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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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El fin del sexo reproductivo: llega la técnica que permitirá tener hijos sin la intervención del varón

Una investigación japonesa ha creado células germinales humanas a partir de sangre de mujer, de modo que quienes tengan útero podrán reproducirse sin necesidad de un varón

«En lugar de en una cama, en el asiento trasero de un coche o bajo un letrero de no pisar la hierba, los niños serán concebidos en clínicas». El deseo y el sudor sustituidos por la frialdad del laboratorio y las batas blancas. Así ve un futuro no tan lejano Henry T. Greely, profesor de Derecho de la Universidad de Stanford, experto en bioética y autor del libro The End of Sex and the Future of Human Reproduction (2016).

¿El fin del sexo con fines reproductivos? Probablemente, sí.

El polémico caso del científico chino He Jiankui y sus presuntos bebés modificados genéticamente ha vuelto a poner sobre la mesa el estado de estas prácticas en todo el mundo. Aunque haya detenido sus experimentos, todavía en entredicho, la noticia ha coincidido en el tiempo con la intención del gobierno japónés de aprobar, a principios de 2019, un borrador de ley elaborado por expertos que no sólo permitirá la edición genética en embriones con fines científicos (no destinados a la reproducción), sino que la incentivará.

Japón no pretende seguir los pasos de China, Reino Unido y EEUU, países en los que está permitida la manipulación genética de embriones con fines científicos, previa autorización por parte de diversos comités, sino adelantarlos por la derecha. Si finalmente sale adelante en el parlamento japonés, la ley plantea que los investigadores no necesitarán la aprobación gubernamental para llevar a cabo modificaciones en el ADN embrionario.

La polvareda mediática por el caso Jiankui ha eclipsado otra investigación, también japonesa, que plantea una revolución en la reproducción asistida que evita la edición genética. El avance, publicado en la revista Science en septiembre, lo ha realizado un equipo liderado por el biólogo Mitinori Saitou, que ha conseguido crear células germinales humanas, el estadio anterior a un óvulo, a partir de células de la sangre de una mujer.

Todavía no se ha llegado a obtener un óvulo maduro, preparado para ser fertilizado in vitro, pero hay otros ensayos clínicos con ratones que sí han logrado células reproductoras completas. El resultado es una adorable camada de pequeños ratoncitos provenientes de células de la cola de dos ratones adultos. Lo que plantea la gametogénesis in vitro, que así se llama el proceso, es llevar la magia de la reproducción a una placa de Petri sin donación de óvulos ni de esperma.

Uno de los escenarios más extremos, si finalmente la gametogénesis in vitro llega a convertirse en una realidad, es el de un planeta en el que el hombre ya no sea necesario para la reproducción. Si ambos gametos, masculino y femenino, pueden ser obtenidos a partir de células de la piel o de la sangre, el género masculino en su totalidad sería prescindible. Lo que sigue siendo indispensable para la reproducción humana es la implantación del embrión y el útero de la mujer… de momento. Un útero artificial para ayudar al desarrollo de niños prematuros ya es una realidad, ¿llegará el día en que pueda gestar un embrión desde el principio? «Es posible», señala Henry T. Greely, «aunque yo diría que es una hipótesis lejana en el tiempo. Este órgano externo podría crearse a partir de células madre y estar conectado a máquinas que le proporcionen oxígeno, nutrientes y sangre con los niveles correctos de hormonas».

Greely lleva años estudiando las posibles alteraciones sociales, legales y éticas de unos avances de semejante magnitud. Lo primero es tener un marco temporal: «Yo diría que pasarán entre 15 y 30 años antes de que se apruebe su uso clínico, ya que garantizar que el proceso sea seguro para los bebés resultantes requerirá un estudio sustancial».

Carlos Simón, catedrático de Obstetricia y Ginecología de la Universidad de Valencia y director científico de Igenomix, empresa española pionera en genética reproductiva, se muestra de acuerdo: «Es cuestión de tiempo y de mucho trabajo, comprobaciones y análisis. Estamos hablando de un tema muy delicado, hay que asegurarse de que no haya ninguna posibilidad de que algo salga mal, pero tiene un potencial enorme. La gametogénesis puede abaratar los procesos de fecundación in vitro, porque ya no habría que estar criopreservando o recurrir a donantes. Con hacer una pequeña biopsia de la piel o extraer sangre bastaría»”.

Los posibles beneficiados serían, según Greely, «aquellas parejas que quieren tener hijos con su propia carga genética pero no pueden por enfermedad o problemas congénitos. También es plausible que el proceso pueda invertir el reloj biológico y permitir que mujeres de 45, 50 o 60 años produzcan sus propios óvulos viables». Un tercer uso, todavía por explorar, podría «tratar de convertir las células de la piel de hombres en óvulos y células de la piel de mujeres en esperma». Es decir, que parejas homosexuales puedan tener hijos con carga genética de los dos, o incluso que de las células de una sola persona se obtengan gametos tanto masculinos como femeninos.

Y así llegamos al que ambos consideran como el uso más extendido, el de «parejas fértiles que preferirán usar esta técnica para hacer muchos embriones, digamos 100, y luego usar el diagnóstico genético preimplantacional (DGP) para saber los rasgos genéticos de cualquier hijo resultante y elegir el que prefieran». Y es aquí donde nos topamos con lo que podría parecer una distopía, a medio camino entre Gattaca y Un mundo feliz: saltarse la lotería genética para ofrecer bebés a la carta, seleccionados por sus potenciales características físicas y/o intelectuales.

Para comprender los obstáculos éticos y morales de la gametogénesis in vitro también contamos en este debate a tres bandas con la participación de Federico de Montalvo, presidente del Comité de Bioética de España y miembro del Comité de Bioética de la UNESCO, donde actualmente trabaja en un informe sobre nuevas formas de paternidad y maternidad. «Esto abriría muchas posibilidades, un campo enorme en el terreno de la infertilidad», admite. «Pero también supondría que ya no es necesario el sexo para tener hijos».

La gametogénesis se suma a otras técnicas polémicas, como la donación mitocondrial (reproducción asistida con ADN de tres progenitores) o la gestación subrogada. Los tres plantean cómo la ciencia puede transformar un concepto cultural con miles de años de tradición: que madre no hay más que una (Mater sempre certa est), uno de los hechos biológicos más evidentes desde los inicios de la humanidad. «La reproducción humana y toda la investigación vinculada a ella es una de las áreas que más está cambiando nuestra sociedad, aunque no nos demos cuenta», señala.

El fin, permitir la paternidad de personas que no pueden tener hijos usando para ello sus propias células, puede ser plausible. Pero, ¿cuáles serían los medios para conseguirlo? «El problema con estas cosas no suele estar tanto en el uso principal, que es positivo, sino en los usos secundarios o no previstos. En todo lo que es selección embrionaria, el debate que se plantea es dónde está la frontera entre editar una enfermedad, como el Huntington, y el mejoramiento. ¿Hasta dónde podemos llegar eliminando embriones? ¿De qué objetivo estamos hablando? Si lo que buscamos es una supuesta perfección, entramos en terreno peligroso». Esta técnica abriría la puerta a casos extremos, como señaló el experto en bioética Ronald Green en la NPR: «Una mujer que quiera tener un hijo con George Clooney podría recurrir al peluquero del actor para comprarle sus folículos. Éste podría incluso venderlos online. De pronto podríamos tener una progenie muy numerosa de descendientes de George Clooney sin su consentimiento».

Hacen falta más George Clooneys en el mundo, qué duda cabe, pero probablemente a él no le haría ni puñetera gracia.

Y aquí es donde entraría en juego un desafiante marco legal especialmente complejo, todavía por desarrollar, en el que la eugenesia sobrevuela peligrosamente. «Esta técnica nos ofrecería muchas alternativas, pero la gente transforma automáticamente esas posibilidades en derechos. Y eso depende, porque afecta a terceros y a una herencia genética. Ahí está el gran dilema», concluye.

En el mejor de los casos, la gametogénesis in vitro ahorrará a miles de mujeres el sufrimiento de someterse a carísimos y no siempre exitosos tratamientos, prevendrá enfermedades, reducirá costes de atención sanitaria y dará a las familias no tradicionales nuevas oportun idades de tener hijos. En el peor, aumentará las diferencias entre países ricos y pobres, hará disminuir aún más la tasa de adopción, desincentivará la investigación de enfermedades raras y promoverá un nuevo tipo de gestación subrogada.

De momento, en España este tipo de prácticas serían ilegales, ya que la Ley de Reproducción Asistida de 2006, la Ley de Investigación Biomédica de 2007 y el Convenio de Oviedo firmado en 1997 prohíben expresamente que los embriones humanos sean usados en investigación. Pero, como todo lo relativo a la ciencia, es sólo cuestión de tiempo y muchas pruebas. La fecundación in vitro se consideraba hace 40 años como algo contra natura y hasta peligroso para el futuro de la raza humana. Hoy, España es líder europeo en reproducción asistida.

Carlos Simón espera que no tardemos mucho en dar el paso definitivo, siempre desde el rigor científico, porque «lo que ahora ocurre es que Dios o la naturaleza, me da igual en lo que creas, actúa de manera aleatoria en muchos casos, lo que supone que siguen naciendo niños con cardiopatías severas, malformaciones o enfermedades incurables. Estas técnicas ayudarían a evitar este tipo de casos».

Greely califica como imposible que «estos procesos se usen para hacer superbebés o X-Men, porque no conocemos las secuencias de ADN de los superpoderes y, probablemente, nunca lo haremos. Si se utilizan, será para convertir variaciones genéticas raras que causan enfermedades en variaciones comunes y seguras».

Un discurso tranquilizador, sin duda. Pero, como ya sabemos por propia experiencia, el mundo nuestro de cada día tiene una obstinada tendencia a acercarse a las distopías de escritores como Aldous Huxley. Todavía está en nuestras manos decidir hacia dónde y hasta dónde llegar.

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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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Videos: Evolución

Grandes momentos de la evolución: secretos de supervivencia51:45 18 octubre 2018

Veremos cómo de la nada surge la vida en un planeta, y cómo ésta empieza a ser compleja. De una sola célula a seres diversos, tan distintos como un pez, un pájaro o un mamífero.

 

 

Test evolución:

https://www.bbc.com/mundo/noticias-45670635#

Luca:

https://cienciaes.com/quilociencia/2018/09/24/el-nacimiento-de-luca/

Los orígenes humanos:

https://www.nationalgeographic.es/video/tv/los-origenes-humanos?utm_campaign=facebook_septiembre&utm_medium=post&utm_source=facebook

https://noticiasdelaciencia.com/art/29836/identifican-un-peptido-que-pudo-existir-en-el-amanecer-de-la-vida

Estromatolitos:

https://telefrenacalentamiento.wordpress.com/2018/08/12/estromatolitos-el-origen-de-la-vida-maria-eugenia-farias-tedxtalks/

Clima y evolución humana:

https://www.bloglenovo.es/clima-y-evolucion-humana/?utm_source=facebook.com&utm_medium=social&utm_campaign=XTC_ORG

http://www.europapress.es/ciencia/habitat-y-clima/noticia-explicacion-clima-benigno-tierra-cuando-aparecio-vida-20180809165803.html

Órganosvestigiales:

https://www.cientificasmentes.com/evidencias-de-la-evolucion-los-organos-vestigiales/

EL ADN – LA DIVERSIFICACION DEL ARBOL DE LA VIDA :
El ácido desoxirribonucleico (ADN) es el modelo para todas las características heredadas en los seres vivos. Es una secuencia muy larga, escrita en código, que debe transcribirse y traducirse antes de que una célula pueda fabricar las proteínas que son esenciales para la vida. Cualquier tipo de cambio en la secuencia de ADN puede conducir a cambios en esas proteínas y, a su vez, pueden traducirse en cambios en los rasgos que controlan esas proteínas.- https://www.thoughtco.com/dna-and-evolution-1224567
http://www.bbc.co.uk/programmes/p005lp0j
https://www.thoughtco.com/introduction-to-evolution-130035
https://www.thoughtco.com/about-analogous-structures-1224491
https://www.thoughtco.com/dna-mutations-1224595
https://www.thoughtco.com/mutations-affect-evolution-1224607
https://www.thoughtco.com/gene-mutation-373289CAMBIOS EN EL ADN : Todas las células están bastante bien equipadas con una forma de verificar una secuencia de ADN para detectar errores antes y después de la división celular o mitosis.

La mayoría de las mutaciones, o cambios en el ADN, se detectan antes de que se hagan copias y esas células se destruyen. Sin embargo, hay momentos en que los pequeños cambios no hacen mucha diferencia y pasarán por los puntos de control. Estas mutaciones pueden acumularse con el tiempo y cambiar algunas de las funciones de ese organismo. Si estas mutaciones ocurren en células somáticas, en otras palabras, células adultas normales del cuerpo, entonces estos cambios no afectan a la descendencia futura. Si las mutaciones ocurren en gametos , o células sexuales, esas mutaciones se transmiten a la siguiente generación y pueden afectar la función de la descendencia. Estas mutaciones de gametos conducen a la microevolución y de ella a la macroevolución.

Cuanto más se relacionen las especies en el árbol filogenético de la vida , más estrechamente se superpondrán sus secuencias de ADN. Incluso las especies muy distantemente relacionadas tendrán cierto grado de superposición de secuencias de ADN. Ciertas proteínas son necesarias incluso para los procesos más básicos de la vida, por lo que las partes seleccionadas de la secuencia que codifica esas proteínas se conservarán en todas las especies de la Tierra.

Ahora que las huellas digitales de ADN se han vuelto más fáciles, rentables y eficientes, se pueden comparar las secuencias de ADN de una amplia variedad de especies.

De hecho, es posible estimar cuándo las dos especies divergieron o se ramificaron a través de la especiación. Cuanto mayor es el porcentaje de diferencias en el ADN entre dos especies, mayor es la cantidad de tiempo que las dos especies han estado separadas.

Estos ” relojes moleculares ” se pueden usar para ayudar a llenar las lagunas del registro fósil. Incluso si faltan enlaces dentro de la línea de tiempo de la historia en la Tierra, la evidencia de ADN puede dar pistas sobre lo que sucedió durante esos períodos de tiempo. Si bien los eventos de mutación aleatoria pueden arrojar los datos del reloj molecular en algunos puntos, sigue siendo una medida bastante precisa de cuándo las especies divergieron y se convirtieron en nuevas especies.

David Attenborough LO EXPLICA EN ESTE VIDEO – Entonces, 150 años después de la publicación del libro revolucionario de Darwin, la genética moderna ha confirmado su verdad fundamental: toda la vida está relacionada. Y nos permite construir con confianza el árbol complejo que representa la historia de la vida.

Comenzó en el mar, hace unos 3.000 millones de años. Las moléculas químicas complejas comenzaron a agruparse para formar manchas microscópicas: células. Estas fueron las semillas de las cuales se desarrolló el árbol de la vida. Pudieron dividirse, replicarse como lo hacen las bacterias y, a medida que pasaba el tiempo, se diversificaron en diferentes grupos. Algunos permanecieron unidos el uno al otro, de modo que formaron cadenas; hoy los conocemos como algas. Otros formaron bolas huecas que colapsaron sobre sí mismas creando un cuerpo con una cavidad interna. Eran los primeros organismos multicelulares: las esponjas son sus descendientes directos.

A medida que aparecieron más variaciones, el árbol de la vida creció y se hizo más diverso. Algunos organismos se volvieron más móviles y desarrollaron una boca que se abrió en un intestino. Otros tenían cuerpos endurecidos por una barra interna. Comprensiblemente desarrollaron órganos de los sentidos alrededor de su parte delantera.

Un grupo relacionado tenía cuerpos que estaban divididos en segmentos con pequeñas proyecciones a cada lado que los ayudaban a moverse en el fondo del mar. Algunas de estas criaturas segmentadas desarrollaron pieles protectoras duras que daban rigidez a sus cuerpos. Entonces, los mares se llenaron con una gran variedad de animales.

Y luego, hace unos 450 millones de años, algunas de estas criaturas acorazadas se arrastraron fuera del agua y se aventuraron a aterrizar. Y aquí, el árbol de la vida se ramificó en una multitud de diferentes especies que explotaron este nuevo entorno de muchas maneras.

Un grupo de ellos desarrolló colgajos alargados en la espalda que a lo largo de muchas generaciones finalmente se convirtieron en alas. Los insectos habían llegado. La vida se movió en el aire y se diversificó en innumerables formas. Mientras tanto, de regreso en los mares, esas criaturas con la barra rígida en sus cuerpos lo habían fortalecido encerrándolo en hueso. Aumentaron de tamaño y crecieron cráneos. Crecieron aletas, equipadas con músculos que les permitieron nadar con velocidad y potencia. Entonces el pescado ahora dominaba las aguas del mundo.

Un grupo de ellos desarrolló la capacidad de tragar aire de la superficie del agua. Sus aletas carnosas se convirtieron en las piernas de soporte de peso y hace 375 millones de años algunas de estas criaturas atrapadas siguieron a los insectos en la tierra. Eran anfibios con pieles mojadas y tuvieron que regresar al agua para poner sus huevos, pero algunos de sus descendientes desarrollaron pieles secas y escamosas y rompieron su enlace con el agua al poner huevos con conchas herméticas.

Estas criaturas, los reptiles, fueron los antepasados ​​de las tortugas, serpientes, lagartos y cocodrilos de hoy en día. Y, por supuesto, incluyeron al grupo que en aquel entonces, llegó a dominar la tierra: los dinosaurios.

Entonces, el árbol de la vida floreció en una multitud de ramas nuevas, pero hace 65 millones de años un gran desastre alcanzó a la Tierra. Cualquiera sea su causa, una gran proporción de animales fueron exterminados. Todos los dinosaurios desaparecieron a excepción de una rama, cuyas escamas se habían modificado en plumas. Ellos fueron los pájaros.

Mientras se extendían por los cielos, un pequeño grupo aparentemente insignificante de supervivientes comenzó a aumentar en número en el suelo. Estas criaturas difieren de sus competidores en que sus cuerpos eran cálidos y aislados con capas de pelo, fueron los primeros mamíferos. Con gran parte de la tierra dejada vacante después de la gran catástrofe, ahora tenían su oportunidad. Sus cálidos cuerpos aislados les permitieron estar activos en todo momento, tanto de noche como de día, y en todos los lugares desde el Ártico hasta los trópicos; en agua y en tierra; en llanuras cubiertas de hierba y en los árboles.

Artículo de El País
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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.

Leer en El País

 

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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.