del Instituto de Tecnología de Georgia (EEUU) que ha dirigido el estudio publicado en la revista Science.   
Partiendo de estudios anteriores, los científicos establecieron la hipótesis de que las polillas halcón ralentizaban su sistema nervioso, haciendo que su proceso de percepción visual fuera más lento para así poder captar mejor la poca luz existente; pero a cambio perdían precisión para seguir el balanceo de las flores.
“Ralentizar el proceso de visión es como aumentar la exposición de una cámara, si dejas abierto el obturador durante bastante tiempo recibes mayor luminosidad, pero la imagen puede volverse menos clara y es más difícil grabar movimientos rápidos”, explica Sponberg.
Por tanto, para determinar los efectos de este proceso, los científicos efectuaron varios experimentos en los que recreaban los niveles de luz correspondientes a un amanecer temprano y a la iluminación de la luna en una noche nublada.
Su objetivo era comprobar durante cuánto tiempo la probóscide –la ‘trompa’– de los insectos permanecía unida a unas flores robóticas que dispensaban néctar y que efectuaban diversos movimientos a distintas velocidades.

Pequeña disminución

A partir del análisis de los resultados obtenidos en las diversas pruebas, cuenta Sponberg, “vimos que aunque su sistema nervioso iba más despacio, esto solo era una desventaja cuando la flor se movía a una velocidad mucho mayor de la natural”.
Los insectos eran capaces de seguir la trayectoria de las flores que iban a hasta 20 oscilaciones por segundo, mucho más que el ratio habitual de dos oscilaciones por segundo observado en flores reales. Dado que las polillas pueden mover sus alas 25 veces por segundo, tenían que adaptarse casi en cada aleteo.
De esta forma, “las polillas halcón sacrifican parte de su velocidad de visión para ser capaces de captar mejor la luz, pero este sacrificio no es importante porque únicamente afecta a su habilidad para rastrear movimientos que no se producen de manera natural en las flores”, determina el científico.

Posibles usos en aviación

El estudio ha sido cofinanciado por la Air Force Office estadounidense y podría ayudar en el diseño de la próxima generación de robots voladores  para que sean capaces de operar de forma eficaz en diversas condiciones de luz.
“Debido a que los insectos tienen ojos muy pequeños y un sistema nervioso diminuto, han evolucionado hasta adoptar soluciones muy difíciles, robustas y comparativamente simples soluciones a problemas difíciles” explica a Sinc Eric Warrant, biólogo sueco que también ha estudiado los sistemas de visión nocturna de los insectos.
“Dado que se pretende que los robots sean capaces de realizar buena parte de las tareas que realizan estos insectos, entender la forma en que estos consiguen adaptarse al vuelo nocturno puede dar buenas pistas para conseguir el mismo grado de solidez y sofisticación”, concluye.

Referencia bibliográfica:

Sponberg, S. et al. “Luminance-dependent visual processing enables moth flight in low light” Science. Doi: 10.1126/science.aaa3042

martes, 9 de junio de 2015

LAS PLANTAS JUEGAN A PIEDRA, PAPEL Y TIJERAS

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Investigadores de la Universidad Rey Juan Carlos participan en un estudio que muestra cómo las interacciones competitivas entre las plantas permiten aumentar el número de especies que pueden convivir. Estas 'redes intransitivas', más conocidas como el juego de 'piedra, papel y tijeras', permiten que casi todas las comunidades de plantas convivan juntas sin que haya una ganadora total que derrote a todas las demás. El trabajo podría explicar los procesos que mantienen la diversidad.

Bosque de frondosas con sotobosque de helechos. / Wikipedia

El F.C. Barcelona o el Real Madrid ganan la liga con frecuencia, pero esto no significa que ambos equipos vayan a ganar siempre al resto, ya que no es raro verlos ‘pinchar’ frente a otros equipos menos favoritos. Aparentemente sucede lo mismo con las plantas, algunas especies son el F.C. Barcelona o el Real Madrid de las plantas y dominan mucho más que las otras, es decir, tienen más cobertura (o puntos en la liga, siguiendo con la analogía futbolística).
Siempre se ha pensado que estas especies pueden ganar a todas las demás. Sin embargo, un reciente artículo, publicado en Ecology Letters y liderado por científicos de la Universidad Rey Juan Carlos y la de Berna (Suiza), ha demostrado que esto no es del todo cierto.
Utilizando un método muy novedoso y la combinación de los datos generados en los proyectos BIOCOM y observatorios de biodiversidad, el equipo internacional de científicos cuantificó el número de veces que las plantas dominantes ‘pinchaban’ frente a otras menos favoritas. El resultado aporta una medida para calcular en qué proporción las comunidades vegetales difieren de una jerarquía total (que sería, por ejemplo, si el Real Madrid gana siempre a todos los equipos, sin excepción).

No hay un ganador total

Los ecólogos llaman ‘redes intransitivas’ a la falta de esta jerarquía, aunque se conoce mejor como el juego de ‘piedra, papel y tijeras’. En este conocido juego, las tijeras ganan al papel, pero no a la piedra, y el papel a su vez gana a la piedra. En otras palabras, uno de los tres miembros de la comunidad ‘piedra, papel, tijeras’ pierde con uno de los competidores y gana contra el otro, de forma que no hay un ‘ganador total’ que derrote a todos los demás.
“Este estudio y la metodología desarrollada nos permiten entender mejor los mecanismos que hacen posible que tantas especies puedan convivir juntas y comprobar cuáles de ellos deben ser promovidos para evitar la pérdida de biodiversidad causada por actividades humanas”, señala el profesor de la URJC Fernando Maestre, coautor del estudio y líder del proyecto BIOCOM, financiado por el programa Starting Grants del Consejo Europeo de Investigación.
Por tanto, valorar si las plantas juegan a ‘piedra, papel y tijeras’ no es una mera cuestión de curiosidad: “Evaluar este proceso nos permite explicar mejor por qué en algunos sitios muchas especies de plantas pueden convivir a pesar de que la variedad de recursos por los que compiten no es muy grande”, apunta Santiago Soliveres Codina, investigador post-doctoral de la Universidad de Berna (Suiza) y líder del estudio.
“Además, si conseguimos ser capaces de explicar los procesos que mantienen la diversidad, también podemos imitarlos para mitigar la pérdida de biodiversidad que estamos provocando con nuestras acciones”, añade Soliveres.
En este estudio, los científicos no sólo demuestran que la inmensa mayoría de las más de 1.500 comunidades estudiadas juega habitualmente a ‘piedra, papel y tijeras’, sino que también este proceso se relaciona con un mayor número de especies que pueden convivir. Además, estas ‘redes intransitivas’ pueden evitar parcialmente la pérdida de biodiversidad predicha para futuros escenarios climáticos.
Sin embargo, las acciones humanas reducen la variabilidad ambiental presente de manera natural en los ecosistemas (como fertilizar los campos, por ejemplo) y disminuyen la posibilidad de que las plantas lleven a cabo este proceso, incrementando la pérdida de especies que ya de por sí se deriva de estas actividades.

Referencia bibliográfica:

Soliveres, S., F. T. Maestre, W. Ulrich, P. Manning, S. Boch, M. A. Bowker, D. Prati, M. Delgado Baquerizo, J. L. Quero, I. Schöning, A. Gallardo, W. Weisser, J. Müller, S. A. Socher, M. García-Gómez, V. Ochoa, E.-D. Schulze, M. Fischer & E. Allan. 2015. "Intransitive competition is widespread in plant communities and maintains species richness" Ecology Letters, doi: 10.1111/ele.12456.

EMPLEAN UN HONGO COMO HERRAMIENTA DE CONTROL DE LA MOSCA DEL OLIVO

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Un proyecto de investigación del Campus de Excelencia Internacional ceiA3 y de la Universidad de Córdoba logra reducir al cincuenta por ciento la densidad de población de la mosca del olivo con un sistema biológico. Este díptero puede producir hasta el 40% de pérdida en la producción de los olivares.

Un ejemplar de mosca del olivo (Bactrocera oleae) pupa en una aceituna. / Meelad Yousef

La mosca del olivo es un ejemplar parduzco de alas transparentes. De apariencia inofensiva, es en realidad un constante quebradero de cabeza para los olivicultores. Un grupo de investigación de la Universidad de Córdoba, perteneciente al Campus de Excelencia Internacional CeiA3, ha aplicado un hongo como alternativa biológica para derrotar a este invertebrado.
Los científicos han obtenido resultados prometedores y de utilidad para los productores de la comarca del Guadajoz y de la Campiña Este de Córdoba y, por extensión, para todo el sector olivarero. Trabajando en campos de cultivo convencionales, han logrado reducir la densidad de población de la mosca del olivo en un 50% con este sistema de control biológico.
La mosca del olivo es el principal problema de origen entomológico en este valioso producto agrícola. “En la provincia de Córdoba, en zonas productoras como el entorno de Baena, existen tres picos poblacionales de la mosca del olivo (Bactrocera oleae) en el cultivo, uno en primavera y dos en otoño”, indica Inmaculada Garrido Jurado, investigadora de la unidad de Entomología Agrícola que dirige el catedrático Enrique Quesada. Generalmente, “son más peligrosos los últimos, ya que la mosca se dirige al fruto”, explica Garrido.
Por este motivo, los investigadores han empleado el inóculo en estos periodos, que coinciden con la caída de la larva de la mosca al suelo, donde inverna desde octubre o noviembre, y la emergencia del insecto ya como adulto en primavera.

El hongo

Para combatir la plaga, los científicos han empleado un enemigo natural de la mosca del olivo. Se trata del hongo Metarhizium brunneum. “Está presente de manera natural en el suelo y desde el siglo XIX se sabe que regula poblaciones de insectos”, añade Meelad Yousef, doctorando del equipo de investigación de la UCO.
“Empleamos organismos presentes de forma natural en el entorno y, por lo tanto, no introducimos elementos biológicos ajenos al entorno del olivar”, resume su compañera. El empleo de este hongo como agente biológico de plagas permite, además, cumplir las disposiciones de la directiva comunitaria, traspuesta en un real decreto de 2012 para el uso sostenible de productos fitonasitarios, y constituirse como una herramienta ambientalmente responsable.
El hongo actúa por contacto con la mosca del olivo. Mediante unas enzimas es capaz de penetrar en el insecto a través de la cutícula del mismo, la parte que le aísla del exterior. El hongo, que infecta al insecto, le produce la muerte bien por su crecimiento en el interior del cuerpo, bien por la producción de compuestos insecticidas.

Sobre el terreno

A partir de este mecanismo biológico, los investigadores idearon un método de control que utilizaron durante dos campañas agrícolas en olivares de la zona de Baena (sur de la provincia de Córdoba).
En parcelas de una hectárea, aplicaron al hongo combinado con agua con aperos convencionales empleados de forma usual en el ámbito agrícola. El inóculo se distribuyó bajo la copa de los árboles, lugar donde pupa la mosca del olivo. Con el fin de mantener un control sobre la población de la mosca del olivo presente en las parcelas de investigación, se emplearon trampas con atrayentes alimenticios para estos dípteros, que actuaban como barrera.
Los científicos monitorizaron tanto los campos de experimentación como el de control y llegaron a datos concluyentes. El micoinsecticida reducía la densidad de población de la mosca del olivo hasta en un 50%. También observaron que el hongo presentaba persistencia en el terreno, lo que permite que con solo dos aplicaciones al año proporcione un control a largo plazo.
Con el fin de que el método sea adoptado con sencillez por parte de los agricultores, el equipo de investigación empleó tanto rutinas de trabajo convencionales (uso de tractores, monocultores o quads con los aperos habituales para distribuir los fitosanitarios) como una combinación del inóculo con tratamientos herbicidas autorizados en el Reglamento Específico de Producción Integrada del Olivar.