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El enigma del origen de la célula moderna

Científicos de Barcelona aclaran uno de los momentos cruciales en la evolución de la vida

Oculta en lo más profundo de cada una de nuestras células, disfrazada como uno más de sus departamentos de gestión e integrada hasta la médula en su lógica metabólica, habita una primitiva bacteria que nadó libre por los océanos del eón Arcaico, hace 2.500 millones de años. Hoy la llamamos mitocondria, y lo que queda de su genoma –el ADN mitocondrial— sirve a menudo para identificar a los criminales y a sus víctimas. Entender cómo aquella bacteria libre se convirtió en nuestra mitocondria es entender el origen de la célula moderna, y el episodio más importante de la evolución desde el inicio de la vida.

Alexandros Pittis y Toni Gabaldón, del Centro de Regulación Genómica de Barcelona (CRG), han husmeado ahora en la noche de los tiempos, remontándose hasta los orígenes de la célula moderna –la célula eucariota, de la que estamos hechos todos los animales, los hongos y las plantas— con los métodos actuales de la biología evolutiva, unos sofisticados algoritmos que comparan los genomas para deducir los árboles genealógicos de sus portadores. Los resultados, que presentan en la revista Nature, son fáciles de resumir: las mitocondrias llegaron tarde a nuestras células. Para entenderlos, sin embargo, tenemos que retrasar el reloj 2.500 millones de años, hasta el suceso esencial de la historia de la vida en la Tierra.

Nuestro planeta tiene 4.500 millones de años, un tercio de la edad del universo, y los primeros microbios (células procariotas, en la jerga, que incluyen bacterias y arqueas) no tardaron mucho en aparecer: hay evidencias fósiles de hace 3.500 millones de años, y el planeta era probablemente un infierno en la etapa anterior. Pese a ello, la gran invención evolutiva de la historia de la vida, la célula eucariota, solo surgió hace 2.000 o 2.500 millones de años.

Entender cómo aquella bacteria libre se convirtió en nuestra mitocondria es entender el origen de la célula moderna, y el episodio más importante de la evolución desde el inicio de la vida

La célula eucariota es un autómata biológico mucho más avanzado que las bacterias y arqueas que la precedieron. Tiene el genoma organizado en cromosomas de compleja estructura y confinado en un núcleo, que le da el nombre “eucariota” (las bacterias y arqueas tienen el ADN suelto, sin un núcleo, y por eso se llaman procariotas). Además, tienen un sofisticado andamiaje, o citoesqueleto, que permite a nuestras neuronas, por ejemplo, formar sus largos axones y dendritas. Y tiene orgánulos (pequeños órganos), como las mitocondrias, que producen y gestionan la energía celular.

Los evolucionistas saben hoy que las mitocondrias provienen de antiguas bacterias, y que nuestro genoma contiene genes de bacterias y de arqueas. La teoría dominante, de hecho, es que la célula eucariota se originó por la fusión de una arquea y una bacteria, y que la mayor parte de los genes de la bacteria se asociaron a los de la arquea para formar el núcleo. Pittis y Gabaldón ha mostrado que no es así.

“Hay teorías para todos los gustos”, dice Gabaldón, “y algunas son muy bonitas, como la de que el núcleo surgió como un mecanismo de defensa contra las mitocondrias”. Pero no son más que teorías, advierte. Los dos científicos del CRG han buscado datos firmes, y han podido refutar la teoría dominante.

“Los genes de las proteínas mitocondriales tienen las ramas más cortas, en los árboles filogenéticos, que los que hace las proteínas del núcleo y de otras estructuras celulares”, dice Gabaldón. “Y el núcleo ya era una combinación de genes de bacterias y arqueas antes de la llegada de las alfa-proteobacterias, las bacterias precursoras de las mitocondrias”. El origen de la célula moderna no fue, por tanto, un suceso único de simbiosis, sino una simbiosis serial.

Hay teorías para todos los gustos, y algunas son muy bonitas, como la de que el núcleo surgió como un mecanismo de defensa contra las mitocondrias

Las proteínas más viejas de la célula eucariota provienen sobre todo de arqueas, según los datos de los investigadores de Barcelona. Se ocupan de las funciones autoalusivas de nuestras células: la replicación del genoma, su transcripción (o copia a ARN, una molécula similar al ADN, pero con una sola hilera de letras en vez de dos) y la traducción de éste al lenguaje de las proteínas, que son las nanomáquinas que ejecutan todas las funciones celulares.

Las proteínas de edad intermedia son de origen bacteriano, pero no de las alfa-proteobacterias que originaron las mitocondrias, sino de otros grupos de bacterias muy distintos. Curiosamente, estas proteínas están hoy, sobre todo, en los sistemas de membranas intracelulares (retículo endoplásmico y aparato de Golgi, llamado así por el gran rival de Ramón y Cajal).

Como toda buena investigación, la de Pittis y Gabaldón plantea más preguntas que respuestas. Una de las mejores es: ¿de qué bacteria salieron esos sistemas membranosos, junto a los genes para fabricar sus proteínas? Gabaldón se muestra cauto: ha visto caer demasiadas teorías bonitas en los últimos 20 años.

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Un fósil millones de años dentro de nuestras células

Nuestro metabolismo ya existía hace 3.000 millones de años, antes que nuestros genes

Recreación de la Tierra durante el eón Arcaico Ampliar foto
Recreación de la Tierra durante el eón Arcaico, en los albores de la vida, de 4.000 a 2.500 millones de años atrás. The Archean World / Peter Sawyer

Los estudiosos del origen de la vida se enfrentan a una paradoja circular (como la del huevo y la gallina) que, probablemente, puede considerarse el más profundo misterio de la biología evolutiva. Toda la vida que conocemos tiene un fundamento doble: la auto-replicación, o capacidad de un organismo para sacar copias de sí mismo, y el metabolismo, la cocina de la célula que fabrica continuamente sus componentes básicos. Hoy están vinculados de forma inextricable, pero ¿cuál surgió primero en la noche de los tiempos? ¿Y de qué servía el uno sin el otro?

Una investigación bioquímica que imita las condiciones de los sedimentos del eón Arcaico (en los albores de la vida en la Tierra, hace de 4.000 a 2.500 millones de años atrás) muestra que dos rutas metabólicas (cadenas de reacciones químicas, o la cocina de la célula) ya funcionaban entonces igual que ahora, dentro de cada una de nuestras células. Tanto en la era Arcaica como hoy mismo, esas rutas responden al entorno, encendiéndose o apagándose en respuesta a la acidez y a los niveles de hierro. Es un fuerte indicio de que el metabolismo es anterior a las enzimas (proteínas con actividad catalítica) que lo ejecutan hoy. Y también, proponen los autores, a los genes que contienen la información para fabricar esas enzimas.

Tanto en la era Arcaica como hoy mismo, las rutas metabólicas responden al entorno, encendiéndose o apagándose en respuesta a la acidez y a los niveles de hierro

Una de las implicaciones más extraordinarias del trabajo de Markus Keller y Markus Ralser, del Centro de Biología de Sistemas de la Universidad de Cambridge, y sus colegas, que se presenta en Science Advances, es que llevamos dentro de cada una de nuestras células un testigo de la Tierra primitiva, como un trozo del pasado remoto: un sistema complejo y autoconsistente que, posiblemente, empezó a funcionar antes de la invención de la primera bacteria del planeta. Más aún: una invención que fundamentó la evolución de la primera bacteria. Un invento tan brillante que 3.000 millones de años de evolución no han podido superar. Da vértigo. Casi da hasta asco.

La máquina del tiempo de Keller y Ralser se basa, de manera paradójica, en la tecnología biológica más avanzada, la metabolómica. Si la genómica es el estudio simultáneo de todos los genes, y la proteómica el de todas las proteínas. La metabolómica lo es de todos los metabolitos, las moléculas simples (como la glucosa, la ribosa o el oxalato) que le sirven a toda célula para cocinar todo el resto de sus componentes, como los carbohidratos, las grasas, las proteínas y los genes.

Una de las reacciones del metabolismo primitivo; a la izquierda, a bajo pH se forma ribosa, un componente de los genes; a la derecha, a alto pH se forma eritrosa, precursor de las proteínas. ampliar foto
Una de las reacciones del metabolismo primitivo; a la izquierda, a bajo pH se forma ribosa, un componente de los genes; a la derecha, a alto pH se forma eritrosa, precursor de las proteínas. MARKUS KELLER

Los científicos de Cambridge se han centrado en dos de las rutas esenciales de ese metabolismo central que ocupa el centro de la cocina celular de todas las especias vivas. Se trata de la glucolisis y el ciclo de las pentosas fosfato, dos cadenas de reacciones enzimáticas que han torturado a los estudiantes de biología durante el último siglo. Convierten los azúcares como la glucosa (la comida) en energía (la gasolina), y también aportan la materia prima para construir muchos otros componentes celulares.

La vida no podría haber surgido en el universo joven, poco después del Big Bang. Porque del Big Bang solo salieron los elementos más simples, el hidrógeno y el helio, y los sistemas biológicos necesitan átomos más pesados, como el carbono y el nitrógeno, y algunos mucho más pesados, como los metales que catalizan las reacciones esenciales. Entre estos últimos, el más importante durante el eón Arcaico en que evolucionó la vida primitiva era el hierro (concretamente el hierro ferroso, por oposición al hierro férrico, más conocido como óxido en el lenguaje común).

Los científicos de Cambridge se han centrado en la glucolisis y el ciclo de las pentosas fosfato, dos cadenas de reacciones enzimáticas que han torturado a los estudiantes de biología durante el último siglo

Y es a este hierro (ferroso) al que responden los ciclos metabólicos de los investigadores de Cambridge. El hierro cumplía en aquella noche de los tiempos la función que hoy tienen las enzimas metabólicas, las nanomáquinas de gran complejidad que catalizan hoy esas mismas reacciones. Pero que, como atavismo del pasado remoto, siguen conservando en sus centros activos, o núcleos lógicos, el mismo metal, y en el mismo estado de oxidación (ferroso) que entonces.

Hoy hace falta un gen para fabricar un catalizador (una enzima). Entonces solo hacía falta comerse el hierro del océano circundante. Sí, puede que la vida fuera más fácil en el pasado. Pero también era menos interesante.

Más aún, nuestros procesos metabólicos centrales, los que operan en nuestras neuronas para alimentarlas de energía y materiales de construcción, siguen revelando cierta capacidad de auto-sostenimiento que no depende de las enzimas codificadas por los genes, sino del mero hierro (ferroso) que las antecedió en ese papel.

No hemos cambiado tanto en los últimos 3.000 millones de años. Al menos no tanto como en los últimos 10.

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Científicos chinos aseguran haber creado los primeros bebés modificados genéticamente

Las niñas, gemelas nacidas hace “varias semanas”, cuentan ahora con una modificación que supuestamente las protege contra el virus del sida, según el genetista He Jiankui

Un científico chino, He Jiankui, y su equipo, afirman haber creado los primeros bebés modificados genéticamente. Los bebés, Lulu y Nana, dos niñas nacidas hace “varias semanas”, se encuentran en perfecto estado de salud, asegura el genetista, He Jiankui, que utilizó la técnica de edición de genes conocida como CRISPR para mutar un gen y hacer a las pequeñas resistentes contra el virus causante del sida.

La polémica afirmación de He, investigador de la SUSTech (Southern University of Science and Technology of China) en Shenzhen, no ha podido ser contrastada. La investigación no se ha publicado en ninguna revista científica especializada, donde debería haberse sometido al análisis de otros expertos. Y las autoridades científicas de Shenzhen, según el periódico Beijing News, afirman que nunca recibieron la solicitud de permiso necesaria para llevar a cabo la prueba, por lo que han abierto una investigación.

La propia SUSTech se ha declarado “profundamente conmocionada” por este anuncio y ha precisado que He se encuentra en excedencia desde febrero. Su investigación no se comunicó a la Universidad ni a su Departamento, el de Biología, que “desconocían este proyecto de investigación y su naturaleza”, ha indicado el centro académico en un comunicado. El Comité Académico del departamento “cree que la conducta del doctor He Jiankui al usar CRISPR/Cas9 para editar embriones humanos ha violado gravemente la ética y los códigos de conducta académicos”.

La Universidad establecerá un comité independiente para investigar este incidente y dará a conocer sus resultados al público, señala el comunicado.

ASÍ FUNCIONA LA TÉCNICA CRISPR DE MODIFICACIÓN GENÉTICA DEL ADN

CRISPRFuente: Elaboración propia. DAVID ALAMEDA – EL PAÍS

En un vídeo colgado en YouTube, un sonriente He explica desde un laboratorio que “dos encantadoras pequeñas gemelas chinas, Lulu y Nana, han nacido en las últimas semanas en excelente estado de salud, para alegría de su madre, Grace, y de su papá, Mark”. El padre, precisa He, es portador del virus de inmunodeficiencia humana (VIH), causante del sida, y nunca pensó que podría procrear.

Según cuenta el experto, que se encuentra esta semana en Hong Kong para participar en unas jornadas sobre la ética de la manipulación genética, las niñas fueron concebidas mediante inseminación artificial. Tras la fecundación, el equipo científico inyectó reactivos CRISPR, una especie de tijeras moleculares de precisión, en el embrión para inactivar el gen CCR5. El fin era modificar el gen que el virus utiliza como puerta para introducirse en el sistema inmunológico humano.

“Si es cierto, este experimento es monstruoso. Los embriones estaban sanos, sin enfermedades conocidas. La edición genética en sí misma es experimental y todavía está asociada con mutaciones no buscadas, capaces de causar problemas genéticos en etapas tempranas y más tardías de la vida, incluido el desarrollo de cáncer” afirma Julian Savulescu, profesor de la Universidad de Oxford

A lo largo del desarrollo de los embriones, primero en laboratorio y después implantados en el útero de su madre, los expertos comprobaron varias veces, secuenciando el código genético de las criaturas, que todo se desarrollaba como debía y las niñas no presentaban más mutaciones que la prevista. “Ningún otro gen presentó cambios”, asegura He. La comprobación volvió a repetirse tras el nacimiento, anunciado originalmente en una entrevista en exclusiva con la agencia AP y en un artículo en la revista MIT Technology Review.

Según declara a AP, los padres de Lulu y Nana no son los únicos que se han sometido a sus pruebas. Otras seis parejas, donde el varón es seropositivo, también han aceptado el programa, lo que abre la posibilidad de que las dos niñas no sean las únicas modificadas genéticamente.

El genetista, formado en Estados Unidos y retornado a China como parte de un programa para atraer a los talentos educados en el exterior, asegura que es consciente de la polémica que su iniciativa va a despertar. Pero, asegura, no le parece que presente problemas éticos. Lo único que ha hecho, dice, es “abrir una igualdad de oportunidades para tener familias sanas”.

La universidad se ha declarado “profundamente conmocionada” por este anuncio y ha precisado que He se encuentra en excedencia desde febrero

Y las críticas ya han empezado a llover. La prueba hubiera sido imposible bajo la legislación estadounidense e ilegal bajo las normas europeas. Pero en China las regulaciones no son tan estrictas. Este país ya fue el primero en modificar genes de embriones humanos (no viables) y de monos con CRISPR. Una directiva ministerial de 2003 prohíbe la implantación para embarazo de embriones humanos modificados genéticamente, pero es solo una directiva, no una ley.

El profesor Julian Savulescu, director del Centro Uehiro de Ética Práctica de la Universidad de Oxford, asegura a la agencia Science Media Centre que “si es cierto, este experimento es monstruoso”. “Los embriones estaban sanos, sin enfermedades conocidas. La edición genética en sí misma es experimental y todavía está asociada con mutaciones no buscadas, capaces de causar problemas genéticos en etapas tempranas y más tardías de la vida, incluido el desarrollo de cáncer”. El experto también recuerda que ya existen maneras mucho más efectivas de prevenir el sida, incluido el sexo con protección, e incluso si se contrae el síndrome, hoy día existen tratamientos efectivos. “Este experimento expone a niños normales y sanos a riesgos de la edición genética a cambio de ningún beneficio necesario real”.

Según Savulescu, el experimento “contradice décadas de consenso ético y directrices sobre la protección de los participantes humanos en pruebas de investigación”. Los bebés resultantes de las pruebas de He “se están usando como cobayas genéticas. Eso es una ruleta rusa genética”.

He, por su parte, recuerda las críticas que llovieron en torno al nacimiento de Louise Brown, la primera niña concebida mediante fertilización in vitro (FIV). Su técnica, sostiene, es “otro avance de la FIV” que solo se aplicará a un reducido número de familias afectadas por una enfermedad.

En esta imagen tomada en octubre, dos investigadores del laboratorio de He Jiankui. 
En esta imagen tomada en octubre, dos investigadores del laboratorio de He Jiankui. Mark Schiefelbein AP

“No se trata de crear bebés de diseño, solo un niño sano”, asegura. No busca “mejorar la inteligencia, cambiar el color de ojos, la apariencia ni nada similar. No se trata de eso”. Según He, su método “puede ser la única manera de curar alguna enfermedad”.

“Entiendo que mi trabajo será controvertido, pero creo que las familias necesitan esta tecnología, y estoy dispuesto a aceptar las críticas”, señala He, que destaca que él mismo es padre de dos hijas. “No puedo pensar en un regalo más sano ni más bello para la sociedad que dar a una pareja la oportunidad de empezar una familia llena de amor”.

En la página web de su laboratorio, He asegura que su equipo y él han trabajado “durante varios años” editando los genomas de ratones, monos y embriones humanos inviables. En esa página incluye traducciones al inglés de los formularios para pedir el consentimiento de las parejas voluntarias que participan en el experimento, así como el permiso del comité ético del Hospital HarMoniCare de Mujeres y Niños en Shenzhen. “Estamos muy interesados en implicarnos con comunidades de pacientes y reguladores para debatir cómo definir, dirigir y restringir el uso ético de la cirugía genética en etapas tempranas de la vida”.

“No usamos la edición genética para eliminar enfermedades en humanos porque todavía no sabemos hacerlo suficientemente bien”, explicaba recientemente en un artículo en EL PAÍS a la investigadora Susana Balcells. “Para hacer esas modificaciones genéticas, es decir, que las personas puedan ir a su consulta de reproducción asistida y pedir que les hagan una intervención genética para tener hijos sin enfermedades, aún no tenemos los conocimientos que lo hagan de forma suficientemente eficaz y suficientemente segura”, añadía.

En Pekín, el profesor de genética del desarrollo José Pastor, director de laboratorio en la Universidad Tsinghua -una de las más prestigiosas de China- , señalaba que “el primer problema ético es el de editar la línea germinal, los bebés de diseño. A los occidentales nos parece como poco socialmente peligroso… Es algo sobre lo que los científicos tienen una moratoria mundial, pero que iba a acabar pasando de todas formas, por lo menos dentro de ciertos parámetros, y para los chinos puede que no suponga un dilema moral tan grande. El segundo problema, sobre el que no hay opiniones o diferencias culturales que valgan, son los enormes riesgos para los recién nacidos, que es algo que escandaliza también a los biólogos chinos”.

Los científicos chinos también han arremetido contra el experimento de He. En un comunicado firmado por 122 expertos, se reclama una investigación sobre el asunto, que tachan de “locura”. “Esta tecnología podría haberse probado desde hace mucho tiempo, pero los biólogos no lo hacen ni quieren hacerlo por la incertidumbre de provocar mutaciones no buscadas, otros graves riesgos y problemas éticos”, sostienen. La prueba, según estos expertos, “representa un duro golpe a la reputación mundial y el desarrollo de la investigación biomédica en China. También es extremadamente injusta contra la inmensa mayoría de académicos chinos que se esfuerzan en sus investigaciones científicas y en la innovación, y respetan las líneas éticas”.

Intereses comerciales

“Hay que mantener el escepticismo y asumir que todavía no sabemos si esto que nos cuentan ha ocurrido”, opina por su parte Lluís Montoliu, un investigador del Centro Nacional de Biotecnología que utiliza la técnica CRISPR para crear ratones con enfermedades raras similares a las humanas. “Parece más un anuncio de algunas de las empresas de este investigador, que tiene compañías y por lo tanto tiene intereses al respecto, más que una comunicación científica”, señala, según informa Manuel Ansede.

Montoliu recuerda que el experimento con las niñas chinas sería absolutamente ilegal en España y en muchos otros países, incluso en aquellos que abogan por una aplicación terapéutica de la edición genética, como EE UU y Reino Unido. “Es una aplicación de mejora genética. No se trata de curar una enfermedad que tengan subyacente o una enfermedad que puedan desarrollar a lo largo de su vida, sino que se trata de prevenir. Estamos mejorando a esa persona”, advierte el experto.

“Estaba claro que tarde o temprano iba a ocurrir, pero no tan temprano. Es demasiado pronto, demasiado arriesgado”, sostiene por su parte Francis Mojica, microbiólogo de la Universidad de Alicante y pionero en el estudio del sistema CRISPR en las bacterias. Para Mojica, es una “paradoja” que “Europa esté considerando que es peligroso consumir alimentos modificados con CRISPR y en China estén engendrando niños” con la técnica. “Es impactante y precipitado”, resume.

“La edición del genoma es una herramienta muy poderosa con grandes beneficios, y todo el mundo en este campo sabe ya que es posible hacerlo, pero eso no lo convierte en aceptable. En esta era del amanecer de las tecnologías genéticas es absolutamente esencial que la aplicación de estas tecnologías tenga una aprobación mucho más amplia”, asegura Paul Freemont,investigador del Imperial College de Londres, a Science Media Centre.

El riesgo de tumores

Daniel Mediavilla

En junio de este año, la revista Nature Medicine publicó dos artículos en los que se señalaban los riesgos asociados a CRISPR, uno liderado por un equipo de la farmacéutica Novartis en Boston (EE UU) y otro por investigadores del Instituto Karolinska sueco. En ambos se señala que la aplicación de CRISPR-Cas9 en células humanas puede facilitar la aparición de tumores. La explicación estaría en la función de una proteína clave en el buen funcionamiento de nuestro organismo.

P53 actúa como un guardián que vigila las roturas que se producen continuamente en el ADN para que las células no crezcan sin control y provoquen tumores. Lo que se hace con CRISPR-Cas9 es, desde el punto de vista de este guardián, una agresión que pone en peligro la estabilidad del genoma, y por eso la proteína dificulta los cambios que se quieren introducir con esta técnica en las células, deshaciendo el cambio o destruyendo la célula. Lo que observaron los investigadores es que si se aplica la edición genética a un grupo de células, las que por algún motivo tienen desactivado el P53 se modifican con más facilidad. Por eso, entre las células reparadas por CRISPR habría muchas con el p53 estropeado y si se trasplantasen a un paciente, como se hace en las terapias génicas para enfermedades hereditarias, esas células podrían provocar cáncer.

Los estudios no decían que sea imposible modificar una célula con P53 funcional pero sí indican que el proceso es menos eficiente de lo esperado y que una vez corregido el defecto genético habría que aplicar nuevas pruebas para comprobar que el guardián del genoma sigue activo.

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¿Son estas las criaturas más raras de la Tierra?

El hallazgo de dos nuevos organismos obliga a añadir una nueva rama al Árbol de la Vida

Son extraños, muy extraños. Tanto, que los investigadores no saben en qué rama del Árbol de la vida deberían colocar a estos organismos recién descubiertos en Canadá. Por eso, proponen en un artículo de Nature que se cree una nueva clasificación, especialmente pensada para ellos.

Los organismos, dos especies de microbios hasta ahora desonocidas y encontradas en una muestra de tierra canadiense, resultan tan diferentes a todo lo conocido que los investigadores no han tenido más remedio que reorganizar el Árbol de la Vida para dejarles un espacio.

Las criaturas, asignadas al reino Protista, el que contiene a todos los organismos eucariontes (hechos de células con núcleo y membrana) que no pueden ser clasificados en los otros tres reinos eucariotas (Hongos, Animales y Plantas), fueron colocados al principio en un grupo denominado hemimastigotes, pero los primeros análisis genéticos revelaron que tampoco ese era su lugar, ya queresultaron ser mucho más extraños de lo que nadie había llegado a sospechar.

Los primeros hemimastigotes fueron observados a principios del siglo XIX y clasificados como un Phylum aparte dentro de un “super reino” mucho más grande, aunque los biólogos de aquella época ya reconocían que no sabían exactamente dónde colocarlos.

Pero las nuevas evidencias halladas en su ADN demuestran que estas criaturas son, también, completamente diferentes a todas las formas de vida de este super reino. De hecho, los investigadores creen que los hemimastigotes podrían ser representantes de un reino propio y completamente nuevo para la Ciencia. Lo que obligaría a añadir una nueva rama al Árbol de la Vida.

The Simpson Lab, Dalhousie University
The Simpson Lab, Dalhousie University

Raros y torpes

Las especies recién descubiertas tienen un cuerpo oblongo, rodeado por filas de flagelos en forma de hilo. Cuando los investigadores pudieron verlos por primera vez en imágenes 3D obtenidas con microscopios electrónicos de barrido, se quedaron boquiabiertos.

Según explicó a Live Science Yana Eglit, de la Universidad canadiense de Dalhousie y coautora del estudio, “tienden a moverse algo torpemente. A primera vista parecen ciliados (otro importante grupo de células de aspecto peludo), pero nadan de una forma mucho menos coordinada”.

Eglit recolectó a los extraños organismos mientras caminaba por un sendero en Nueva Escocia recogiendo muestras de diversos terrenos para analizar. “Por supuesto -afirma la investigadora- cada vez que vemos un charco inusual, o lago salado, o lo que sea, aprovechamos para recoger muestras”.

En honor al lugar donde fue descubierto, antiguo territorio de los Mi´kmaq, en cuyo folklore abundan las criaturas extrañas, como el ogro pekudo Kukwes, una de las especies fue bautizada como Hemimastix kukwesjijk. Un nombre de lo más adecuado, ya que se trata de un voraz depredador.

Una vida separada del resto

Las anteriores clasificaciones de los hemimastigotes se basaban únicamente en el tamaño y la forma de sus estructuras visibles. Pero gracias a su información genética, los científicos pudieron clasificar a las nuevas criaturas con una precisión sin precedentes, y revelar un linaje que ocupa una posición única entre los demás eucariotas.

En palabras de Alastair Simpson, autor principal del estudio, “se trata de una rama del Árbol de la Vida que ha permanecido separada del resto durante mucho tiempo, quizá durante más de mil millones de años, y de la que no teníamos información alguna hasta ahora”.

Según los investigadores, su hallazgo servirá para conocer mejor cómo evolucionaron las primeras formas de vida celular compleja, y para establecer mejor las relaciones que existen entre los primeros organismos que poblaron la Tierra.

“Este descubrimiento -concluye Simpson- redibuja, literalmente, nuestra rama del Árbol de la Vida en uno de sus niveles más profundos. Y abre una nueva puerta para comprender la evolución de las células complejas y sus antiguos orígenes, mucho antes de que emergieran los animales y las plantas en la Tierra”.

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Homero y la teoría de la generación espontánea

La lectura de la ‘Ilíada’ le vino a dar a Francesco Redi la clave para tumbar el principio por el cual los seres vivos pueden nacer de manera espontánea de la materia inerte

Estatua de Francesco Redi en Florencia.
Estatua de Francesco Redi en Florencia. CC BY-SA 3.0

Según nos cuenta Alberto Savinio, quiso la leyenda que Homero fuese ciego por una crueldad práctica de la musa. Al sumirlo en las tinieblas, hizo que el rapsoda se reconcentrase en su alma cantora, de la misma manera que en algunas partes de las Islas Canarias la crueldad de cierta gente lleva a arrancar los ojos a los canarios para que así canten mejor.

Dejando a un lado la entrada de Savinio dedicada a Homero en su Nueva Enciclopedia, hay que decir que se ha escrito mucho sobre el rapsoda griego y más aún sobre las peripecias de Ulises en La Odisea, así como sobre los muertos de la Ilíada, el poema épico en el que se cuentan algunos días del último año de la legendaria guerra de Troya.

Homero y la teoría de la generación espontánea

Por contra, se ha escrito muy poco, o casi nada, acerca de la importancia que tuvo la Ilíada en la biogénesis o proceso que viene a demostrar que los seres vivientes provienen de otros seres vivientes. Vamos a contar aquí la relación entre ambas y, con ello, vamos a remontarnos hasta la Italia de mediados del siglo XVII, donde el médico Francesco Redi dio con la clave para tumbar el principio de generación espontánea, teoría vigente hasta entonces y, por la cual, los seres vivos pueden nacer espontáneamente de la materia inerte.

En su obra Experimentos acerca de la generación de los insectos, escrita en forma de epístola a Carlo Roberto Dati, noble florentino y discípulo de Galileo, el médico Francesco Redi cuenta cómo el canto XIX de la Ilíada despertó su interés. Hay que apuntar que Redi tenía un gran conocimiento de los clásicos, ya que, además de médico, era lingüista y catedrático de lengua toscana en la Academia Florentina. En el citado canto de la Ilíada, Francesco Redi se encontró con la conversación que tuvo Aquiles con su madre Tetis ante el cadáver de Patroclo, hijo de Menecio, caído en la batalla.

Ante el cuerpo inerte del guerrero, Aquiles teme que “las moscas penetren por las heridas que el bronce causó al esforzado hijo de Menecio, engendren gusanos, desfiguren el cuerpo y corrompan todo el cadáver”. A continuación, Tetis le dice a su hijo que no tema, que no se preocupe pues ella misma procurará “apartar los importunos enjambres de moscas, que se ceban en la carne de los varones muertos en la guerra”.

Homero y la teoría de la generación espontánea

La citada lectura le vino a dar a Redi la clave para tumbar la doctrina vigente hasta entonces, la misma que señalaba que los seres vivos pueden nacer de manera espontánea de la materia inerte y que fue doctrina desarrollada por Aristóteles en su Historia de los animales, donde el Estagirita acepta la generación espontánea que atribuye a animales imperfectos. Dicha doctrina sería aceptada en siglos siguientes, ya que, según san Agustín, coincidía con el relato sagrado contenido en la Biblia. Ante tal autoridad no había argumentos que valiesen.

Por ello, para desmontar el relato bíblico, era necesaria la valentía que aproximase la incertidumbre a la vivencia, poniendo en práctica la observación siguiendo el método científico. Para demostrar que las larvas nacen de los huevos que los insectos ponen en la carne y no de la putrefacción de esta, Redi se puso a experimentar, metiendo carne en una serie de frascos, cerrando unos y dejando otros al descubierto, siendo estos últimos donde observó que había moscas y que, poco tiempo después, la carne estaba agusanada.

Influidos por el medievalismo científico, los seguidores del principio de la generación espontánea alegaron que los gusanos no existían en los botes cerrados debido a la falta de aire. Entonces Redi volvió a su experimento y los cubrió con una gasa, en vez de hacerlo con corcho, de tal manera que se permitía al aire entrar en los botes, aunque no a las moscas, descubriendo con esto que las moscas dejaban sus huevos en la misma gasa, confirmando así la hipótesis de la biogénesis.

Influido por el relato homérico de la Ilíada, el médico Francesco Redi dará el primer paso para desmontar el principio, hasta entonces vigente, de la generación espontánea. Luego vendrían Vallisneri, Spallanzani y Pasteur, para contribuir a su fin.

El hacha de piedra es una sección donde Montero Glez, con voluntad de prosa, ejerce su asedio particular a la realidad científica para manifestar que ciencia y arte son formas complementarias de conocimiento.

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Hallado ‘el puente de África’: un estudio revela un archipiélago hundido en Alborán que le unía con España

Este archipiélago sirvió de puente entre África y Europa para las migraciones de diversas especies animales. Además este arco volcánico dividió el Atlántico y el Mediterráneo. Archipiélago volcánico en el Mar de Alborán. Ubicación del archipiélago sumergido que debió servir de puente terrestre para las especies. CSIC Un equipo científico del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto un archipiélago volcánico sumergido en el mar de Alborán, en la provincia de Almería, que unió Europa y África a través del Cabo de Gata (Almería) y el Cabo de Tres Forcas (Melilla) hace seis millones de años. El trabajo, publicado en la revista Scientific Reports, muestra que este archipiélago sirvió de puente entre África y Europa para las migraciones de diversas especies animales y dividió el Atlántico y el Mediterráneo provocando una gran desecación en el ‘Mare Nostrum’ hace 5 y 6 millones de años, según explica la organización en un comunicado. El estudio revela que esta estructura surgió hace unos 10 millones de años por la actividad volcánica y emergió hasta formar un archipiélago entre la costa de lo que es hoy Melilla y Almería. Este arco volcánico empezó a hundirse hace unos 6 millones de años por el cese del vulcanismo y el enfriamiento de la corteza en la región y terminó por desaparecer definitivamente hace 1,8 millones de años bajo el mar de Alborán. El autor principal del estudio e investigador del Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra, Guillermo Booth-Rea, explica que al principio este archipiélago sirvió “como paso de fauna terrestre-acuática”, mientras que más tarde se produjo “intercambio de fauna terrestre, como camellos y conejos”. “El archipiélago contribuyó a la gran riqueza biológica del Mediterráneo occidental, al crear islas en las que se pudieron diferenciar nuevas especies faunísticas. Además, sirvió temporalmente como puente terrestre para el intercambio de especies entre Iberia y África”, explica el investigador César Ranero, científico ICREA del Instituto de Ciencias del Mar del CSIC, y coautor del estudio junto a Guillermo Booth-Rea, autor principal e investigador del Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (centro mixto del CSIC y la Universidad de Granada), e Ingo Grevemeye, del centro GEOMAR de Kiel (Alemania). “El registro genético de ADN ribonucleico estudiado en varias especies del Mediterráneo occidental muestra que el paso de especies europeas a África se hizo en varias ocasiones, antes y después de la Crisis de Salinidad, probablemente gracias al archipiélago de Alborán”, añade. Los patrones de especiación y divergencia genética muestran que el sudeste de Iberia fue un punto caliente de riqueza faunística que finalmente se distribuyó por el norte de África gracias al paso por el archipiélago Asimismo, en el norte de África, la fauna estudiada se especió desde el este del Rif, donde se encontraba el archipiélago, hacia el oeste y hacia el este, llegando hasta Argelia y Túnez en el caso de salamandras y lagartijas. El crecimiento progresivo del archipiélago “actuó como una barrera entre el Atlántico y el Mediterráneo, restringiendo el intercambio de agua y desembocando en la conocida Crisis de Salinidad del Mediterráneo”, concluye Booth-Rea.

Ver más en: https://www.20minutos.es/noticia/3433120/0/archipielago-volcanico-mar-alboran-puente-africa-europa-migraciones-animales/#xtor=AD-15&xts=467263

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¿Por qué se hicieron gigantes los dinosaurios?: el descubrimiento en Argentina que puede ayudar a resolver el misterio

¿Cómo llegaron los dinosaurios a ser animales gigantes?

Un descubrimiento en Argentina revela algunas claves para responder esa pregunta, uno de los grandes enigmas de la paleontología.

El hallazgo es tan extraordinario que los científicos pensaron al principio que se trataba de una broma.

Diego Abelín, técnico del CONICET y del Museo de Ciencias Naturales de la Universidad de San Juan, fue quien halló en 2015 los primeros huesos en esta provincia argentina.

Los huesos eran demasiado grandes para ser de dinosaurios del período Triásico, al que correspondían las excavaciones. Abelín pensó que se trataba de restos de una vaca y dijo en tono jocoso a sus compañeros que había hallado el fósil de un “dinosaurio gigante”.

Pero lejos de ser una broma, esos primeros huesos eran parte un gran descubrimiento.

“Comprobamos que se trataba de una nueva especie a la que llamamos Ingentia prima, que en latín significa ‘primer gigante'”, dijo a la BBC la autora principal del nuesvo estudio, la paleontóloga Cecilia Apaldetti, investigadora del CONICET y de la Universidad Nacional de San Juan

“El descubrimiento de Ingentia cambia nuestro entendimiento acerca de cómo los dinosaurios evolucionaron hacia el gigantismo”, dijo la paleontóloga a BBC Mundo.

“Hasta hace poco considerábamos que el camino fue uno, el que tomaron los Eusauropods—los animales mas grandes que vivieron en nuestro planeta—el cual implica cambios graduales en su anatomía durante mas de 30 millones de años”, agregó Apaldetti.

“Pero este descubrimiento nos muestra un nuevo camino a través de una novedosa estrategia de crecimiento que les permitió ser gigantes en un momento temprano de su historia evolutiva.

Más grande que un elefante

Los científicos excavaron huesos de dos seres.

“Estimamos que Ingentia pesaba entre 7.000 y 9.000 kilos, un poco más que un elefante actual, y podría haber llegado a unos ocho o diez metros de longitud“, explicó a BBC Mundo Diego Pol, investigador del CONICET, paleontólogo del Museo Feruglio de Trelew, Argentina, y coautor del estudio.

Los huesos correspondían al Triásico, hace unos 200 millones de años, un período en el que se pensaba que no había dinosaurios tan grandes.

Dinosaurios gigantes tan conocidos como el Diplodocus o el Brachiosaurus aparecieron unos 50 millones de años después.

El “primer gigante” vivió cuando el planeta estaba formado por Pangea, un gran supercontinente que amalgamaba todas las placas continentales, señaló Pol

“Sudamérica formaba parte de este gran supercontinente y sus áreas vecinas eran lo que hoy es África. El océano Atlántico no existía y, en la parte sur, Sudamérica estaba unida a la Antártida”, señala.

Gigantismo

¿Por qué es Ingentia prima un hallazgo tan extraordinario?

“Cuando los dinosaurios aparecieron sobre la faz de la Tierra y empezaron a evolucionar hace aproximadamente unos 230 millones de años tenían un tamaño muy, muy pequeño. Eran animales que tenían el tamaño de unos pequeños lagartos”, explicó Pol.

“Mucho después en el transcurso de la evolución sabíamos que los dinosaurios habían alcanzado los tamaños colosales que tienen especies como Diplodocus o Brachiosaurus, todos estos grandes cuadrúpedos de cuello largo y cola larga”.

Diplodocus, por ejemplo, puede haber alcanzado una longitud de cerca de 30 metros y un peso de 15 toneladas.

El descubrimiento de Ingentia prima es muy significativo, según Pol, porque indica que el primer paso al gigantismo “se dio poco tiempo después que los pequeños primeros dinosaurios aparecieran en la Tierra”.

“Ingentia nos está diciendo que la adquisición del gigantismo es un evento evolutivamente mucho más rápido que apareció 30 millones de años antes de lo que imaginábamos hasta hace pocos días”.

Creciendo a estirones

Al cortar el hueso de un dinosaurio pueden verse anillos de crecimiento, similares a los hallados en los árboles, que delatan períodos de mayor o menor crecimiento, explicó Pol.

“De esos anillos pudimos observar que en Ingentia había períodos bien marcados de crecimiento veloz“, señaló Apaldetti.

Pol explicó a BBC Mundo que los dinosaurios primitivamente crecían de manera estacional, mucho más en la temporada de verano y primavera, y detenían su crecimiento en la temporada más fría del año.

Por otra parte, se sabía que los dinosaurios gigantes adquirieron su tamaño mediante un gran aumento en la velocidad de crecimiento.

“Lo que los científicos nunca habíamos encontrado era una etapa intermedia entre los dinosaurios que crecían por temporadas y los gigantes que crecían a una velocidad muy rápida”.

Apaldetti explicó que “mientras los dinosaurios gigantes del Jurásico crecían de manera acelerada y continua hasta llegar a ser adultos, los dinosaurios primitivos del Triásico (Lessemsauridos) lo hacían de forma estacional, de manera similar a lo que vemos en el crecimiento de los árboles”.

La investigadora señaló que “lo que diferencia a estos primeros gigantes de la familia Lessemsauridae es que crecían de manera cíclica pero extremadamente acelerada. Lo más sorprendente es que durante la estación de crecimiento acelerado lo hacían a una velocidad aún mayor a la de los gigantes que crecían de manera continua”.

Lo que encontramos en Ingentia es que tenía un tipo de crecimiento nuevo que no conocíamos hasta el momento”, afirmó Pol.

Sacos aéreos

Los huesos del primer gigante hallado en San Juan tienen sacos aéreos, lo que revela un sistema respiratorio similar al de las aves.

“El sistema respiratorio de las aves es extremadamente complejo, mucho más complejo que el que tenemos nosotros los mamíferos”, dijo Pol.

“Además de tener los pulmones como cualquier otro animal, las aves tienen lo que llamamos sacos aéreos. Son unas extensiones del sistema respiratorio, unos sacos conectados al sistema respiratorio que invaden la cavidad interna de los diferentes huesos de las vértebras, de la cintura, del hombro, incluso algunas partes de los miembros”.

“Cuando estudiamos los huesos, si encontramos esos tipos de cavidades que son muy particulares y se diferencian de cualquier tipo de cavidad en un esqueleto, podemos inferir la presencia de este sistema respiratorio extremadamente complejo y eficiente”

Las aves son los parientes más cercanos que existen de los dinosaurios y hace varias décadas que se reconoce que la aparición de este sistema de respiración tan complejo era común en varios grupos de dinosaurios, señaló Pol.

Apaldetti dijo a BBC Mundo que “el nuevo descubrimiento muestra que con sólo pocas innovaciones se podía adquirir las tallas corporales más grandes (>10 toneladas) en un momento donde los vertebrados de los ecosistemas terrestres no superaban tallas medianas (<3 toneladas)”.

“Con sólo un acelerado crecimiento óseo y un desarrollado sistema de respiración del tipo aviano, estos animales lograron imponerse como los primeros animales gigantes”, agregó la paleontóloga.

El problema de ser gigante

Los sacos aéreos eran clave para Ingentia.

“Cuando un animal es gigante, uno de los desafíos más grandes que tiene es tener un metabolismo suficientemente alto como para cumplir con toda la demanda energética que implica ser gigante. Caminar cuesta más, reproducirse cuesta más“, afirmó Pol.

“Y eso implica la necesidad de tener un consumo de oxígeno mucho más alto y eficiente que en animales mas pequeños. Entonces, el origen de este sistema de extensiones del sistema respiratorio en los sacos aéreos pudo haber facilitado el desarrollo de tamaños corporales muy grandes en estos dinosaurios“.

Los sacos aéreos en los huesos también ayudaban a disipar el calor y a aliviar al esqueleto.

“Los mamíferos disipamos calor a través de la transpiración pero los reptiles no transpiran y expulsan el calor de su cuerpo a través del sistema respiratorio”.

En familia

Los científicos pudieron determinar que Ingentia tenía similitudes con otro dinosaurio hallado en Argentina y uno en Sudáfrica.

“Cuando estudiamos estos dinosaurios en conjunto desde un punto de vista evolutivo, nos dimos cuenta que compartían características únicas y esto nos llevó a reconocer una familia nueva de dinosaurios que lleva el nombre de lessemsaurios“.

“Estos antiguos gigantes seguramente fueron una familia exitosa en la parte sur de este supercontinente llamado Pangea en lo que hoy es Sudamérica y Sudáfrica, y fueron los primeros que experimentaron estas estrategias de crecimiento acelerado que llevaron a los dinosaurios a ser los animales más grandes en la historia de la vida del planeta”.

Ingentia es “la piedra roseta que nos llevó a unir varias piezas en este rompecabezas prehistórico”.

“Uno de los fenómenos más fascinantes”

El hallazgo del primer gigante emociona a Pol.

“Cuando uno ve los restos tan extraordinarios y gigantes de un dinosaurio realmente surge la pregunta de cómo llegaron estos animales a ser tan grandes”.

Entender los orígenes de este gigantismo, los pasos que llevaron a que estos animales pudieran alcanzar un tamaño tan grande es “uno de los misterios más grandes que hay en el estudio de los dinosaurios“, afirmó el paleontólogo a BBC Mundo.

“Los fósiles capturan transformaciones evolutivas justo cuando estaban ocurriendo en nuestro planeta e Ingentia está capturando el inicio de uno de los fenómenos más fascinantes en la historia de la vida que es el gigantismo de los dinosaurios”.

Por su parte, Apaldetti dijo a BBC Mundo: “Personalmente creo que este descubrimiento resalta diferentes aristas de nuestro trabajo”.

“Por un lado la importancia del apoyo a la ciencia que es la base para el desarrollo cultural en las sociedades, la transmisión de pasiones a generaciones futuras, y como mujer en la ciencia—que muchas veces no es simple—la valoración de nuestro rol en un momento crucial donde las mujeres se han puesto de pie y se están haciendo escuchar en el mundo entero”.

Puedes ver aquí el estudio publicado en la revista Nature Ecology and Evolution

Leer en BBC

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¿De donde vienen las plumas? Las aves no fueron las primeras en tenerlas

Si nos preguntan sobre un carácter exclusivo de las aves creo que sin dudas la mayoría contestaríamos la presencia de plumas en su tegumento, pero esto no es del todo correcto. Todas las aves tienen plumas pero no son exclusivas de estos animales, otros grupos taxonómicos tuvieron plumas pero sucede que se extinguieron.

Plumas de flamenco

Algunas especies de dinosaurios, del cual las aves también forman parte, presentaban su cuerpo recubierto de plumas [1]. Un ejemplo interesante son los velociraptores, dinosaurios de 50 centímetros de alto y con presencia de plumas [2] (sí, Steven Spielberg nos mintió en la cara 😛 ).

¿Pará pará pará, vos me estás diciendo que las aves son dinosaurios?

Así es, las aves pertenecen a un grupo de dinosaurios principalmente carnívoros llamados terópodos (“pie de bestia”) [1], [3], [4] al igual que Velociraptor mongoliensis, Tyrannosaurus rex o Giganotosaurus carolinii, este último el dinosaurio predador más grande del planeta que vivió en lo que hoy es nuestra Patagonia [5], [6]. Los científicos agrupan a todos los representantes de los terópodos según ciertas características del cráneo, la faja pectoral y las extremidades posteriores, entre otras [1].

Algunas características de las aves más primitivas

El grupo de aves más antiguas conocidas hasta el momento se denominan Archaeopteryx [7]. Las mismas presentaban un cráneo de unos 4 centímetros [1], un peso de entre 220–330 gramos [8] (tamaño similar a Guira guira) y habitaron en zonas de la actual Alemania hace unos 150 millones de años, aproximadamente [1].

Representación gráfica de el ave primitiva Archaeopteryx.

En el presente año se dio a conocer una investigación que concluye con que Archaeopteryx, si bien eran bastante terrestres, probablemente podrían volar aunque no de la misma forma que lo hacen las aves modernas [9]. Uno de los autores del trabajo invita a pensar en el vuelo de una mariposa para tratar de imaginarnos el de Archaeopteryx [10].

Cabe destacar que su categoría como aves pende de un hilo debido a descubrimientos de nuevos fósiles en China durante la última década. Si se confirman los datos con nuevas investigaciones tendremos que emprender la búsqueda de otra primer ave [7].v

La función de las plumas en las aves

A pesar de que las plumas le permitieron volar a Archaeopteryx, estas estructuras no habrían evolucionado para tal fin. Se han propuesto varias hipótesis sobre el valor adaptativo original de las plumas: aislamiento térmico, termorregulación activa, vuelo, cortejo y camuflaje. No sería descabellado pensar que, desde el principio, las plumas se utilizaban para varios fines, como lo son ahora. Pero la evidencia parecería indicar que la hipótesis más plausible es que las plumas se originaron con el fin de aislamiento térmico y termorregulación, aunque se necesitan más investigaciones para asegurarlo [11], [12].

¿Cómo empezaron a volar las primeras aves?

Otra controversia que se presenta es el origen del vuelo, representado por la pelea entre los defensores de modelos arbóreos y cursoriales (adaptado para correr).

La teoría arbórea

La primera hipótesis, aunque quizá más intuitiva, plantea que las aves comenzaron a volar “desde los árboles hacia abajo”. Sin embargo, carece de soporte debido a que requiere que el animal haya adquirido previamente la capacidad de trepar los árboles, y porque ningún animal viviente que trepa aletea sus apéndices para volar.

Teoría arbórea
Teoría arbórea. Las aves habrían aprendido a volar “desde arriba”, es decir, trepando a los árboles y cayendo.

La teoría cursorial

La segunda hipótesis, plantea que las aves comenzaron a volar “desde el suelo hacia arriba”, siendo, principalmente, corredoras. No obstante, esta hipótesis tampoco es muy convincente debido a que es inconsistente con la biología ontogenética (formación y desarrollo) de las formas de vida existentes; por ejemplo, ninguna especie existente utiliza sus alas para correr más rápido, para asegurar su presa o para deslizarse.

Teoría Cursorial
Teoría Cursorial. Las aves habrían aprendido a volar, corriendo y dando pequeños saltos.

Nuevas hipótesis modernas

Actualmente, con el avance de la ciencia, están surgiendo nuevas hipótesis y entre ellas la hipótesis del ala ontogenética-transicional, la cual parecería una de las más plausibles. La hipótesis postula que las etapas de la evolución del vuelo de las aves corresponden, tanto desde el punto de vista del comportamiento como morfológico, a las etapas de transición observadas en el desarrollo de las aves actuales. Esto quiere decir que las primeras aves podrían haber intentado un vuelo de manera similar al que tienen los juveniles de las aves actuales, lo que les permitiría afrontar los desafíos de un terreno con muchos desniveles [13].

A partir de aquí mucho ha pasado, desde radiaciones evolutivas (rápidas especiaciones) hasta grandes extinciones, para llegar a la diversidad de especies de aves que disfrutamos en cada salida de observación. A pesar de lo que conocemos queda mucho más por estudiar de este maravilloso grupo de animales, por lo que debemos protegerlas de nosotros mismos para poder seguir haciéndolo y sorprendernos cada día más con los nuevos descubrimientos.

Guacamayo Rojo
Guacamayo rojo (Ara chloropterus) volando.

Escrito por: Biol. Gabriel Orso, miembro de Fundación MIL AVES (https://milaves.org/)

Editado por: Lautaro Baró para Biología Cotidiana

Referencias:

  1. Padian, K., & Chiappe, L. M. (1998). The origin and early evolution of birds. Biological reviews, 73(1), 1-42.
  2. Turner, A. H., Makovicky, P. J., & Norell, M. A. (2007). Feather quill knobs in the dinosaur Velociraptor. Science, 317(5845), 1721-1721.
  3. Norman, D. B., Baron, M. G., & Barrett, P. M. (2017). A new hypothesis of dinosaur relationships and early dinosaur evolution. Nature, 543(7646), 501.
  4. Langer, M. C., Ezcurra, M. D., Rauhut, O. W., Benton, M. J., Knoll, F., McPhee, B. W., … & Brusatte, S. L. (2017). Untangling the dinosaur family tree. Nature, 551(7678), E1.
  5. Coria, R. A., & Salgado, L. (1995). A new giant carnivorous dinosaur from the Cretaceous of Patagonia. Nature, 377(6546), 224.
  6. Therrien, F., & Henderson, D. M. (2007). My theropod is bigger than yours… or not: estimating body size from skull length in theropods. Journal of Vertebrate Paleontology, 27(1), 108-115.
  7. Smithsonian magazine. (2011). An Ode to Archaeopteryx. Washington, D.C., E.U.: Smithsonian Institution. Recuperado de https://www.smithsonianmag.com/…/an-ode-to-archaeopteryx-6…/.
  8. Yalden, D. W. (1984). What size was Archaeopteryx?. Zoological Journal of the Linnean Society, 82(1‐2), 177-188.
  9. Voeten, D. F., Cubo, J., Margerie, E., Röper, M., Beyrand, V., Bureš, S., … & Sanchez, S. (2018). Wing bone geometry reveals active flight in Archaeopteryx. Nature communications, 9(1), 923.
  10. The Washington Post. (2018). This feathery dinosaur probably flew, but not like any bird you know. Washington, D.C., E.U.: The Washington Post.
  11. Bock, W. J. (2000). Explanatory history of the origin of feathers. American Zoologist, 40(4), 478-485.
  12. Xu, X., Wang, K., Zhang, K., Ma, Q., Xing, L., Sullivan, C., … & Wang, S. (2012). A gigantic feathered dinosaur from the Lower Cretaceous of China. Nature, 484(7392), 92.
  13. Dial, K. P., Jackson, B. E., & Segre, P. (2008). A fundamental avian wing-stroke provides a new perspective on the evolution of flight. Nature, 451(7181), 985.
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Descubren el “eslabón perdido” en el origen de la vida en la Tierra

Existe una gran cantidad de hipótesis acerca del origen de la vida en la Tierra, es decir, de la transformación de la naturaleza inerte en la habitada. Un nuevo estudio de los químicos del Centro de investigación Scripps (TSRI, por sus siglas en inglés) en EEUU busca averiguar qué reacciones químicas condujeron al surgimiento de la vida.

La ciencia moderna sostiene que un papel importante en el ‘mecanismo de la vida’ lo juega la fosforilación, una reacción química específica que permite combinar tres ingredientes que participaron en la formación de las primeras formas de vida.

Se trata de los nucleótidos cortos para el almacenamiento de información genética; los fragmentos cortos de aminoácidos para realizar la mayor parte del programa celular básico; y finalmente, los lípidos forman las paredes de las estructuras intracelulares. Sin embargo, no se sabía qué agente podría haber producido estas tres clases de moléculas juntas.

Los científicos del TSRI, a su vez, consiguieron obtener una sustancia que sirvió de base para que aparecieran estos tres primeros componentes de origen de la vida en la Tierra.

Se trata del diamidofosfato (DAP), que, según los químicos, estuvo presente en la Tierra en el período en el que se originó la vida.

Ramanarayanan Krishnamurthy, uno de los autores del estudio publicado en Nature Chemistry, señala que la fosforilación podría haber provocado la aparición de los componentes requeridos —es decir, oligonucleótidos, oligopéptidos y estructuras celulares básicas—, todos en el mismo lugar.

Este descubrimiento permite suponer que existían otros procesos químicos viables, antes considerados imposibles en las condiciones de un planeta joven.

El estudio brinda a los científicos una nueva oportunidad para aprender algo nuevo acerca de la transformación de un ‘caos químico’ en biología celular y bioquímica. Existen otras reacciones que también se consideran capaces de realizar la fosforilación de estas moléculas, pero, en primer lugar, requieren diferentes agentes y, en segundo lugar, unos entornos poco probables para diferentes tipos de sustancias.

Krishnamurthy afirma que es difícil imaginar cómo los procesos tan diversos podrían haberse unido en el mismo lugar para producir las primitivas formas de vida.

No obstante, el nuevo descubrimiento no refuta otras hipótesis, incluso las más absurdas: aún no está claro si la vida se formó bajo la influencia de algunos factores externos, ya sea la caída de un meteorito o el trabajo de los extraterrestres. El DAP permite estudiar la bioquímica celular más básica. Los científicos han demostrado cómo la fosforilación de azúcares simples conduce a la formación de carbohidratos, primeros ‘ladrillos’ a partir de los cuales se construyó la vida.

Fuente: Nature Chemistry

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Stephen Jay Gould, el mejor paleontólogo del siglo XX

¿Por qué ningún animal se desplaza sobre ruedas? ¿Las cebras son blancas con franjas negras, o negras con franjas blancas? Con preguntas como estas, el paleontólogo, biólogo evolutivo y divulgador científico Stephen Jay Gould (10 de septiembre de 1941-20 de mayo de 2002) provocaba a sus colegas y a sus lectores, para luego explicar algunas de las ideas más complejas de la evolución. Así como Charles Darwin, Gould se dedicó a entender todos los aspectos de la naturaleza y desveló enigmas que atormentaban a sus compañeros desde que el maestro inglés publicara “El origen de las especies”, en 1859. Él completó las teorías de Darwin con nuevas hipótesis e inició tres debates científicos que llevaron a sus colegas a repensar las ideas del padre de la evolución y que le convirtirían en el mejor paleontólogo del siglo XX.

Jay Gould se dedicó a entender todos los aspectos de la naturaleza y desveló enigmas que atormentaban a sus compañeros. Fuente: Museum of Natural History

En la década de 1970, durante su doctorado en la Universidad de Columbia, Gould y Niles Eldredge analizaban fósiles para entender cómo operaba la evolución, hasta que ambos dieron con un problema aparentemente irresoluble. No encontraban cambios graduales en las especies, como preveía Darwin. Según su teoría los organismos de una misma especie compiten entre sí y el mejor adaptado al ambiente sobrevive y pasa a sus descendientes sus características; y así, de manera lenta y gradual, se van produciendo cambios en las generaciones futuras. Gould y Eldredge encontraron largos períodos de casi total estabilidad, sin cambio alguno, eventualmente interrumpidos por brotes de nuevas especies que aparecían de repente.

Darwin ya se había enfrentado al mismo problema más de un siglo antes, pero argumentó que la falta de fósiles se debía a la dificultad de encontrarlos. Gould y Eldredge llegaron a otra conclusión y publicaron en 1972 la teoría del equilibrio puntuado, según la cual las especies dan saltos evolutivos y cambian profundamente de un momento a otro, después de permanecer estables por mucho tiempo. Gracias a la controvertida tesis, Gould se ganó las críticas de grandes científicos como los biólogos evolutivos John Maynard Smith y Richard Dawkins.

El Equilibrio puntuado frente al Gradualismo. Fuente: Wikimedia

El Equilibrio puntuado frente al Gradualismo. Fuente: WikimediaS

Pero las críticas no le intimidaron y seis años después, como profesor de Harvard, Gould volvió a sacudir los cimientos de la evolución al afirmar, junto con Richard Lewontin, que las características de algunos organismos son simplemente consecuencia de la forma por la cual evolucionaron y no necesariamente fruto de la selección natural, como creen los darwinistas ortodoxos. Es decir, no todas las características de los seres vivos representan una ventaja evolutiva, sino que son simplemente efectos colaterales de la evolución. Un ejemplo es el raciocinio humano: la habilidad para resolver problemas no interesaba a los primeros homínidos, pero sí la capacidad de organizarse para la caza, la noción de espacio o la habilidad con las herramientas. Gould defendía que los mecanismos de la evolución mantuvieron en los seres humanos esa habilidad aparentemente banal que, de propina, nos ha dado la capacidad de leer, construir casas y tener una vida social y espiritual.

La fuerza del azar

La idea de fuerzas que, más allá de la selección natural, movieran la evolución de los seres vivos tampoco fue bien aceptada, pero a Gould le quedaba todavía una hipótesis polémica. En el libro “La vida maravillosa”, publicado en 1979, el paleontólogo sugiere que otra fuerza muy poderosa actúa en la evolución de las especies, el azar. Cuenta la historia de un fósil de 500 millones de años de un animal prehistórico similar a un pez y menciona que, si ese animal se hubiese extinguido antes de lo que lo hizo, quizá no existirían los seres humanos.

Gould argumenta que, si las catástrofes naturales ocurren aleatoriamente, un pequeño asteroide caído en un momento clave de la evolución tiene el poder de cambiar todo lo que viene después. Según esa teoría, la evolución no es intencional, no tiene fines ni una dirección general hacia lo más complejo, y no otorga un lugar privilegiado a la especie humana.

Usaba algunas metáforas para dilucidar la casualidad de los eventos relacionados con la especiación, como la de que la evolución sería igual a una película que, cada vez que fuese reiniciada, tendría un nuevo final. Gracias a ese lenguaje osado, pero simple, cautivó a sus lectores y se convirtió en uno de los más grandes divulgadores científicos de todos los tiempos. En uno de sus últimos ensayos, “La mediana no es el mensaje”¸ llegó a utilizar su propia enfermedad, un tumor que padeció durante años, para explicar la estadística y cómo ella le ayudó a creer que podría sobrevivir más de los ocho meses que le fueron asignados por los médicos. Su hipótesis tuvo éxito y pudo luchar durante 20 años con la enfermedad, hasta que en 2002 Stephen Jay Gould falleció en casa, entre sus fósiles y sus libros.

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