sábado, 29 de diciembre de 2012

EL MECANISMO DE AUTOORGANIZACIÓN QUE HIZO POSIBLE EL ORIGEN DE LA VIDA

noticiasdelaciencia.com
 
La cuestión de cómo comenzó la vida a escala molecular ha sido tema de debate desde hace mucho tiempo. A lo largo de la historia de la ciencia moderna, se han propuesto diversas teorías contrapuestas sobre cómo pudo comenzar la vida en la Tierra, un inicio que tuvo que ser previo a los primeros genes.


La cuestión de cómo comenzó la vida a escala molecular ha sido tema de debate desde hace mucho tiempo. (Recreación artística: Amazings / NCYT / JMC)

A pesar de las diferencias entre los distintos escenarios propuestos, un elemento que todos tienen en común es una red de moléculas con la capacidad de trabajar juntas para poner en marcha un mecanismo de replicación, algo fundamental para la vida. Sin embargo, a muchos investigadores les resulta difícil imaginar cómo podría haberse formado espontáneamente una red molecular, sin precursores, en el medio químico de la Tierra primitiva. Algunos han llegado a decir que es equivalente a que un tornado atraviese un almacén de piezas y por casualidad, éstas se encajen unas con otras, empujadas por el viento, hasta conformar un Boeing 747.
Sin embargo, investigaciones matemáticas recientes a cargo del equipo de Wim Hordijk, un científico invitado en el Centro Nacional de Síntesis Evolutiva en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, revela algunas pistas sobre el mecanismo por el cual la vida pudo surgir en la sopa química que existía en la Tierra primigenia.
En un estudio anterior publicado en 2004, Hordijk y su colega, Mike Steel, de la Universidad de Canterbury en Nueva Zelanda, utilizaron un modelo matemático de reacciones químicas simples para demostrar que tales redes pueden formarse más fácilmente de lo que muchos investigadores pensaban. De hecho, recientemente se ha logrado crear redes de este tipo en laboratorio.
En lo que constituye un importante paso posterior dentro de esa línea de investigación, Hordijk, Steel y Stuart Kauffman (de la Universidad de Vermont en Estados Unidos) analizaron la estructura de las redes en sus modelos matemáticos, y encontraron un mecanismo plausible por el cual dichas redes pudieron evolucionar hasta ser capaces de producir los bloques de construcción de la vida que conocemos hoy, tales como las membranas celulares o los ácidos nucleicos.
Resulta que si nos fijamos en la estructura de las redes de moléculas en los modelos con los que ha trabajado el equipo de Hordijk, se aprecia que muy a menudo constan de pequeños subconjuntos de moléculas con las mismas capacidades de autoperpetuación.
Los modelos indican que, mediante la combinación, la división y la recombinación para formar nuevos tipos de redes a partir de las mismas subunidades, estos subconjuntos de moléculas pueden dar lugar a redes cada vez más grandes y complejas de reacciones químicas y, presumiblemente, conducir a la vida tal como la entendemos.

jueves, 27 de diciembre de 2012

LAS COLECCIONES PRIVADAS DE HISTORIA NATURAL SON UNA FUENTE DE MATERIAL CIENTÍFICO

agenciasinc.es
 
Investigadores españoles han estudiado el papel de los pequeños fondos privados de animales naturalizados como material científico. El trabajo, publicado en ‘BioScience’, ha evaluado los fondos históricos de 112 colecciones en Europa y EE UU.


Los autores proponen la creación de protocolos para localizar, legalizar y conservar los especímenes, así como información asociada. Imagen: Ivan Walsh.
 
Un estudio liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha analizado el papel de las colecciones de historia de natural de museos pequeños y fondos privados no científicos como fuente de material de investigación.
Según este trabajo, publicado en la revista BioScience, dichos fondos –que apenas aparecen citados en publicaciones científicas– pueden ofrecer información sobre las especies naturalizadas no recogida por los grandes museos científicos.
“En este trabajo hemos usado al lince ibérico como modelo para estudiar la importancia de estas colecciones históricas, que normalmente pasan desapercibidas, y las hemos comparado con las colecciones de grandes museos científicos”, explica Mireia Casas, investigadora de la Estación Biológica de Doñana.
El objetivo ha sido evaluar la necesidad de preservar dichas colecciones, ya que con el paso del tiempo muchas se pierden. “Con ellas desaparece también información sobre la especie que podría ser valiosa, como ADN que permita estudiar cómo eran las poblaciones en el pasado”, apunta Casas.
Para los autores, las colecciones pequeñas y los fondos privados cubren franjas espaciales y temporales mayores que los grandes museos científicos, “posiblemente porque los grandes museos científicos centraron sus estudios en ciertas áreas y ciertos periodos”, comenta la investigadora.
 
Desaparición de especímenes
 
Tras analizar las colecciones de historia natural de 14 grandes museos de Europa y EE UU, 23 museos menores y 75 fondos privados en España y Portugal, los investigadores contabilizaron 466 especímenes de lince ibérico.
“El censo comenzó en 1987 y unos 20 años después, cuando tratamos de localizar de nuevo todos los ejemplares, descubrimos que muchos especímenes habían desaparecido de las colecciones pequeñas y de los fondos privados. Una de las causas principales de esa disminución es que muchos de los especímenes se conservaron en mal estado”, añade Casas.
Para evitar esta pérdida del potencial material científico, los autores proponen la creación de protocolos para localizar, legalizar y conservar los especímenes, así como la información asociada a ellos.
“Creemos que debería considerarse la inclusión de esos ejemplares naturalizados en las bases de datos digitales y en las propias colecciones de los grandes museos científicos donde se asegure su perpetuidad en el tiempo”, concluye la investigadora.
 
Referencia bibliográfica:
 
Mireia Casas‐Marce, Eloy Revilla. Margarida Fernandes, Alejandro Rodríguez, Miguel Delibes, José A. Godoy. “The Value of Hidden Scientific Resources: Preserved Animal Specimens from Private Collections and Small Museums”. BioScience DOI: 10.1525/bio.2012.62.12.9

miércoles, 26 de diciembre de 2012

UN ALGA QUE EXTRAE ENERGÍA DE OTRAS PLANTAS

noticiasdelaciencia.com
 
Se ha descubierto que el alga verde Chlamydomonas reinhardtii, no sólo es capaz de nutrirse a partir de la fotosíntesis, sino que también obtiene energía de una fuente alternativa: otras plantas. Este hallazgo podría también tener un gran impacto sobre el futuro de la bioenergía.


En los experimentos se ha comprobado que las algas estudiadas descomponen la celulosa en azúcares simples que pueden usar como fuente de energía. (Foto: Universidad de Bielefeld)

Hasta ahora, se creía que sólo gusanos, bacterias y hongos eran capaces de digerir la celulosa vegetal y utilizarla como fuente de carbono para su crecimiento y supervivencia. Las plantas, por su parte, se valen de la fotosíntesis, por lo que requieren luz, así como dióxido de carbono y agua.
En una serie de experimentos, el equipo de Olaf Kruse, de la Universidad de Bielefeld, en Alemania, cultivó la especie microscópica de alga verde Chlamydomonas reinhardtii en un ambiente con dióxido de carbono limitado y observó que ante tal escasez, esta alga unicelular puede obtener energía a partir de la celulosa vegetal vecina. El alga secreta enzimas que "digieren" la celulosa, descomponiéndola en azúcares simples que pueden ser transportados al interior de las células y transformados en una fuente de energía. Como resultado final, el alga puede seguir creciendo.
Ésta es la primera vez que tal conducta es confirmada en un organismo vegetal, tal como subraya el profesor Kruse. Que esa alga pueda "digerir" de ese modo la celulosa contradice lo asumido durante mucho tiempo por la comunidad científica.
Actualmente, los científicos estudian si este mecanismo se encuentra en otros tipos de algas. Los resultados preliminares indican que sí.
En el futuro, esta propiedad hasta ahora desconocida de las algas también podría ser de interés para la producción de bioenergía. Degradar biológicamente la celulosa vegetal es uno de los pasos más importantes en los métodos de elaboración de biocombustibles bajo desarrollo o perfeccionamiento en este campo. Aunque a raíz de actividades como la agrícola hay disponibles grandes cantidades de residuos que contienen celulosa, las vías de transformación distan aún mucho de ser las óptimas.
En la actualidad, las enzimas necesarias para descomponer y procesar la celulosa (a las que se denomina celulasas) se extraen de hongos que, a su vez, requieren materia orgánica para crecer. Si en el futuro se puede obtener de algas las celulasas necesarias para una elaboración óptima de biocombustibles, no sería necesaria la materia orgánica destinada a nutrir a los hongos.

martes, 25 de diciembre de 2012

RESUELVEN UN ENIGMA PALEONTOLÓGICO MÁS DE UN SIGLO DESPUÉS DE ENCONTRAR LOS RESTOS FÓSILES

noticiasdelaciencia.com
 
Un equipo de investigadores de Argentina, Estados Unidos y Australia ha conseguido aclarar por fin las relaciones evolutivas del Necrolestes patagonensis, un extraño animal de vida subterránea que ha sido un enigma para la paleontología desde su descubrimiento en la Patagonia en 1891.


Reconstrucción artística de un Necrolestes patagonensis aventurándose fuera de su madriguera en la Patagonia de 16 millones de años atrás. (Imagen: © Guillermo W. Rougier para PNAS / Jorge González)
 
 
En estos 121 años, y a pesar de su excelente estado de conservación, los misteriosos restos fósiles del Necrolestes patagonensis, de 16 millones de años de antigüedad, han estado viajando de institución en institución y de investigador en investigador, cambiándose la clasificación del animal casi con cada nuevo desplazamiento o estudio. Hasta hace pocos años, el Necrolestes todavía no había sido clasificado definitivamente dentro un grupo de mamíferos.
Un escaneo de la región del oído realizado en 2008 mediante tomografía computerizada condujo a que otro equipo de investigación planteara que el Necrolestes era un marsupial.
Esta clasificación intrigó a Guillermo Rougier, de la Universidad de Louisville, Kentucky. Como especialista en mamíferos sudamericanos, Rougier no estaba convencido de que la clasificación como marsupial fuera acertada, y se embarcó en su propio intento de hacer una clasificación.
Durante el proceso de preparación del fósil para análisis posteriores, Rougier descubrió características de la anatomía del cráneo que habían pasado inadvertidas anteriormente. Basándose en estos nuevos rasgos, el equipo de Rougier y John Wible del Museo Carnegie de Historia Natural en Pittsburgh, Pensilvania, llegó a la novedosa conclusión que el Necrolestes no pertenece ni al linaje marsupial ni al placentario, de los cuales se le consideró integrante en momentos distintos de estos 121 años de debates.
El Necrolestes en realidad pertenece a una rama completamente inesperada del árbol evolutivo, la del grupo de los mamíferos Meridiolestida, del que se creía que se extinguió 45 millones años antes de la época de la que data el ejemplar analizado de Necrolestes.



LA LIBÉLULA TIENE CUALIDADES CEREBRALES SOLO VISTAS EN PRIMATES

ecoticias.com

Investigadores de la Universidad de Adelaida (Australia) han encontrado pruebas de que la libélula es capaz de realizar procesos de pensamiento de más alto nivel en la caza a su presa. El descubrimiento, publicado este jueves en la revista 'Current Biology', es la primera evidencia de que un animal invertebrado tiene células cerebrales de atención selectiva, que hasta ahora sólo se ha demostrado en los primates.




El doctor Steven Wiederman y el profesor asociado David O'Carroll, del Centro de Investigación de Neurociencia de la Universidad de Adelaida han estado estudiando la visión de los insectos durante muchos años. Usando una sonda de vidrio pequeño con una punta de sólo 60 nanómetros de ancho, unas 1.500 veces más pequeña que el ancho de un cabello humano, descubrieron la actividad neuronal en el cerebro de la libélula que permite esta atención selectiva.
En concreto, los investigadores encontraron que cuando se presenta más de un objetivo visual, se producen cerraduras en las células del cerebro de la libélula hacia una diana y se comportan como si los otros objetivos no existen. "La atención selectiva es fundamental para la capacidad de los humanos de seleccionar y responder a un estímulo sensorial en presencia de distracciones", explica el doctor Wiederman.
Y pone como ejemplo a los jugadores de tenis, que tienen que distinguir una pelota pequeña que viaja a casi 200 kilómetros por hora entre la multitud, por lo que para golpearla necesita atención selectiva. "Precisamente cómo funciona esto en los cerebros biológicos sigue siendo poco conocido y ha sido un tema candente en la neurociencia en los últimos años", afirma.
El profesor O'Carroll dice que esta actividad cerebral hace que la libélula sea un depredador más eficiente y eficaz. "Lo que es emocionante para nosotros es que esta es la primera demostración directa de algo relacionado con la atención selectiva en los seres humanos que se muestran en el plano neuroal de un invertebrado", destaca, tras señalar que estudios recientes revelan mecanismos similares en el cerebro de los primates
"No esperábamos encontrar algo tan sofisticado en los insectos humildes de un grupo que ha estado alrededor de 325 millones de años --celebra O'Carrol--. Creemos que nuestro trabajo será de interés para los neurocientíficos e ingenieros por igual, porque se podría utilizar como un sistema modelo para la visión robótica. Debido a que el cerebro de los insectos es simple y accesible, el trabajo en el futuro nos permitirá comprender cabalmente la red subyacente de las neuronas y copiarlo en robots inteligentes".

domingo, 23 de diciembre de 2012

LOS ECOSISTEMAS ÁRIDOS Y HÚMEDOS RESPONDEN ANTES A LA SEQUÍA, FRENTE A LOS SUBHÚMEDOS

ecoticias.com
 
Una investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto que la vegetación de ecosistemas áridos y húmedos es la que más rápido reacciona frente al estrés hídrico, en contraste con la de los ecosistemas subhúmedos. A pesar del paralelismo en la rápida respuesta de ambos biomas frente a la sequía, la investigación considera que "los mecanismos que dirigen sendos procesos son probablemente muy diferentes".




El CSIC ha explicado que todos los ecosistemas sufren los efectos negativos provocados por la escasez de agua, y la persistencia de este déficit es muy importante para determinar la sensibilidad de la vegetación a la sequía.
El investigador del Instituto Pirenaico de Ecología del CSIC, Sergio Vicente, ha explicado que "la vegetación de regiones áridas posee herramientas que le permiten adaptarse rápidamente a unas condiciones cambiantes de disponibilidad de agua", mientras que en las regiones húmedas los cortos periodos de falta de agua pueden desencadenar rápidamente un descenso en la actividad foliar y en el crecimiento la vegetación, que suele ser más sensible al estrés hídrico.
Los resultados, publicados en PNAS, han sido obtenidos en base a tres indicadores: índices de vegetación a partir de imágenes de satélite, series de crecimiento radial de los árboles y producción primaria neta. La variación interanual de estos factores ha sido relacionada con un índice de sequía climática: el índice de precipitación y evapotranspiración estandarizado (SPEI, de sus siglas en inglés).
Según el artículo, "el 72 por ciento de las zonas vegetadas del planeta muestra correlación entre el SPEI y los índices de vegetación procedentes de imágenes de satélite". Así, la investigación apunta que "en las regiones áridas y semiáridas, los impactos de la sequía suelen provocar una reducción de la actividad vegetal y del crecimiento de las plantas, pero rara vez provocan la mortalidad de los ejemplares o daños a largo plazo".
Por el contrario, en la vegetación de las regiones húmedas los impactos de la sequía serán probablemente diferentes ya que suelen afectar a los tejidos vegetales debido a su baja tolerancia al estrés hídrico.
Para Vicente, "la respuesta de la vegetación frente a los déficits hídricos es un tema crucial que determina los patrones geográficos de la vegetación". Según el investigador del CSIC, "estos resultados son particularmente relevantes en el actual escenario de cambio climático".
El grado en el que los ecosistemas responden a condiciones de déficit hídrico sugiere cuál será su grado de respuesta ante futuros cambios en precipitaciones y temperaturas. Los resultados, por tanto, "podrían ayudar a mejorar la exactitud de las proyecciones de vegetación bajo escenarios de cambio global", concluye Vicente.

COMUNIDAD INSÓLITA DE BACTERIAS AISLADA EN UN MEDIO HIPERSALINO, GLACIAL, SIN LUZ Y SIN OXÍGENO

noticiasdelaciencia.com
Los hábitats más comunes para la vida en la Tierra no son los únicos capaces de sostener formas de vida. En un hallazgo que hará pensar a muchas personas en las probabilidades de que exista vida simple bajo el hielo de la luna Europa de Júpiter, un estudio revela, por vez primera, detalles de una comunidad viable de bacterias que subsiste en un ambiente oscuro, hipersalino y muy frío, bajo casi 20 metros de hielo en uno de los lagos más aislados de la Antártida.



El Lago Vida, el mayor de varios lagos singulares existentes en los Valles Secos de McMurdo, no contiene oxígeno, está en su mayor parte congelado, y posee los niveles de óxido nitroso más altos de cualquier masa de agua natural en la Tierra. A través de este ambiente helado, cuya temperatura media es de 13,5 grados centígrados bajo cero (8 grados Fahrenheit), se filtra un líquido que es aproximadamente seis veces más salado que el agua de mar.
A pesar de la naturaleza oscura, aislada y gélida de este hábitat, los resultados del estudio revelan que ese medio alberga a un conjunto sorprendentemente diverso y abundante de bacterias que sobreviven en la actualidad sin la energía que proporciona el Sol. Estudios previos del Lago Vida realizados en 1996 indicaron que ese medio líquido hipersalino y sus habitantes han estado aislados de las influencias externas durante más de 3.000 años.
El equipo de Alison Murray y Christian Fritsen del DRI (Desert Research Institute) en Reno, Nevada, y Peter Doran de la Universidad de Illinois en Chicago, ambas entidades en Estados Unidos, desarrolló protocolos estrictos y equipamiento especializado para sus trabajos de campo en 2005 y 2010, encaminados a tomar muestras del agua salada del lago evitando contaminar este ecosistema virgen.




Los análisis geoquímicos sugieren que reacciones químicas entre esta agua hipersalada y los sedimentos ricos en hierro del fondo generan óxido nitroso e hidrógeno molecular. Este último, en parte, puede proporcionar la energía necesaria para sostener la variada vida microbiana presente en este medio tan hostil.
El equipo de investigación cree plausible que en el lugar exista una fuente de energía que sea generada únicamente por la reacción química entre el agua salada anóxica y las rocas, y que sea capaz de sostener la vida.
Si ese es el caso, tan singular ecosistema brinda un marco completamente nuevo sobre las condiciones necesarias para la vida, al ampliar los posibles entornos capaces de sostenerla en mundos helados del universo, tal como acota Murray.