DESCRIBEN LA BIODIVERSIDAD MICROBIANA GENERADA POR LA ACTIVIDAD MINERA

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Un estudio internacional, coordinado por el grupo de Tecnología, Biotecnología y Geoquímica Ambiental (BIOGEOAMB) de la Universidad de Oviedo y el Instituto de Catálisis del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, ha utilizado técnicas de última generación de análisis del ADN y proteínas para analizar la biodiversidad microbiana en la antigua mina de mercurio de Los Rueldos, en Mieres.

Explotación minera abandonada en Mieres (Asturias). / Jlmaral

Los hallazgos de los investigadores abren la puerta a diseñar nuevos procesos de descontaminación biológica y han revelado la existencia de algunos microorganismos potencialmente nuevos y otros que por su mínimo tamaño se sitúan en el límite posible de la vida, según publica la revista ISME J, del grupo Nature.

El trabajo de campo se desarrolló en una antigua galería de prospección de una mina  explotada durante los años sesenta y setenta, y muestra factores que explican la sorprendente diversidad microbiana en la galería.

“Una vez que la mina se abandonó, la acción oxidativa de las bacterias sobre los minerales de azufre o hierro como la pirita, junto con la ausencia de luz y las filtraciones de agua de  lluvia, promovieron la formación de aguas ácidas muy ricas en metales –como aluminio, arsénico, plomo y otros–. Estas aguas resultan muy dañinas para animales y plantas, pero no para la diversidad microbiana”, señala el estudio.  

Heterogeneidad espacial y nuevos nano-organismos

Asimismo, uno de los factores que explican la sorprendente diversidad microbiana en la galería es el estancamiento de sus aguas. Esta situación creó microambientes particulares a lo largo de toda la galería en los que se han desarrollado diferentes tipos de microorganismos como bacterias y arqueas.

“Estos microorganismos producen un polisacárido de consistencia gelatinosa que actúa como una biopelícula protectora y contribuye a su supervivencia en unas condiciones extremas de acidez. El extenso grosor de las biopelículas y su estratificación generaron microambientes con menos oxígeno que crean oportunidades para la presencia de poblaciones anaeróbicas, incapaces de sobrevivir en otros ambientes similares”, aseguran los investigadores.

Otro de los aspectos interesantes analizados en el laboratorio del grupo de la Escuela Politécnica de Mieres es la detección de microorganismos del dominio arquea extremadamente pequeños (0.0002 mm de diámetro), que por su tamaño se sitúan en el límite posible de la vida y que se describieron por primera vez en el año 2006 en otro ambiente ácido (mina Richmond, California).

“Las secuencias del ADN de estos enigmáticos nano-organismos indican que son diferentes a los anteriores, y el análisis detallado de los genomas reconstruidos permitirá profundizar en el estudio de sus mecanismos vitales y conocer mejor su papel en el ecosistema”, concluyen los expertos.

Estrategias para nuevos programas de descontaminación

Para la mayor parte de la diversidad de microorganismos encontrada en la mina no ha sido posible una clasificación taxonómica resolutiva, debido al carácter novedoso de los tipos detectados.

“Esto plantea la posibilidad de que la actividad minera en la zona de Asturias, además de fomentar la actividad económico-industrial durante su explotación, ha legado una amplia biodiversidad de microorganismos que ofrece posibilidades biotecnológicas de gran interés”, subraya el trabajo.

La presencia de microorganismos capaces de vivir en presencia de metales nocivos abre la posibilidad de estudiar sus mecanismos de defensa. Esto sería útil para procesos de descontaminación biológica en los propios emplazamientos industriales contaminados, un aspecto que el grupo de investigación está analizando actualmente en el marco de un proyecto europeo LIFE.

Por último, los microorganismos presentes en el ambiente estudiado y no descritos anteriormente son una fuente potencial de nuevos compuestos con interés farmacéutico e industrial.

LA IMPORTANCIA DE LOS REGALOS ENTRE ARAÑAS

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Un obsequio suele verse como una muestra de buena voluntad. Así es en los humanos, y también en algunas especies de arañas. Ahora, una nueva investigación revela que la apariencia del envoltorio también es importante para las arañas que reciben el regalo, algo que en el caso humano equivaldría al valor extra que le atribuimos a un paquete envuelto hábilmente en lujoso papel de regalo, con respecto a otro envuelto en papel ordinario de embalar y toscamente pegado.

Un macho de Paratrechalea ornata ofreciendo un regalo nupcial a una hembra. (Foto: Mariana Trillo)

Las científicas Mariana C. Trillo, Valentina Melo González y María José Albo, del Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable en Uruguay, han hecho el llamativo descubrimiento en arañas de la especie Paratrechalea ornata. Las hembras escogen para el apareamiento a los machos que les hacen los obsequios de cortejo nupcial mejor envueltos en seda arácnida. No juzgan por tanto los regalos solo por su contenido sino también por el envoltorio de seda arácnida blanca.

Las investigadoras son autoras del que se considera el primer estudio que examina el papel de los envoltorios de seda durante el cortejo para el apareamiento de esta araña semiacuática sudamericana. Los resultados de este estudio se han presentado públicamente a través de la revista académica Naturwissenschaften - The Science of Nature (La Ciencia de la Naturaleza), la cual cumplió en 2013 cien años de actividad, desde su primer número, publicado el 3 de enero de 1913. La revista está editada por Springer, una editorial alemana fundada en 1842.

La araña Paratrechalea ornata es uno de los numerosos animales y especialmente invertebrados que ofrecen regalos durante su cortejo para el apareamiento. Durante su búsqueda de pareja, los machos de esta especie se acercan a la hembra que les gusta portando entre sus mandíbulas una presa envuelta en seda arácnida blanca.

Tiene sentido que las hembras juzguen a un macho por el aspecto del envoltorio que genera para envolver la presa que les regala, ya que es un indicador de su salud y vigor, y por tanto de su valor para el apareamiento. Se constató en el estudio que los machos en malas condiciones de salud traían regalos pobremente envueltos, mientras que los que estaban en mejor forma añadían más seda al envoltorio, lo que lo hacía parecer más blanco. En definitiva, las hembras evalúan la condición física del macho basándose en su trabajo a la hora de envolver con seda el regalo, y en qué aspecto tiene éste, ya que el envoltorio de seda es un rasgo dependiente de su estado físico y que muy probablemente permite a la hembra de Paratrechalea ornata conseguir información sobre su futura pareja, incluyendo su estado de salud y su vigor físico.

De hecho, se diría que un color blanco en la zona de la boca de un macho es un rasgo seductor para las hembras. En unos experimentos efectuados por las investigadoras, las partes bucales de algunos machos se pintaron en blanco, y otras no. Las hembras expuestas a machos con partes bucales blancas estaban más activas, mostraron más contacto físico y pasaron más tiempo frente a ellos. También aceptaron el apareamiento antes, y con mayor frecuencia, que aquellas expuestas a machos sin pintura.

Todo esto demuestra la gran importancia de las señales visuales durante el cortejo y para la elección de pareja en la Paratrechalea ornata.

LAS HORMIGAS LOCAS NEUTRALIZAN EL VENENO DE OTROS INSECTOS

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Una especia invasora, la hormiga loca Rasberry (Nylanderia fulva) está desplazando a otros insectos en el sureste de EE UU. Investigadores de la Universidad de Austin en Texas han comprobado que esta hormiga segrega un ácido que le permite dexintoxicarse de los ataques químicos efectuados por el veneno de otras especies como las hormigas rojas o de fuego.

El estudio, publicado esta semana en la revista Science, constata por primera vez la capacidad de un insecto para neutralizar las toxinas de otra especie y alerta sobre las dramáticas consecuencias que pueden provocar las especies de hormigas invasoras en los ecosistemas del sur de EE UU.

"A medida que la hormiga loca se desarrolla, y a menos que suceda algo nuevo, esta nueva especie va a desplazar a las hormigas de fuego de gran parte del sudeste de EE UU y dominará la región", destaca Ed Lebrun, investigador del departamento de ciencias naturales de la Universidad de Texas en Austin.

Hasta ahora, las hormigas rojas o de fuego Solenopsis invicta, conocidas por su gran tamaño y potente y dolorosa picadura, incluso en humanos, se mantenían como especie dominante gracias al veneno con el infectaban a otros insectos. Un compuesto químico tópico que podía ser mortal para otras especies de artrópodos y más tóxico que insecticidas artificiales como el DDT.

Sin embargo, cuando una hormiga loca recibe ese veneno comienza un proceso de desintoxicación en el que segrega un ácido en la glándula de su abdomen que unta por todo su cuerpo para evitar los efectos del tóxico.

Un escudo invencible

Según los expertos, este escudo químico permite a las hormigas locas ser prácticamente invencibles en los enfrentamientos con las hormigas de fuego por los recursos alimenticios y las zonas de anidación.

El investigador Ed Lebrun ya había observado cómo las hormigas de fuego dominaban el territorio por el miedo que causaban sus ataques químicos mortales en sus semejantes. Pero la nueva especie invasora se enfrentaba a ellas y tras sufrir los efectos del veneno se enroscaba hacia su abdomen.

"Cuando las hormigas locas recibían el veneno de las hormigas de fuego, se acurrucaban en su abdomen y se tocaban la boca", recuerda Lebrun. Este extraño comportamiento evitaba la muerte de las hormigas locas gracias un ácido fórmico (compuesto orgánico) que segregaban y que posteriormente se extendían por el cuerpo.

Para comprobar la efectividad este compuesto químico, los investigadores sellaron las glándulas de hormigas locas con esmalte de uñas y las enfrentaron a las hormigas de fuego. Al inhibir esta capacidad perecieron en la batalla más de la mitad de las hormigas locas. Sin embargo, en el grupo de control con la segregación del ácido intacta, el 98% de los insectos sobrevivieron al veneno.

Los investigadores sugieren que este desarrollo de limpieza y desintoxicación es fruto de la evolución ya que ambas especies han coexistido en el continente suramericano.

Las Nylanderia fulva se propagan lentamente, a unos 600 metros por año, pero que si son transportadas por error en macetas o vehículos pueden viajar miles de kilómetros.

“Además de la intervención humana, lo único que impide la marcha implacable de las hormigas locas son los factores naturales. Al igual que las hormigas de fuego antes que ellas, su presencia estará determinada por la geología y el clima”, subraya Lebrun.

PRESENTAN LAS LIMITACIONES ANATÓMICAS Y FUNCIONALES DEL CRÁNEO DE LOS NEANDERTALES

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La participación de Emiliano Bruner, responsable del grupo de paleoneurobiología del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH), en España, en un proyecto internacional de investigación liderado por universidades japonesas, se ha plasmado en un artículo sobre la paleoneurología de los neandertales, en el que se presentan los vínculos y límites que pueden haber afectado la relación entre cerebro y cráneo en estos homínidos extintos.

Es tentador preguntarse si estos límites pueden estar también relacionados con los posibles factores asociados con la extinción de los neandertales. (Foto: CENIEH)

El proyecto, coordinado por la Universidad de Kochi de Tecnología y la Universidad de Keio, tiene como objetivo evaluar si diferencias cognitivas en las capacidades de aprendizaje entre humanos modernos y neandertales pueden haber influido en la competición entre estos dos grupos.

Fruto de este proyecto es el libro “Dynamics of Learning in Neanderthals and Modern Humans”, cuyo primer volumen presenta perspectivas en antropología cultural, y en cuyo segundo volumen, dedicado a temas de antropología física y cognitiva, se incluye el artículo de Emiliano Bruner con el título “Functional Craniology, Human Evolution, and Anatomical Constraints in the Neanderthal Braincase”.

En este trabajo se presentan evidencias que sugieren limitaciones espaciales en la estructura del cráneo neandertal, y en particular en las relaciones entre tejidos blandos (cerebro) y tejidos duros (huesos) a lo largo de los procesos de crecimiento y desarrollo. También se evalúan posibles efectos del tamaño cerebral y de los vasos sanguíneos en la gestión térmica del cerebro.

“Es tentador preguntarse si estos límites pueden estar también relacionados con los posibles factores asociados con la extinción de los neandertales“, concluye Bruner. (Fuente: Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana).

UN FÓSIL REVELA NUEVAS PISTAS SOBRE EL VUELO DE LAS AVES ANTIGUAS

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Un nuevo espécimen de ave fósil hallado en condiciones excepcionales de preservación ha permitido a un equipo internacional, en el que participa la Universidad Autónoma de Madrid, explicar de qué manera probablemente volaron las primeras aves.

El espécimen, denominado Longicresta Hongshanornis, conserva cerca del 90% de su esqueleto y gran cantidad de detalles en alas y cola. / UAM.

Tras estudiar un fósil encontrado en el noreste de China que data del periodo Cretácico temprano (hace aproximadamente 125 millones de años), un equipo internacional de paleontólogos argumenta que las aves desarrollaron patrones modernos de vuelo mucho antes de lo que hasta ahora se ha supuesto.
El espécimen, denominado Longicresta Hongshanornis, conserva cerca del 90% de su esqueleto y gran cantidad de detalles en alas y cola, lo que ha permitido a los investigadores realizar un análisis aerodinámico y deducir de qué forma probablemente voló.
De acuerdo con el estudio, publicado en la revista de acceso abierto PeerJ, el estilo de vuelo de L.Hongshanornis es más parecido al de las aves modernas que al modo como hasta ahora se piensa que volaban los primeros vertebrados —deslizándose a través del aire y evitando el aleteo rápido y continuo de las alas, a falta de masa muscular suficiente—.
También el tamaño y la forma en general del espécimen hallado son comparables a los de las aves modernas. “Era prácticamente un estornino, con una cola más grande, como la de un ruiseñor”, señala una nota de prensa de la Universidad del Sur de California (EEUU). “Un observador casual no vería nada especial en este pájaro, a menos de que detallase en las garras al final de las alas y en los pequeños dientes en el pico”.
El alto grado de preservación de L. Hongshanornis también permitió a los investigadores extraer importante información etológica sobre las aves tempranas. "Además de preservar el esqueleto y el plumaje prácticamente completos, el ejemplar presenta más de 10 gastrolitos en su estómago, piedras de pequeño tamaño cuya función principal es facilitar la trituración del alimento en las vías digestivas, lo cual aporta nueva información sobre las preferencias
tróficas y el comportamiento de estas aves", declara Jesús Marugán, investigador de la Unidad de Paleontología de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y firmante del trabajo.
En la investigación, además de la Universidad del Sur de California y la UAM, participaron el Museo de Historia Natura de Dalian (China), el Instituto de Paleontología de Vertebrados y Paleoantropología (China), la Academia China de Ciencias Geológicas y el Museo de Historia Natural de Beijing.

Referencia bibliográfica:

Chiappe LM, Zhao B, O’Connor JK, Chunling G, Wang X et al. (2014) A new specimen of the Early Cretaceous bird Hongshanornis longicresta: insights into the aerodynamics and diet of a basal ornithuromorph. PeerJ 2:e234 http://dx.doi.org/10.7717/peerj.234

ACLARANDO EL MISTERIO HISTÓRICO DEL TAMAÑO DE LA VIDA

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¿Por qué, una vez surgida la vida pluricelular, el tamaño de muchas de las nuevas especies comenzó a incrementarse de manera sistemática? ¿Qué ventaja ofreció este aumento en el tamaño?

El enigma de por qué, una vez surgida la vida pluricelular, el tamaño de muchas de las nuevas especies comenzó a incrementarse de manera sistemática, parece que se ha resuelto. La ilustración es una recreación artística de algunas de aquellas primeras formas de vida acuáticas. (Imagen: Amazings / NCYT / JMC)

A fin de intentar ayudar a responder esa pregunta, el equipo de David Jacobs, de la Universidad de California en la ciudad estadounidense de Los Ángeles (UCLA), examinó los vestigios fósiles de las primeras comunidades de organismos multicelulares grandes de las que se tiene conocimiento por el registro fósil.
Estos científicos, de la citada universidad así como de otras instituciones en Estados Unidos, Canadá y Australia, utilizaron una novedosa aplicación práctica de las técnicas de modelado, en una amplia gama de escalas, para intentar vislumbrar los procesos que intervinieron en esta intrigante fase de la evolución de la vida en la Tierra, una fase que comenzó en el medio acuático, donde se forjó la vida compleja, y específicamente a gran profundidad en el océano de hace 580 millones de años.
El estudio revela que un incremento en el tamaño proporcionó un mejor acceso al flujo oceánico portador de nutrientes, dando una ventaja a los eucariotas pluricelulares que existían antes de la explosión cámbrica de la vida animal.
La investigación fue inspirada por un congreso del Instituto de Astrobiología de la NASA, celebrado en Terranova, Canadá, un lugar célebre en paleontología por albergar, en superficies rocosas a lo largo de la costa, los restos de las comunidades fósiles más antiguas conocidas de grandes organismos pluricelulares colectivamente llamados rangeomorfos.

Estas criaturas exóticas, con forma que recuerda a la de una pluma o un cepillo, tenían tamaños muy variados, midiendo desde varios milímetros hasta decenas de centímetros de altura.

Estos rangeomorfos no podían beneficiarse de la fotosíntesis, dado que vivían a profundidades extremas, donde la luz no podía llegar. Sus complejas superficies sugieren que absorbían nutrientes disueltos, directamente del agua, lo que plantea la cuestión de cómo los rangeomorfos compitieron con las bacterias de aquella época, también especializadas en la absorción de nutrientes del agua de mar.
Averiguar las ventajas que los rangeomorfos tuvieron sobre las bacterias, gracias a crecer hasta tamaños muy superiores a los de ellas, podría ayudar a los científicos a descubrir qué fue exactamente lo que condujo hacia la evolución de las primeras comunidades de grandes formas de vida recogidas en el registro fósil.
Una ventaja, quizás la más importante, parece que ha sido descubierta ya por los autores del nuevo estudio. Jacobs y sus colaboradores han determinado que los rangeomorfos disfrutaban de una ventaja al crecer lo suficiente en sentido vertical en el fondo marino, ya que eso les exponía a un mayor flujo, incrementando así su captación de nutrientes.

NUEVA ESPECIE DE SAPO QUE SE MIMETIZA CON LAS HOJAS MUERTAS

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Se ha descubierto una nueva especie de sapo, muy escurridiza y con gran capacidad para esconderse entre las hojas secas de ciertas zonas boscosas peruanas. Como muchos otros sapos de la familia Bufonidae, la nueva especie Rhinella yunga, tiene una compleja coloración en su cuerpo que en su caso se asemeja a la hojarasca acumulada en el suelo de los bosques, que, junto con las crestas craneales bastante extendidas y las protuberancias óseas, logra un perfecto camuflaje de seguridad.

Una hembra adulta de Rhinella yunga. (Foto: J. Moravec. CC-BY 4.0)

Los diferentes colores y formas dentro del mismo grupo de especies hacen que resulte difícil valerse de los métodos morfológicos tradicionales de clasificación para identificar la diversidad real de especies dentro de la familia.
Sin embargo, la Rhinella yunga es diferente de todas las especies relacionadas con ella por la ausencia de una membrana timpánica, una membrana redonda que es parte del órgano auditivo y que normalmente se puede ver a ambos lados de la cabeza de los sapos.
Tal como comenta Jiri Moravec, del Museo Nacional de Praga, en la República Checa, y miembro del equipo de investigación, todo apunta a que existe una vasta cantidad de especies que continúan sin nombre ya que permanecen ocultas bajo la apariencia de especies ya conocidasEntre otras características interesantes de los sapos de la familia Bufonidae, destaca su cuerpo robusto, de apariencia berrugosa, así como un par de grandes glándulas en la parte posterior de su cabeza. Estas glándulas sirven para inyectar veneno.
El veneno es liberado por los sapos cuando se sienten amenazados, como un mecanismo de defensa.
En la investigación también han trabajado Juan Carlos Cusi, Jesús Cordova, Vaclav Gvozdik y Edgar Lehr.