UN POSIBLE PASO CRUCIAL EN LA FORMACIÓN DE VIDA CELULAR HACE CUATRO MIL MILLONES DE AÑOS

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En la biología moderna, toda forma de vida, con excepción de algunos virus, utiliza ADN como mecanismo de almacenamiento de información genética. Según la hipótesis del "Mundo de ARN", en la Tierra apareció primero el ARN, sirviendo tanto como material de almacenamiento de la información genética como de molécula orgánica catalizadora de reacciones químicas. Mucho después, la evolución condujo al surgimiento del ADN y las proteínas. A diferencia del ADN, el ARN puede adoptar muchas configuraciones moleculares diferentes, de modo que es funcionalmente interactivo a escala molecular.

Compartimentar las moléculas de ARN fue esencial para la evolución de la vida. (Foto: C. A. Strulson, Penn State University)

El equipo de los químicos Christine Keating, Philip Bevilacqua, Christopher Strulson y Rosalynn Molden, de la Universidad Estatal de Pensilvania en Estados Unidos, ha explorado uno de los cabos sueltos en la hipótesis del Mundo de ARN.
Ese cabo suelto es la compartimentación. No es suficiente tener flotando alrededor las moléculas necesarias que componen el ARN; necesitan estar en compartimientos y mantenerse juntas sin dispersarse. Este "empaquetamiento" se tiene que realizar en un espacio que sea lo bastante pequeño, una situación similar a la que se da en una célula moderna, por el simple hecho de que, en la química, es necesario que las moléculas entren en contacto para que haya una reacción.

Para averiguar cuán temprano se pudieron formar estructuras cuasi celulares capaces de actuar para lograr compartimentar las moléculas de ARN incluso en ausencia de moléculas lipoides, como las que componen las membranas celulares modernas, Strulson y Molden generaron en el laboratorio "células" modelo, sin vida. Desarrollaron también un modelo químico que imita un posible paso en la formación de la vida celular en la Tierra hace 4.000 millones de años.
Usando grandes "macromoléculas", concretamente polímeros, los científicos crearon primitivas estructuras cuasi celulares a las que agregaron ARN, el material de codificación genética que, según se cree, precedió a la aparición del ADN en la Tierra, y han demostrado cómo las moléculas reaccionarían químicamente al estar sometidas a las mismas condiciones que probablemente imperaban en la Tierra del pasado remoto. Los autores del estudio han constatado que, una vez que el ARN fue empaquetado en los compartimientos, las moléculas pasaron a ser capaces de asociarse físicamente, resultando ello en reacciones químicas. Cuanto más densamente se empaquetaba el ARN, mayor era la velocidad a la que se producían las reacciones.

LOS ÚLTIMOS SERES VIVOS EN LA TIERRA SERÁN LOS MICROBIOS DE LAS CUEVAS

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Científicos de la Universidad de St. Andrews (Reino Unido) han llevado a cabo un estudio que determina que los microbios que habitan las cuevas subterráneas será la última vida en la Tierra, justo antes de que la Tierra se convierta en un planeta inhabitable por el calor del Sol, dentro de unos 2.800 millones de años.

El trabajo, publicado en 'arxiv.org', ha estudiado el proceso de la Tierra durante el aumento de temperaturas que sufrirá la superficie de la Tierra a distintas latitudes, junto con cambios a largo plazo en las características orbitales del planeta.

Los científicos han creado un modelo que muestra que a medida que el Sol y la Tierra se calientan más, las vidas "complejas", plantas, mamíferos, peces e invertebrados, irán despareciendo, por este orden, a medida que las temperaturas se disparan. Posteriormente, los océanos se evaporarán y la tectónica de placas se paralizará sin el agua como lubricante.

Con el tiempo, sólo existirán "piscinas de salmuera caliente" en las altitudes más altas y "menos ardientes en cuevas subterráneas protegidas". Es en este hábitat en donde sobrevivirán los microbios y que serán los últimos en permanecer con vida en el planeta antes de que el calentamiento lo haga inhabitable para cualquier organismo vivo.

Según han explicado los expertos, la última vida en la Tierra perecerá en 2,8 millones de años, quemada por el Sol moribundo cuando este se convierta una gigante roja. Para entonces, el planeta tendrá un paisaje sombrío.

El autor principal del estudio, Jack O'Malley-James, ha señalado que "la habitabilidad no es tanto un conjunto de atributos de un planeta, sino que tiene más que ver con una vida propia".

En este estudio también se ha trabajado en un modelo de estrellas de varios tamaños, con el que los investigadores han determinado que la vida unicelular en planetas similares a la Tierra durarían los primeros tres millones de años de vida. Por su parte, han señalado que la vida 'compleja' podría existir durante períodos relativamente cortos antes de que la estrella comience a morir y las condiciones vuelven a ser favorables solamente para los microbios.

En este sentido, los expertos han indicado que, estadísticamente, si la vida extraterrestre está ahí fuera es más probable que sea simplemente microbiana. Por ello, el equipo está trabajando en las estos organismos en la Tierra y en las señales químicas que determinan su presencia.

"Así, si se detectan señales similares en exoplanetas, se puede estudiar si contienen vida", ha apuntado el investigador, quien ha defendido que hay planetas que "se creen muertos" pero que también deberían estudiarse "porque pueden estar en el final de su vida útil y puede ser habitable igualmente".

De este modo, los expertos han invitado a sus colegas a pensar en la vida de un planeta como "un ciclo de simple a complejo" y que, "tal vez regrese a simple otra vez". "Esto ayudará a la búsqueda de vida extraterrestre", ha concluido O'Malley-James.

ASOMBROSA COMPLEJIDAD SOCIAL EN UNA COMUNIDAD DE GRAPTOLITES DE CASI 500 MILLONES DE AÑOS ATRÁS

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Se ha descubierto algo inaudito en un conjunto de restos fósiles que ha pasado más de un siglo guardado en un museo.

El fósil estudiado. (Foto: Paul Witney, BGS, (c) NERC 2012)

El equipo del geólogo Jan Zalasiewicz de la Universidad de Leicester en el Reino Unido ha identificado indicios reveladores de la gran capacidad de organización social que tuvieron los graptolites, animales extintos desde hace mucho tiempo.
Contra todo pronóstico, esos organismos de hace casi 500 millones de años desarrollaron funciones especializadas, con división de labores, y los distintos especialistas cooperaban para construir sus moradas, de un modo que recuerda bastante a cómo una empresa de construcción se vale de un equipo de albañiles, enyesadores y carpinteros para construir y acondicionar edificios.
Los restos fósiles de la colonia de graptolites fueron encontrados por geólogos del siglo XIX en Escocia.
Estos restos no muestran a los animales propiamente dichos, sino sólo a las conexiones que hubo entre ellos; es algo parecido a no encontrar los cuerpos de alpinistas muertos pero sí las cuerdas que antes mantenían junto al equipo de alpinistas.
El análisis detallado del equipo de Zalasiewicz apunta a que los animales de la colonia tenían una sofisticada división de labores, en la que diferentes miembros de la colonia asumían tareas diferentes. Este conjunto asombroso de fósiles, en palabras de Zalasiewicz, muestra una sofisticada cooperación prehistórica, preservada en piedra.
Parece lógico suponer que un elemento clave en el éxito evolutivo que estos animales tuvieron durante bastante tiempo debió ser esta capacidad de colaboración.
Tal como subraya Mike Howe, responsable de las colecciones de fósiles del BGS (British Geological Survey) y coautor del estudio, el nuevo descubrimiento demuestra que las colecciones guardadas en museos son un tesoro científico, en el cual fósiles recogidos mucho tiempo atrás pueden seguir alimentando nuevos hallazgos científicos.

UN MISMO PEGAMENTO, DOS GRADOS DISTINTOS DE ADHERENCIA

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Las arañas del género Steatoda, comunes en muchas partes del mundo y que a menudo conviven con las personas como arañas domésticas, han sido fuente de inspiración para un equipo de científicos dedicado a buscar nuevas y mejores vías de desarrollar adhesivos para el campo médico. Piense en una sutura adhesiva lo bastante fuerte como para aplicarla a una fractura de hombro, y que el mismo adhesivo, aplicado de tal modo que resulte sólo levemente pegajoso, sirva para tiritas y otros vendajes que se puedan despegar de la piel sin que esa acción resulte dolorosa.

La araña común Achaearanea tepidariorum. (Imagen: University of Akron)

Este grupo de investigadores, integrado por biólogos y por expertos en polímeros, de la Universidad de Akron en Ohio, Estados Unidos, ha descubierto que esta araña doméstica, a fin de capturar de manera más eficiente diferentes tipos de presa, realiza una hazaña poco común. Prepara, de dos modos, un mismo pegamento, lo que le permite disponer de una sustancia que exhibe uno de dos grados muy distintos de adherencia: uno firme y otro débil.
El equipo de Ali Dhinojwala y Todd Blackledge de la Universidad de Akron, y Vasav Sahni (ahora en la empresa 3M Co.), ha comprobado que las arañas del género Steatoda utilizan discos adhesivos para fijar las telarañas a techos, paredes y otras superficies. Aunque utilizan el mismo pegamento en todas las superficies, lo crean con dos diseños diferentes que le confieren una adherencia fuerte o débil, dependiendo de si las presas que más probabilidades tienen de toparse con la telaraña vuelan o bien andan por el suelo.
No es cuestión de la química inherente del pegamento, sino de cómo el mismo pegamento puede tener diferentes grados de adherencia. Las diferencias entre los dos tipos de discos son el resultado exclusivo de cómo la araña los hila, ya que ambos se crean con la seda producida por los mismos conjuntos de glándulas.
El disco adhesivo superpegajoso que fija las telarañas a techos y superficies verticales mantiene a las telarañas fijas en su sitio cuando son golpeadas por insectos que vuelan en el aire a altas velocidades. En estas circunstancias, esto es lo que más le conviene a la araña.
Por el contrario, el disco adhesivo que fija las telarañas al suelo para capturar insectos que caminan tiene una adherencia débil. Cuando un insecto que va caminando choca con la telaraña, el disco de adherencia débil se desprende del suelo y deja a la presa suspendida en el aire mediante un hilo de seda, sin posibilidad de valerse de puntos de apoyo en el suelo para procurar alejarse, tensando sus ataduras hasta romperlas.
Los investigadores que hicieron el hallazgo ya están trabajando en el desarrollo de un adhesivo sintético que imite la estrategia de diseño que emplea esta araña doméstica.

LA BALLENA MÁS RARA DEL MUNDO ES IDENTIFICADA POR PRIMERA VEZ EN NUEVA ZELANDA

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Dos ballenas picudas con dientes en forma de pala, el mamífero marino más extraño y enigmático del océano, han sido identificadas por primera vez. La revista Current Biology publica un estudio que explica que estos animales podrían vivir en las profundidades marinas, lo que les habría permitido pasar inadvertidos hasta ahora.

Cuando las encontraron, ambos mamíferos fueron incluidos en la especie de ballena picuda de Gray, que aparece en la fotografía. Imagen: Gobierno de Nueva Zelanda

Una ballena picuda con dientes en forma de pala –una especie hasta ahora prácticamente desconocida para la ciencia– ha sido observada por primera vez después de que dos ejemplares, una madre y su cría macho, quedasen varados y murieran en una playa de Nueva Zelanda. Un estudio en la revista Current Biology ofrece la primera descripción completa de este tipo cetáceo (Mesoplodon traversii), el más raro que existe y del que solo se tenía constancia gracias a unos cuantos restos encontrados de su cráneo.

“Es la primera vez que se encuentran especímenes completos de esta especie, de más de cinco metros de longitud, y somos afortunados de haberlos encontrado”, comenta Rochelle Constantine, investigadora de la Universidad de Auckland y coautora del trabajo.

Estas ballenas viven y mueren en las profundidades del océano y apenas se aproximan a la costa.

Hasta ahora todo lo que se sabía sobre este tipo de ballenas procedía de los cráneos recogidos en Nueva Zelanda y Chile a lo largo de 140 años.

Los dos animales fueron descubiertos en diciembre de 2010, cuando quedaron varados en la playa Opape Beach, en Nueva Zelanda, y a continuación murieron. Fue entonces cuando el Departamento Neozelandés de Conservación decidió fotografiar a los animales y tomar medidas y muestras de sus tejidos.

Al principio, ambos mamíferos fueron identificados e incluidos en la especie de ballena picuda de Gray –perteneciente al género Mesoplodon– un tipo mucho más común. Sin embargo, ciertos rasgos morfológicos y los resultados del análisis de su ADN revelaron su identidad real.

 

Tienen una cabeza prominente

 

“Se trata de dos ejemplares de ballenas picudas con dientes de pala, la especie más rara que se conoce”, recoge el estudio. Estos mamíferos tienen el cuerpo de color gris oscuro o negro, mientras las ballenas de Gray lo tienen blanco. Además, su cabeza es más prominente que la de las ballenas de Gray.

Distinguir entre diferentes especies de ballenas picudas suele ser complicado atendiendo únicamente a sus características morfológicas externas, especialmente en Nueva Zelanda, donde la diversidad entre este tipo de mamíferos es muy grande.

Por eso, en las últimas dos décadas los científicos se han centrado en la información genética como complemento a los datos morfológicos.

Este hallazgo representa la primera evidencia científica de que esta ballena realmente existe y, además, “demuestra lo poco que sabemos todavía sobre la vida en los océanos”, explican los investigadores.

Los científicos muestran su sorpresa ante la capacidad de estos mamíferos para no ser vistos y avanzan que posiblemente se deba a que viven y mueren en las profundidades del océano. Son muy escasas las ocasiones en que se aproximan a la costa.

El descubrimiento de estos ejemplares destaca la importancia que tienen la tipificación del ADN y la colección de fotografías de los animales que llegan a las playas para identificar las especies raras.

 

Referencia bibliográfica:

 

Kirsten Thompson, C. Scott Baker, Anton van Helden, Selina Patel, Craig Millar, Rochelle Constantine. “The world’s rarest whale”. Current biology. 5 de noviembre de 2012.

LLEGAR A SER ABUELA Y CUIDAR NIETOS, ¿LA SITUACIÓN QUE HIZO AUMENTAR LA LONGEVIDAD HUMANA?

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En muchas especies, los individuos que sobrepasan la franja de edad asociada a su capacidad de reproducirse no viven mucho tiempo más. Por ejemplo, las hembras de chimpancé raramente viven mucho tiempo más después de terminarse sus años fértiles, por regla general en los treinta y tantos o los cuarenta y tantos años de edad. En cambio, en la especie humana, las mujeres a menudo viven durante décadas después de acabarse sus años fértiles. ¿Por qué la evolución ha conducido a esto en la especie humana?

La antropóloga Kristen Hawkes. (Foto: Lee J. Siegel, Universidad de Utah)

La explicación más popular ha sido denominada la "Hipótesis de la Abuela", y propone, a grandes rasgos, que las mujeres refuerzan la supervivencia de sus nietos viviendo el tiempo suficiente para ayudar a cuidar de ellos e incrementar así el éxito en la propagación de sus genes. Dicho de otro modo, la mujer que vive lo suficiente tras su etapa reproductiva, aumenta las probabilidades de supervivencia de sus nietos y nietas, facilitando también que sus hijas engendren más descendientes. Ello incrementa la propagación de los rasgos genéticos de la abuela (hay más individuos que portan material genético de ella y que pueden transmitirlo a sus respectivos descendientes). Dado que entre dichos rasgos está el de esa longevidad extra, generación tras generación el efecto se acumula y al cabo de un tiempo la mayoría de los individuos de la especie tienen la capacidad de vivir muchos años más.
La antropóloga Kristen Hawkes, de la Universidad de Utah, así como James O'Connell de la misma universidad y Nicholas Blurton Jones de la Universidad de California en Los Ángeles, ambos también antropólogos, propusieron formalmente la Hipótesis de la Abuela en 1997, y desde entonces ha sido debatida. Un punto débil muy criticado de esta hipótesis ha sido que carecía de un respaldo matemático.
Ahora, un nuevo estudio aporta ese respaldo.
Hawkes ha llevado a cabo este estudio con el biólogo matemático Peter Kim, ahora en la Universidad de Sídney en Australia, y el antropólogo James Coxworth de la Universidad de Utah.
Al preparar su modelo, los investigadores optaron por tomar un enfoque conservador y un tanto escéptico con respecto al efecto propuesto en la Hipótesis de la Abuela. Asumieron que ninguna mujer pudo ejercer de abuela antes de los 45 años de edad, ni después de los 75, que sólo pudo cuidar a un único niño o niña, y durante un tiempo relativamente limitado.
Sobre la base de los resultados de estudios anteriores, se asumió, para el modelo usado en la simulación, que cualquier recién nacido contaba con un 5 por ciento de probabilidades de tener una mutación genética que pudiera acortar o bien prolongar su vida.
La simulación confeccionada por los investigadores comienza con sólo un 1 por ciento de mujeres viviendo lo suficiente como para poder llegar a abuelas, y siendo capaces de cuidar a sus nietos. Al cabo del periodo simulado de entre 24.000 y 60.000 años, la población presenta características de longevidad parecidas a las típicas en las sociedades de cazadores-recolectores relativamente avanzadas, con alrededor del 43 por ciento de las mujeres adultas siendo abuelas.
Entre los resultados de la simulación, destaca el de que, desde la franja de referencia de la adultez, los años adicionales de vida pasaron de 25 a 49 (casi el doble) en el periodo simulado de entre 24.000 y 60.000 años.
Los resultados de este estudio indican que incluso con sólo una muy pequeña labor cuidadora de las abuelas a sus nietos, los animales de la simulación, que comenzaban con la longevidad típica de los chimpancés, en menos de 60.000 años evolucionaban hasta alcanzar la misma longevidad que los humanos.

CUATRO NUEVAS ESPECIES DE UN GÉNERO ÚNICO DE SALAMANDRAS ASIÁTICAS

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Un equipo de investigadores con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha identificado cuatro nuevas especies de Onychodactylus, un género único de salamandras asiáticas. Los científicos las han descrito tras realizar la revisión taxonómica de este género tan particular de salamandras, que no tienen pulmones y, a diferencia del resto, presentan uñas en los dedos.

El trabajo, publicado en la revista Zootaxa, permitirá a los investigadores profundizar en la historia evolutiva de este grupo del este de Asia. “Este estudio pone en evidencia de nuevo lo poco que conocemos la diversidad del planeta y sienta las bases de su conservación futura”, destaca el investigador del CSIC en el Museo Nacional de Ciencias Naturales David Vieites. La investigación se llevó a cabo entre 2003 y 2010 en zonas poco exploradas de Japón, Corea del Sur, China y Rusia.

Los científicos, que han realizado un análisis morfológico de especímenes y otro genético, todavía tienen que profundizar en el conocimiento de la biología de estas nuevas especies. Según Vieites, el hallazgo sugiere que ha habido más diversificación de la que se creía: “Nuestros trabajos de campo en Asia nos han permitido observar que existía cierta diversidad morfológica dentro de las dos especies de Onychodactylus descritas hasta ahora. Los resultados han confirmado que esa diversidad se corresponde con más especies de las que se conocían”.

El estudio aporta luz al tipo de evolución que han sufrido estas salamandras, marcada por la pérdida de los pulmones, todo un misterio al tratarse de vertebrados. “La comparación de las especies de este grupo de salamandras con otras sin pulmones nos permitirá conocer mejor sus mecanismos respiratorios alternativos con posibles aplicaciones médicas en un futuro”, explica el investigador del CSIC.