GAFAS 3D PARA MANTIS RELIGIOSAS CONFIRMAN SU VISIÓN TRIDIMENSIONAL

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Científicos británicos han diseñado por primera vez unas gafas especiales –con una lente azul y otra verde– a unas mantis religiosas, protagonistas esta semana de nuestro #Cienciaalobestia. Los resultados confirman que este invertebrado usa una percepción visual en tres dimensiones para cazar con eficacia.

Una mantis religiosa lleva unas gafas 3D con una lente azul y otra verde para el experimento. / Universidad de Newcastle.

Hasta ahora, la mayoría de la visión en 3D que conocíamos era la de los vertebrados. Aunque el científico Samuel Rossel ya había demostrado en la década de los 80 la visión tridimensional de las mantis religiosas a través de prismas y oclusores que solo permitían mostrar una serie limitada de imágenes, un equipo de científicos de la Universidad de Newcastle (Reino Unido) ha desarrollado ahora unas gafas 3D para insectos a través de las cuales les han enseñado todo tipo de imágenes.

Según los resultados, publicados esta semana en la revista Scientific Reports, los invertebrados como la mantis religiosa también tienen una visión por estereopsis, es decir que cuentan con una percepción visual a través de la cual a partir de dos imágenes el cerebro recompone una tridimensional.

Para el estudio, los investigadores diseñaron especialmente un cine junto a unas gafas 3D que han probado en el insecto. Contrariamente a los humanos, que requieren de lentes rojas y azules, las mantis necesitan unas azules y verdes, ya que estos invertebrados distinguen mal la luz roja.

“A pesar de sus pequeños cerebros, las mantis religiosas son sofisticadas cazadoras visuales que pueden capturar presas con gran eficiencia. Podemos aprender mucho de ellas al estudiar cómo perciben el mundo”, señala Jenny Read, profesor de Ciencia de la Visión de la universidad británica.

Visión tridimensional para cazar

Los científicos realizaron una serie de experimentos en los que las mantis religiosas llevaron diminutas gafas 3D pegadas con cera de abeja. Los insectos observaron vídeos cortos que simulaban el movimiento de otros invertebrados alrededor de la pantalla del ordenador.

Las mantis no intentaron atraparlos cuando las imágenes estaban en 2D. Sin embargo, cuando los insectos se mostraron en tres dimensionales flotando aparentemente frente a la pantalla, las mantis intentaron atacarlos, lo que prueba que usan una visión en 3D.

“Con este trabajo demostramos que esta técnica puede usarse de manera efectiva para estimular la visión tridimensional de los insectos”, subraya el biólogo Vivek Nityananda, de la Universidad de Newcastle.

A partir de ahora, el equipo examinará los algoritmos usados para la percepción de la profundidad 3D en los insectos para entender mejor cómo la visión humana ha evolucionado y para desarrollar nuevos modos de integrar tecnología 3D en ordenadores y robots.

EL ZOOPLANCTON DEL ÁRTICO MIGRA BAJO LA LUZ DE LA LUNA

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En el invierno ártico, en ausencia de cualquier luz, la vida continúa. En los meses de oscuridad y frío extremo la luna impulsa las migraciones verticales de zooplancton. Según un estudio, liderado por la Asociación Escocesa de la Ciencia Marina (SAMS en sus siglas en inglés) y publicado en la revista Current Biology, estas migraciones son un intento de los diminutos animales marinos de huir de los depredadores que cazan baja la luz de nuestro satélite.

Geir Johnson

Estos desplazamientos se producen en todo el Ártico, independientemente de la zona; en fiordos, plataformas heladas, taludes y mar abierto el zooplancton ha adaptado sus actividades al ciclo lunar, con días de aproximadamente 25 horas.

Además de este ciclo diario, el equipo internacional de científicos descubrió un hundimiento masivo de zooplancton, que pasa de las aguas superficiales a una profundidad de unos 50 metros cada 29 días y medio, coincidiendo con la luna llena.

Los científicos indican que  la migración vertical diaria de zooplancton contribuye significativamente a la bomba biológica de carbono, trasladando el carbono fijo en la superficie al océano profundo. Por ello consideran que la influencia de los movimientos de estas criaturas marinas en invierno necesita ser cuantificada e incorporada a los modelos biogeoquímicos.

LOS DINOSAURIOS REALIZABAN JUEGOS PREVIOS AL SEXO

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Los dinosaurios tenían conductas de apareamiento similares a las aves modernas. Así lo prueban los raspones descubiertos en rocas de hace 100 millones de años en Colorado (EE UU) por el equipo del paleontólogo Martin Lockley. Es la primera evidencia física de ceremonias de cortejo entre estos reptiles.

Reconstrucción de dinosaurios durante su actividad de exhibición sexual. / Ilustración de Lida Xing y Yujiang Han

Un equipo de científicos de la Universidad de Colorado en Denver (EE UU) ha hallado grandes raspones realizados por dinosaurios en piedra arenisca de hace 100 millones de años, similares a los que realizan las aves modernas y que son conocidas como ‘cerenominas de raspado’. Los machos hacen estas marcas para mostrar sus capacidades realizando una especie de ‘nidos’ para parejas potenciales.
"Este es el primer yacimiento con evidencias de apareamiento de los dinosaurios en los que se visualizan rituales, y la primera evidencia física de comportamiento de cortejo", dice el paleontólogo Martin Lockley, autor principal del estudio, que añade: "Estas enormes marcas de rascaduras rellenan el hueco que faltaba en nuestra comprensión del comportamiento de los dinosaurios". El estudio se publica en la revista Scientific Reports del grupo Nature.
Los científicos encontraron evidencias de más de 50 de estas raspaduras, algunas tan grandes como una bañera, en una zona de Colorado donde también se han confirmado huellas de dinosaurios carnívoros y herbívoros.
Los comportamientos de selección sexual son comunes en los mamíferos y las aves, pero hasta ahora los científicos solo podían especular sobre como sería durante el apareamiento de los dinosaurios. Suponían que podría ser similar a la de sus parientes modernos, los pájaros.
"Esta es una evidencia física de los juegos previos que son muy similares a los de las aves actuales, que utilizan la ceremonia del cortejo de rascado generalmente cerca de sus lugares de nidificación finales –señala el paleontólogo–. Así que la evidencia de raspadura fósil ofrece una pista de que los dinosaurios pudieron estar reunidos aquí hace millones de años para reproducirse y luego anidar cerca".
Lockley y su equipo han sido capaces de eliminar las marcas de raspado de las losas gigantes de roca sin dañarlos. Para ello, crearon imágenes 3D de las raspaduras usando una técnica de capas fotográficas llamada fotogrametría. También hicieron copias en moldes de caucho y fibra de vidrio de los rasguños, que están siendo almacenados en el Museo de Naturaleza y Ciencia de Denver.

Los investigadores Martin Lockley (derecha) y Ken Cesta posan junto a los grandes rasguños de dinosaurio que descubrieron en el oeste de Colorado / Universidad de Colorado

LAS PEQUEÑAS AVES TAMBIÉN PREFIEREN VIAJAR CON AMIGOS

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Hasta ahora los científicos habían observado que algunas grandes aves mostraban un carácter social entre individuos. Pero un nuevo estudio demuestra que esta peculiaridad también se confirma en aves más pequeñas como los lúganos, que son capaces de establecer vínculos durante varios años y desplazarse juntos a grandes distancias. Esta familiaridad podría favorecer la reproducción y facilitar los procesos de adaptación local.

El estudio demuestra que pequeñas aves como el lúgano (Carduelis spinus) tienen un carácter social y son capaces de desplazarse con el mismo grupo durante varios años y recorriendo distancias de varios cientos de kilómetros. / EOL

El carácter social de ánsares o córvidos era bien conocido y estudiado por los científicos. Estas grandes aves tienden a crear vínculos estables en periodos largos de tiempo. Sin embargo, no se había observado en aves de pequeño tamaño, como es el caso del lúgano (Carduelis spinus). Un estudio publicado en Bird Study revela que esta especie tiende a viajar en grupo durante varios años y a través de distancias largas.

Hasta el momento, los investigadores del Museo de Ciencias Naturales de Barcelona, que lidera el trabajo, habían descubierto que las hembras de lúganos cautivos prefieren aparearse con machos conocidos. Pero faltaba demostrar que en la naturaleza estas aves conviven durante periodos de tiempo lo suficientemente largos como para interaccionar y conocerse entre sí. 

“En este trabajo mostramos cómo el lúgano puede mantener relaciones de grupo estables por periodos de varios años, desplazándose juntos a distancias de más de 1.000 km”, destaca Juan Carlos Senar, autor principal del estudio y científico en el museo.

El equipo de investigadores utilizó los registros del European Union for Bird Ringing (EURING) –institución europea encargada del anillamiento y seguimiento de aves– para examinar los datos registrados de 42.707 lúganos entre los años 1907 y 2011. Para actuar con más precisión, los expertos limitaron el estudio a las aves que recorrieron una distancia superior a 50 km desde su lugar de anillamiento, una cifra que supera la distancia máxima a la que suelen desplazarse estas aves en un solo día (10–40 km). 

Los resultados demostraron que los lúganos pueden permanecer juntos en un mismo grupo hasta cuatro años y pueden recorrer con otros individuos distancias de hasta 1.300 km. En cuanto al tipo de grupo, los registros revelaron que podían ser tanto del mismo sexo como mixtos. 

“Lo importante es que se detectaron varios grupos de individuos que viajaban juntos centenares de kilómetros, y que eran tanto de un macho y una hembra (posibles parejas) como de ejemplares del mismo sexo, lo cual implica que las asociaciones no eran únicamente parejas, sino que también podían ser grupos de amigos con un vínculo social”, resalta Senar. 

Volar al mismo lugar no es simple coincidencia

Hasta ahora, algunos estudios habían demostrado una marcada sociabilidad en pequeñas aves como el lúgano americano (Carduelis pinus) y el pardillo sicerín (Acanthis flammea), pero los estudios estaban realizados dentro de un mismo invierno, y por lo tanto las distancias de desplazamiento eran relativamente pequeñas y duraban solo unos pocos meses.

Senar y su equipo quisieron replicar estos resultados en el lúgano, utilizando desplazamientos durante todo el periodo biológico y a lo largo de toda la vida de un individuo. “Una importancia adicional de haber realizado el trabajo con lúganos es que esta especie, al contrario que los jilgueros (Carduelis carduelis) o los verderones (Carduelis chloris), es nómada, de modo que cada año sus individuos se desplazan a un sitio distinto”, indica el científico.

Por tanto, “si se recapturan dos individuos juntos a cientos de kilómetros de donde se les capturó por primera vez, no es porque los dos vayan a invernar al mismo sitio de forma independiente y simplemente coincidan, sino que necesariamente se han tenido que desplazar juntos”, explica el investigador. 

El estudio también revela que los individuos prefieren aparearse con otros que les resultan familiares. Esto puede ser un importante mecanismo de adaptación local. Para ello, el requisito es que los individuos interaccionen durante largos periodos de tiempo, algo que, como demuestra el trabajo, también cumplen estas aves de pequeño tamaño. 

Referencia bibliográfica:

Juan Carlos Senar et al. “Do Siskins have friends? An analysis of movements of Siskins in groups based on EURING recoveries” Bird Study 62(4): 566-568. 12 de octubre de 2015 DOI: 10.1080/00063657.2015.1089836

PROTEGER LAS ALMEJAS DE AGUA DULCE, IMPRESCINDIBLE PARA LOS HÁBITATS ACUÁTICOS

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Las náyades o almejas de agua dulce suponen el 90% de la biomasa de los lechos de ríos y lagos y filtran las masas de agua, lo que las convierte en las depuradoras naturales de los hábitats acuáticos. Un nuevo estudio, en el que han participado investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), alerta de los peligros a los que se enfrentan estos moluscos, imprescindibles para mantener este tipo de ecosistemas.

Náyade./ Wikipedia

Las especies invasoras, las modificaciones en los cursos de agua con presas y azudes, el abuso de los fertilizantes, el cambio climático o la desaparición de los bancos de peces son algunas de los peligros a los que las almejas de agua dulce tienen que hacer frente. Científicos de 26 países ofrecen por primera vez recomendaciones para proteger a estos moluscos, tan importantes como amenazados.

“Pese a tener un papel de vital importancia y posiblemente por lo discreto de su existencia, casi nadie tiene presente que están entre las especies más amenazadas del planeta”, explica Rafael Araujo, investigador del MNCN.

“Debemos tomar medidas porque la extinción de estos pequeños depuradores naturales supondría un fuerte impacto en los hábitats acuáticos”, concreta.

Proteger a las náyades europeas, cuyas poblaciones se han reducido hasta en un 90% en algunos casos; crear planes científicos con objetivos bien definidos para asegurar la conservación de los ecosistemas acuáticos y prestar especial atención a las especies de peces de los que dependen las poblaciones de náyades, independientemente de su valor comercial, son algunas de las soluciones que proponen.

Las náyades europeas 

Los investigadores han analizado en qué situación se encuentran las diferentes especies en toda Europa. “Hemos constatado que existe una brecha entre las poblaciones del norte y el sur. En los países más fríos la variedad de especies es menor, pero las poblaciones son mayores, mientras que en los países más meridionales hay más variedad de especies, pero muy localizadas”, explican los autores. 

El estudio concreta que existen barreras naturales como las grandes cadenas montañosas que contribuyen a que las poblaciones de almejas de agua dulce vivan en zonas muy localizadas.

“El aislamiento de algunos grupos es tal que la extinción de una población puede suponer la desaparición de la mitad de su población global”, concretan los científicos

Por ejemplo, si desaparecieran las poblaciones españolas de Unio gibbus, especie que solo está presente en algunos ríos de la provincia de Cádiz, esta náyade desaparecería de la fauna europea.

Referencia bibliográfica: 

Manuel Lopes-Limam et al. (2015) “Conservation status of freshwater mussels in Europe: state of the art and future challenges”. Biological Review, 2015. DOI: 10.1111/brv.12244

LA INSOSPECHADA LABOR DE PURIFICACIÓN DE BACTERIAS BUENAS PRESENTES EN EL AGUA QUE BEBEMOS

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Una investigación pionera revela que nuestra agua potable es purificada en gran medida por millones de “bacterias buenas” presentes en tuberías y depuradoras. Hasta ahora, los conocimientos científicos sobre ellas eran prácticamente inexistentes, pero esta nueva investigación ha comenzado a cambiar la situación.

Un vaso de agua contiene realmente millones de bacterias que ayudan a mejorar la calidad del agua. (Foto: Universidad de Lund)

¡Un vaso de agua potable limpia contiene en realidad diez millones de bacterias! Pero así es como debe ser, el agua del grifo limpia siempre contiene bacterias inofensivas. Tales bacterias y otros microbios crecen en la planta de tratamiento del agua potable y en el interior de nuestras tuberías de distribución, pudiéndose hallar en la forma de un recubrimiento delgado y pegajoso, llamado biopelícula. Todas las superficies, desde la toma primaria de agua hasta el interior del grifo, están cubiertas por esta biopelícula.

El equipo de Catherine Paul y Katharina Lührig, de la Universidad de Lund en Suecia, ha mostrado que la diversidad de especies de bacterias en las tuberías del agua es enorme, y que estas podrían jugar un papel más importante en la purificación del agua de lo que se pensaba previamente. El equipo de investigación cree ahora que de hecho una buena parte de dicha purificación se lleva a cabo en las tuberías y no solo en las plantas depuradoras.

Gracias a técnicas como la secuenciación masiva del ADN y la citometría de flujo, en la nueva línea de investigación ha salido a la luz un ecosistema previamente desconocido.

Al menos un par de miles de especies diferentes viven en las tuberías del agua. Según el equipo de investigación, existe una conexión bastante clara entre la composición de la población bacteriana y la calidad del agua.

Los autores del estudio sospechan que el papel de las bacterias “buenas” ayudando a purificar el agua y a mantenerla segura es similar al de las bacterias buenas del interior de nuestro cuerpo contribuyendo al buen funcionamiento de este. Tal como razona Catherine Paul, nuestros intestinos están llenos de bacterias, y la mayor parte del tiempo nos ayudan a digerir la comida y a luchar contra algunas enfermedades.

Aunque la investigación se llevó a cabo en el sur de Suecia, las bacterias y las biopelículas se encuentran en tuberías, grifos y cañerías de agua de todo el mundo. Esta información será muy útil para todos los países en los que se proceda a actualizar y mejorar sus sistemas de conducción del agua.

BACTERIAS QUE PROTEGEN DE INFECCIONES A RAÍCES DE VEGETALES

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Se sabe que las bacterias de las raíces forman relaciones simbióticas con las plantas, mejorando el suministro de nutrientes a estas. Sin embargo, lo descubierto en un nuevo estudio indica que dichas bacterias ejercen en realidad un papel mucho más amplio.

Plantas del tabaco que murieron por la infección que las bacterias beneficiosas del suelo podrían haber evitado si hubieran estado presentes. (Foto: © Arne Weinhold, Max Planck Institute for Chemical Ecology, Jena, Alemania)

Durante unos experimentos de campo en Utah, Estados Unidos, unos investigadores descubrieron que una mezcla adecuada de microbiota del suelo influye directamente en la supervivencia de la Nicotiana attenuata, una especie silvestre de planta del tabaco.

El equipo de Ian Baldwin, jefe del Departamento de Ecología Molecular en el Instituto Max Planck para la Ecología Química en Jena, Alemania, constató que las plantas que no habían podido establecer una alianza protectora con las vitalmente importantes bacterias del suelo eran más susceptibles de contraer una enfermedad infecciosa que las podía matar con extrema rapidez.

Los patógenos causantes de la enfermedad se habían acumulado y extendido debido a que los investigadores habían cultivado esta planta nativa de forma continuada en el mismo campo durante 15 años.

Además, se había empleado un medio estéril para la germinación, previa a la plantación en el campo, un procedimiento que evitó que las plantas reclutaran de forma temprana a las bacterias simbióticas, como sí hacen normalmente cuando germinan en la naturaleza.

Los resultados del estudio resaltan la importancia de la rotación de cultivos para evitar la acumulación de gérmenes de enfermedades que surgen de suelo, y revelan la compleja ecología de las plantas, especialmente con respecto a la multitud de microorganismos, beneficiosos o dañinos que interactúan con ellas.