Categoría: Origen y evolución de la vida
El tamaño de los oídos revela cuándo aparecieron los animales de sangre caliente
El tamaño de las estructuras de los oídos puede ser clave para entender la aparición de la sangre caliente debido a la viscosidad del líquido de su interior, según un estudio publicado en Nature.
https://www.larazon.es/ciencia/20220721/eapnf5xhfrg65klhitavibhcpm.html
Revelado el origen evolutivo de los miembros de los vertebrados
Las primeras criaturas que se arrastaron hasta tierra firme recurrieron a la aleta dorsal única, o dorso, común a todos los peces con mandíbulas, como elemento de desarrollo de las protoextremidades.
Al pensar en el primer pez que se arrastra de las aguas primordiales hacia la tierra, es fácil imaginarse sobre cómo sus aletas emparejadas finalmente evolucionaron hacia los brazos y las piernas de los vertebrados modernos, incluidos los humanos.
Pero un nuevo estudio de investigadores de la Universidad de Chicago y del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo muestra cómo estas criaturas utilizaron un modelo genético aún más primitivo para desarrollar sus proto-extremidades.
El estudio, publicado esta semana en ‘Nature Genetics’, demuestra que los peces, los ratones y probablemente todos los vertebrados modernos comparten elementos genéticos empleados por primera vez para desarrollar la incomparable aleta dorsal en peces antiguos. Más tarde copiaron estos elementos para producir apéndices emparejados, como aletas pélvicas y pectorales, brazos y piernas.
«La aleta dorsal no emparejada es la primera que se ve en el registro fósil –señala el coautor del nuevo estudio Neil Shubin, profesor de Anatomía en la Universidad de Chicago–. Aquí mostramos que los mecanismos genéticos que configuran todas las aletas y otros apéndices emparejados originalmente surgieron allí y fueron reubicados a otros».
Shubin y sus colegas de España, dirigidos por José Luis Gómez-Skarmeta, realizaron análisis genéticos en ratones y varios tipos de peces para rastrear la expresión de Sonic hedgehog (Shh), un gen ampliamente utilizado en una variedad de funciones biológicas básicas, pero especialmente importante en la formación de extremidades.
En ratones, un potenciador genético o un interruptor de encendido/apagado llamado ZRS controla la expresión de los miembros de Shh. Si eliminas ZRS en un ratón, sus extremidades no se desarrollarán correctamente. Los investigadores utilizaron herramientas de edición de genes CRISPR/Cas9 para eliminar ZRS en el medaka, un pez de acuario pequeño y popular también conocido como pez de arroz japonés. Esperaban que eliminar ZRS en el medaka afectara a sus aletas emparejadas, pero en cambio el pez no desarrolló su aleta dorsal. Las aletas pectorales y pélvicas emparejadas se desarrollaron normalmente.
Eso llevó al equipo a buscar otros potenciadores genéticos que podrían estar involucrados, y encontraron un «potenciador en la sombra» cercano llamado sZRS que parece funcionar junto con el interruptor ZRS principal. Cuando noquearon ZRS y sZRS en el medaka, se perdieron tanto la aleta dorsal como las aletas emparejadas. Eso significa que es probable que ZRS se usó por primera vez para ayudar a desarrollar las aletas dorsales, y luego se copió y reutilizó como sZRS cuando las aletas aparecieron por primera vez hace unos 475 millones de años.
«Es muy antiguo, y la secuencia y la función se conservan en todos los vertebrados —destaca Shubin en un comunicado–. Resulta que el rol primitivo del ZRS estaba involucrado con la aleta dorsal. Solo más tarde su actividad en las aletas emparejadas requirió de este otro potenciador en la sombra«.
Shubin dice que entender la actividad de estos potenciadores ayuda a identificar las huellas de ancestros evolutivos presentes en todos los vertebrados, desde ‘Tiktaalik roseae’, la especie de transición de 375 millones de años de antigüedad que descubrió en 2004, hasta los humanos de hoy en día.
«Una serie de enfermedades humanas se basan en errores en ZRS que pueden llevar a dedos extra o faltantes, o cambios en la forma de las manos –señala–. Los humanos probablemente también tengan este potenciador en la sombra, por lo que si queremos estudiar la dinámica de cómo esto afecta al patrón de las extremidades, lo que vemos en estos modelos de peces es un gran lugar para comenzar».
Leer en europapress
Ponte a prueba: ¿cuánto sabes sobre la evolución?
¿Los seres humanos descienden de los monos? ¿Evolución y religión son incompatibles? ¿La evolución sucede gradualmente?
Existen numerosas preguntas sobre «el proceso de transformación de las especies a través de cambios producidos en sucesivas generaciones», como define la RAE a la evolución.
Y, a pesar de su base científica, los conceptos erróneos abundan.
Por eso, te proponemos que midas tu conocimiento sobre la evolución en este quiz.
Créditos de las fotos: Getty Images / Agradecimiento a Paula Kover, de la Universidad de Bath, por su ayuda con el cuestionario.
Si no puedes ver el quiz, haz clic aquí.
Combatiendo los conceptos erróneos
Kay Fountain, una científica veterinaria que estudia la evolución de las bacterias en murciélagos en el Centro de Evolución Milner de la Universidad de Bath, en Reino Unido, está consciente de que hay mucha gente que tiene dudas sobre la evolución.
Según ella, «lo clásico es que la gente no quiere decir que descendemos de los simios, y tiene razón, porque descendemos de un ancestro común», le dice a la periodista de la BBC Helen Briggs.
A través de diferentes cursos los científicos de su universidad están trabajando para ayudar a las personas a comprender mejor y enseñar el concepto de evolucióncon un curso en línea.
También están llevando a cabo investigaciones para mejorar la enseñanza del tema en las escuelas.
Y por eso, mientras habla, Fountain muestra una pezuña de elefante peluda que cabe en una mano para dar una idea de cómo, a lo largo de millones de años de evolución, los animales perdieron los dedos de las patas y desarrollaron una sola pezuña.
Mientras tanto, su colega Nicholas Priest les enseña a los niños los conceptos básicos de la evolución a través de su trabajo sobre las moscas de la fruta.
Dice que la evolución como concepto es algo con lo que todos pueden relacionarse, siempre que obtengan la exposición adecuada.
«Hasta cierto punto, la razón por la que tenemos estos conceptos erróneos es queno ha habido un mensaje claro sobre cuál es la historia y qué muestra realmente la última evidencia», dice.
Por su parte, la doctora Momna Hejmadi dice que la investigación muestra que es mejor enseñar primero genética, es decir, los conceptos básicos de cómo funciona la herencia, para obtener una mejor comprensión de la teoría de la evolución.
«Debido a que la evolución es la vida misma, toda la vida en la Tierra tiene una base evolutiva», dice.
«No se trata solo de comprender cómo comenzó la vida sino que también, en términos de tratamientos y terapias -células madre o resistencia a los antibióticos- todos estos temas de salud están condicionados a nuestra comprensión de la evolución», afirma.
Leer en BBC
http://invdes.com.mx/ciencia-ms/descubren-los-microfosiles-mas-antiguos-jamas-vistos-en-la-tierra/
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El origen de la vida en una burbuja de gas
Las primeras moléculas precursoras de la vida podrían haberse producido en las interfases entre líquido y gas de las burbujas atrapadas en el agua de las rocas volcánicas de la primitiva corteza terrestre
Muchos procesos fisicoquímicos tuvieron que darse hasta que nació la vida. En otras palabras, la era de la evolución biológica debió llegar tras una evolución química prebiótica, durante la cual se ensamblaron y seleccionaron las primeras moléculas capaces de replicarse. Así, ante este escenario surge inmediatamente una nueva pregunta:
¿Bajo qué condiciones ambientales podría haber tenido lugar la evolución prebiótica?
De entre las posibilidades, existe una hipótesis discutida y explorada durante mucho tiempo: estas moléculas predecesoras de la vida podrían haber surgido en los pequeños poros de las rocas volcánicas mientras nuestro planeta estaba todavía formándose.
Ahora un equipo internacional de investigadores dirigido por Dieter Braun, profesor de biofísica de sistemas en la Universidad Ludwig-Maximilians de Munich -LMU– ha examinado más de cerca las interfases agua-aire que se producen en estos poros, donde las burbujas de gas que se forman espontáneamente sufren una interesante combinación de efectos.
Las moléculas predecesoras de la vida podrían haber surgido en los pequeños poros de las rocas volcánicas
Así, los investigadores descubrieron que estas burbujas podrían haber jugado un papel importante para facilitar las interacciones fisicoquímicas que contribuyeron al origen de la vida. Específicamente, Braun y sus colegas preguntaron si las interfases -periodos de transición- entre los estados líquido y gaseoso de los fluidos atrapados en dichas rocas, podrían haber estimulado los tipos de reacciones químicas que desencadenaron las etapas iniciales de la evolución química prebiótica. Sus hallazgos recogidos en el artículo titulado Heated gas bubbles enrich, crystallize, dry, phosphorylate and encapsulate prebiotic molecules se publican esta semana en la revista especializada Nature Chemistry.
La vida en una burbuja
El estudio respalda firmemente la idea de que pequeñas burbujas llenas de gas que quedaron atrapadas y reaccionaron con las superficies de los poros en las rocas volcánicas, podrían haber acelerado la formación de las redes químicas que finalmente dieron lugar a las primeras células.
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Fotografías
En su investigación, los autores pudieron verificar y caracterizar experimentalmente los efectos facilitadores de las interfases aire-agua en las reacciones químicas relevantes. De este modo, si existe una diferencia de temperatura a lo largo de la superficie una de estas burbujas, el agua tenderá a evaporarse en el lado más cálido y se condensará en el lado más frío, al igual que una gota de lluvia que cae en una ventana corre por la superficie plana del vidrio y eventualmente se evapora .»En principio, este proceso puede repetirse hasta el infinito, ya que el agua realiza ciclos continuos entre la fase gaseosa y la fase líquida», explica Braun, quien ha descrito el mecanismo y los procesos físicos subyacentes en detalle junto con el estudiante de doctorado Matthias Morasch . «El resultado de este fenómeno cíclico es que las moléculas se acumulan a concentraciones muy altas en el lado más cálido de la burbuja», añade.
Los procesos necesarios para la formación de biomoléculas se aceleran en la interfase agua-aire
«Comenzamos realizando una serie de mediciones en las velocidades de reacción bajo diversas condiciones, para obtener algunos datos que nos permitieran entender como funciona este proceso», comenta Morasch. El fenómeno resultó ser sorprendente: incluso las moléculas más pequeñas podrían concentrarse a niveles relativamente altos. «Luego centramos nuestra atención en una amplia gama de procesos físicos y químicos que deben haber desempeñado un papel central en el origen de la vida. Comprobamos que todos ellos se aceleraron notablemente o fueron posibles bajo las condiciones que prevalecen en la interfaz aire-agua», añade.
Los primeros ladrillos de la vida
Los investigadores de la LMU muestran que los procesos fisicoquímicos que promueven la formación de polímeros se estimulan, o se hacen posibles en primer lugar, por la disponibilidad de una interfaz entre el entorno acuoso y la fase gaseosa, que mejora notablemente las tasas de reacciones químicas y los mecanismos que las catalizan.
«El hallazgo sugiere cómo podrían haberse formado las primeras protocélulas rudimentarias y sus membranas externas»
De hecho, en sus experimentos, las moléculas generadas podrían acumularse a altas concentraciones dentro de las membranas lipídicas cuando los investigadores agregaron los componentes químicos apropiados para la formación de estas segundas. «Las vesículas producidas de esta manera no son perfectas. Sin embargo, el hallazgo sugiere cómo podrían haberse formado las primeras protocélulas rudimentarias y sus membranas externas«, afirma Morasch.
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«Si este tipo de proceso puede tener lugar en tales vesículas no depende de la naturaleza del gas dentro de la burbuja. Lo importante es que, debido a las diferencias de temperatura, el agua puede evaporarse en un lugar y condensarse en otro», añade Braun. «Nuestro modelo explicativo permite combinar ambos efectos, lo que mejoraría el efecto de concentración y, por lo tanto, aumentaría la eficiencia de los procesos prebióticos», sentencia.
Leer en National Geographic
Nuevas pistas para localizar a LUCA, el primer ser vivo de la Tierra
Desde hace décadas, los biólogos tratan de encontrar los restos de nuestro Último Antepasado Común, el «padre» de toda la vida de nuestro planeta. Pero podrían haber estado buscándolo en el lugar equivocado
Todas las criaturas que pueblan la Tierra descienden de un único organismo. Uno que fue el primero, hace miles de millones de años, en estrenar todos los procesos físicos y químicos propios de lo que hoy llamamos «vida». Los científicos le han dado un nombre a este organismo: LUCA, del inglés Last Ultimate Common Ancestor o, en español, el Ultimo Antepasado Común.
La búsqueda de LUCA se ha convertido, desde hace décadas, en una especie de obsesión para los biólogos que estudian el origen de la vida en nuestro planeta. ¿Cómo era? ¿Dónde vivía? ¿Qué tipo de ambientes eran sus preferidos?
Las formas de vida más antiguas halladas en la Tierra tienen una edad de 3.760 millones de años. Pero las características de esos microbios, dotados ya de cierta complejidad y diversidad, hacen pensar que existió una forma de vida anterior, de la que todos descienden, y que esa forma de vida podría ser incluso varios cientos de millones de años más antigua.
Hasta ahora nadie ha conseguido identificar a LUCA. Pero las pistas que nos llevarán hasta él son cada vez más numerosas. No olvidemos que el código genético que LUCA inauguró es universal, esto es, compartido por todos los seres vivos presentes y pasados del planeta. Lo cual quiere decir que las características de LUCA están, en cierto modo, «grabadas» en el interior de nuestros propios genes.
Lo que sabemos sobre LUCA
Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Pasteur, en París, ha encontrado una nueva pista sobre LUCA. Una que quizá nos permita, por fin, llegar hasta él. En un estudio recién publicado el biorxiv.org, en efecto, los científicos explican que el antepasado común de toda la vida terrestre prefería, probablemente, los climas moderados, y no el calor abrasador que en aquellos lejanos tiempos debió ser dominante y que muchos biólogos piensan que era el ambiente en el que LUCA se movía. El hallazgo, si se confirma, podría significar que hemos estado buscando a estos primeros organismos en el lugar equivocado.
Sabemos ya que LUCA apareció muy pronto en la historia de la Tierra, por lo menos hace 3.900 millones de años, y que relativamente poco tiempo después se dividió en dos grupos bien diferenciados, bacterias y arqueas, que en la actualidad dan cuenta de la inmensa mayoría de todas las especies vivas. Tuvieron que pasar miles de millones de años más para que aparecieran los primeros organismos pluricelulares, criaturas más complejas y formadas por múltiples células. De los casi 4.000 millones de años de historia de la vida en la Tierra, la inmensa mayor parte estuvo ocupada por estas criaturas unicelulares.
En su artículo, Ryan Catchpole y Patrick Forterre explican cómo han reexaminado toda la evidencia genética que indicaba, hasta ahora, que LUCA se adaptó a vivir en un ambiente de calor extremo. Y han llegado a la conclusión de que gran parte del trabajo científico anterior podría haber estado basándose en el rastreo erróneo de un gen clave, lo que alteró nuestra comprensión sobre el tipo de hábitat en en que LUCA prosperó.
Estanques a hasta 100ºC
Muchos biólogos, en efecto, han argumentado que LUCA vivía en lugares extremadamente calientes, como los estanques geotérmicos, donde las temperaturas superan ampliamente los 50, o incluso los 100 grados. Como ejemplo, esos investigadores señalan a muchas especies de arqueas actuales que viven y prosperan en ambientes de ese tipo. los organismos capaces de vivir en ambientes por encima de los 50 grados se denominan «termófilos», y los pocos conocidos capaces de sobrevivir por encima de los 80 grados reciben el nombre de «hipertermófilos».
¿A cuál de los dos tipos perteneció LUCA? El estudio de su genoma podría proporcionar piestas sobre la categoría a la que pertenece. Pero hasta ahora no se ha encontrado ni un solo ejemplar de este organismo. Sin embargo, en un magnífico estudio de 2016, un equipo de biólogos dirigido por Bill Martin, de la Universidad alemana de Düsseldorf, localizó genes universales en los genomas de algunos de los organismos más antiguos conocidos, genes que con toda probabilidad también estuvieron presentes en LUCA.
El equipo de Martin localizó 355 de estos genes. Entre ellos, uno que tiene la misión de codificar una proteína llamada girasa inversa, esencial para los hipertermófilos. Y aunque no está del todo claro qué es exactamente lo que hace este gen, sí que es cierto que se encuentra en los genomas de todos los hipertermófilos e incluso de algunos termófilos. Pero nunca en organismos «mesófilos», los que viven en ambientes a temperaturas inferiores a los 50 grados. Por lo tanto, su más que probable presencia en LUCA sugiere que, como mínimo, nuestro primer antepasado era termófilo.
En busca de genes universales
Pero Catchpole y Forterre no están tan seguros de eso. En su estudio, en efecto, identificaron 376 genes para la girasa inversa procedentes de 276 clases diferentes de arqueas y bacterias, y con ellos construyeron un árbol genealógico para establecer cómo esos genes se habían estado heredando desde la lejana época de LUCA. Para su sorpresa, su árbol no coincidía con los árboles conocidos para bacterias y arqueas, lo que sugiere fuertemente que el gen de la girasa inversa no era «original», sino que se había transferido después, y repetidamente, entre las varias especies.
Para los investigadores, esto significa que el gen no estaba presente en LUCA, sino que surgió más tarde, en un organismo posterior. Y si LUCA carecía del gen de la girasa inversa, no pudo haber sido un termófilo, amante del calor, ni mucho menos un hipertermófilo.
En resumen, Catchpole y Forterre piensan que podríamos haber estado buscando a LUCA en los lugares equivocados. El rastreo de criaturas tan extremadamente antiguas entraña una dificultad enorme, ya que los afloramientos de rocas de la Tierra primitiva son muy escasos. Quizá ahora, cambiando de estrategia, sea finalmente posible localizar a LUCA, nuestro antepasado más lejano, la primera criatura que estrenó la vida en la Tierra.
Leer en ABC
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.
Leer en El País
Un fósil millones de años dentro de nuestras células
Nuestro metabolismo ya existía hace 3.000 millones de años, antes que nuestros genes
Ampliar foto 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.
ampliar foto 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.
Leer en El País
Videos: Evolución
Grandes momentos de la evolución: secretos de supervivencia51:45 18 octubre 2018
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Veremos cómo las aves han ido perfeccionando y modificando sus características de vuelo. Echando una vista atrás, ya había dinosaurios con plumas, aunque no les sirviesen para volar.
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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:
Estromatolitos:
Clima y evolución humana:
Órganosvestigiales:
https://www.cientificasmentes.com/evidencias-de-la-evolucion-los-organos-vestigiales/
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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.
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.
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Artículo de El País
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
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.
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”.
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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