Descubrimientos científicos

Los psicólogos resuelven el misterio del aprendizaje de los pájaros cantores.
Fecha: 31 de enero de 2019
Fuente: Universidad de Cornell
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Un pinzón cebra macho mira un monitor de video que muestra un pinzón hembra que realiza un comportamiento de excitación llamado "pelusa". Crédito: Michael Goldstein

Los científicos confían en modelos animales para comprender cómo los humanos aprenden el lenguaje, pero resulta que uno de sus modelos favoritos, el pinzón cebra, ha sido totalmente mal interpretado.

Una nueva investigación revela que estas aves no simplemente aprenden sus canciones imitando a los adultos, aprenden observando las reacciones de sus madres ante sus canciones inmaduras.

En "La retroalimentación social femenina revela mecanismos no imitativos de aprendizaje vocal en pinzones cebra", publicado el 31 de enero en Current Biology , los coautores Michael Goldstein, profesor asociado de psicología y la candidata doctoral Samantha Carouso-Peck resuelven el misterio de por qué los jóvenes los pinzones machos aprenden a cantar mejor cuando hay hembras, aunque las hembras no canten.

Los investigadores descubrieron que las hembras adultas guían el desarrollo de la canción de los jóvenes a través de interacciones específicas, similar a cómo los bebés humanos aprenden a hablar. Este estudio eleva el número de especies conocidas que participan en el aprendizaje vocal guiado socialmente a cuatro: pinzones de cebra, humanos, titíes y aves de corral.

La pista de los investigadores sobre el misterio del pinzón cebra se produjo cuando consideraron que las aves ven el mundo muchas veces mediante la "tasa de fusión de parpadeo crítico" de los humanos. En pocas palabras, las aves pueden percibir eventos que ocurren demasiado rápido para que un humano las vea, y la mayoría de las investigaciones anteriores sobre el aprendizaje social no han tenido en cuenta ese "tiempo de percepción de las aves" tan rápido, en el que los pequeños comportamientos pueden tener grandes efectos sociales.

Usando un video lento, los investigadores de Cornell pudieron identificar pequeños movimientos, imperceptibles para el ojo humano, hechos por los pinzones hembra de cebra para animar al canto. Estos incluían gestos de ala y "pelusas", un comportamiento de excitación en el cual el ave arrolla sus plumas.

"Con el tiempo, la hembra guía la canción del bebé hacia su versión favorita. No hay nada imitativo al respecto", dijo Carouso-Peck.

El estudio incluyó nueve pares de pinzones de cebra, hermanos genéticos criados durante los primeros 35 días por sus respectivos padres. Cuando alcanzaron la edad en que comenzaron a producir la canción de práctica (subsong), los hermanos se dividieron, se movieron a contenedores individuales a prueba de sonido y se asignaron al azar a una de dos condiciones: "contingente" o "acoplado".

Las aves contingentes fueron monitoreadas por Carouso-Peck, y cada vez que cantaban de una manera que coincidía con la canción de sus padres, ella activó una reproducción de video de una hembra realizando una pelusa. El pájaro acoplado vio el mismo video de pelusa al mismo tiempo que su hermano contingente, pero desde su punto de vista, las pelusas ocurrieron en momentos aleatorios no relacionados con la producción de su canción.

Después de que las canciones de los pájaros "cristalizaran" en la versión final, los investigadores las compararon con las canciones de los padres de los jóvenes. Encontraron que las aves en el grupo de contingentes aprendieron canciones significativamente más precisas que sus hermanos en acoplados. Si el modelo tradicional de aprendizaje de canciones como pura imitación hubiera sido correcto, ambas aves habrían aprendido la misma canción, porque tuvieron la misma oportunidad de memorizarla y practicarla, según Goldstein.

Una posible razón para el estilo de aprendizaje del pinzón cebra, según los investigadores, es que debido a que los pinzones cebra usan sus canciones para atraer parejas en lugar de defender el territorio, la integración de las preferencias femeninas en la canción es "una estrategia altamente adaptable para el éxito reproductivo futuro", escribieron .

"Históricamente, hemos estado estudiando estas aves en forma aislada. Eso significa que nos hemos estado perdiendo todo el aspecto social del aprendizaje de canciones", dijo Goldstein.

De manera similar, dijo, la mayoría de los laboratorios estudian a bebés humanos más o menos aislados.

"Pero lo que hacen bien los bebés, ya sean crías de pinzón cebra o bebés humanos, es explotar la información social en su entorno", dijo Goldstein. "Estos comportamientos inmaduros no son una práctica sin sentido. Su función es motivar a los adultos para que proporcionen esa información".

Los pinzones cebra son ampliamente utilizados en la investigación del aprendizaje vocal, así como en la investigación de la enfermedad de Parkinson, el autismo, el tartamudeo y los trastornos genéticos del habla. "La incorporación de factores sociales en los estudios sobre el aprendizaje del pinzón cebra fortalecerá a la especie como un sistema modelo", escriben los autores del artículo, "ya que descubrirá nuevas posibilidades para dibujar paralelos con la adquisición del habla humana".

La investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencia y el Instituto de Cornell para las Ciencias Sociales.

Texto original: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190131125921.htm

Más información: https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(18)31660-9?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0960982218
 
Cómo el plancton depredador creó los ecosistemas modernos después de 'La Tierra bola de nieve'
Fecha: 1 de febrero de 2019
Fuente: Max-Planck-Gesellschaft

Resumen: Alrededor de hace 635 a 720 millones de años, la Tierra estaba cubierta casi por completo por el hielo. La cuestión de cómo sobrevivió la vida a estas glaciaciones de la "Tierra de bola de nieve" ha desconcertado a los científicos durante muchas décadas. Los investigadores ahora han encontrado la primera visión detallada de la vida después de la "Bola de nieve" en forma de moléculas recién descubiertas, enterradas en antiguas rocas.
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Gran Cañón (imagen de archivo). Los investigadores del Max Planck encontraron moléculas de 635 millones de años en muestras de roca del Gran Cañón, muy probablemente del plancton depredador. Los microorganismos probablemente prepararon el suelo para los ecosistemas de modernos después de que la tierra se descongelara nuevamente después de una fase de completa glaciación.
Crédito: © Bon / Fotolia


De acuerdo con las hipótesis actuales, hace alrededor de 635 a 720 millones de años, durante el período glacial más severo de la Tierra, la Tierra estaba casi completamente cubierta por hielo. La pregunta de cómo sobrevivió la vida a estas glaciaciones de la "Tierra de bola de nieve", que duró unos 50 millones de años, ha desconcertado a los científicos durante muchas décadas. Un equipo internacional, liderado por investigadores holandeses y alemanes de la Sociedad Max Planck, encontró la primera visión detallada de la vida después de la "Bola de nieve" en forma de moléculas antiguas recién descubiertas, enterradas en antiguas rocas.

"Todas las formas de vida animal superiores, incluidos los humanos, producen colesterol. Las algas y las bacterias producen sus propias moléculas de grasa características", dice el primer autor Lennart van Maldegem del Instituto Max Planck (MPI) para Biogeoquímica, quien recientemente se mudó a la Universidad Nacional de Australia en Canberra, Australia. "Estas moléculas de grasa pueden sobrevivir en las rocas durante millones de años, como los restos más antiguos (químicos) de organismos, y nos dicen ahora qué tipo de vida prosperó en los océanos primitivos hace mucho tiempo".

Pero las grasas fósiles que los investigadores descubrieron recientemente en las rocas brasileñas, depositadas justo después de la última glaciación de la bola de nieve, no eran lo que sospechaban. "Absolutamente no", dice el líder del equipo Christian Hallmann de MPI para Biogeoquímica. "Estábamos completamente perplejos, porque estas moléculas se veían muy diferentes de lo que habíamos visto antes".

Usando sofisticadas técnicas de separación, el equipo logró purificar cantidades minúsculas de la misteriosa molécula e identificar su estructura mediante resonancia magnética nuclear en el departamento de RMN de Christian Griesinger en el Instituto Max Planck de Química Biofísica. "Esto es muy notable en sí mismo", según Klaus Wolkenstein de MPI para Química Biofísica y el Centro de Geociencias de la Universidad de Göttingen. "Nunca se ha estudiado una estructura con una cantidad tan pequeña de una molécula tan vieja". La estructura se identificó químicamente como 25,28-bisnorgammacerane, abreviada como BNG, como sugiere van Maldegem.

Las grasas fósiles más probables serían las de un plancton heterótrofo

Sin embargo, el origen del compuesto seguía siendo enigmático. "Por supuesto, buscamos a ver si podíamos encontrarlo en otra parte", dice van Maldegem, quien luego estudió cientos de muestras de rocas antiguas, con un éxito bastante sorprendente. "En particular, las rocas del Gran Cañón realmente nos abrieron los ojos", dice Hallmann. Aunque hoy en día la mayor parte del calor es sofocante, estas rocas también fueron enterradas bajo kilómetros de hielo glacial hace unos 700 millones de años. Los análisis adicionales detallados de las moléculas en las rocas del Gran Cañón, incluidos los presuntos precursores de BNG, la distribución de esteroides y los patrones isotópicos de carbono estables, llevaron a los autores a concluir que la nueva molécula de BNG probablemente se derive del plancton heterótrofo, microbios marinos que dependen de ir consumiendo otros organismos para obtener energía. "A diferencia de, por ejemplo, las algas verdes que participan en la fotosíntesis y por lo tanto pertenecen a organismos autótrofos, estos microorganismos heterótrofos fueron verdaderos depredadores que ganaron energía al cazar y devorar otras algas y bacterias", según van Maldegem.

Especies depredadoras crean espacio para algas y otros plancton

Si bien la depredación es común entre el plancton en los océanos modernos, el descubrimiento de que fue tan prominente hace 635 millones de años, exactamente después de la glaciación de la "Tierra bola de nieve", es un gran problema para la comunidad científica. "Paralelamente a la aparición de la enigmática molécula de BNG, observamos la transición de un mundo cuyos océanos contienen prácticamente solo bacterias, a un sistema más moderno que contiene muchas más algas. Creemos que la depredación masiva ayudó a" limpiar " los océanos dominados por bacterias y hacer espacio para las algas ", dice van Maldegem. Las redes de alimentación más complejas resultantes proporcionaron los requisitos dietéticos para que evolucionaran formas de vida más grandes y complejas, incluidos los linajes de los que se derivan todos los animales y, finalmente, los seres humanos. El inicio masivo de la depredación probablemente desempeñó un papel crucial en la transformación de nuestro planeta y sus ecosistemas a su estado actual.

Texto original: https://phys.org/news/2019-02-predatory-plankton-modern-ecosystems-snowball.html

Más información: https://www.nature.com/articles/s41467-019-08306-x




 
Un estudio encuentra ciclos superoceánicos de 600 millones de años en la historia de la Tierra
Fecha: 31 de enero de 2019.

Fuente: Curtin University.

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La investigación encontró que los antiguos supercontinentes se formaron y luego se derrumbaron a través de ciclos alternos que abarcaban cientos de millones de años. Crédito: Universidad de Curtin


Los investigadores de Curtin creen que los antiguos supercontinentes se formaron y luego se desmoronaron a través de ciclos alternos que abarcaban cientos de millones de años que involucraron a superoceanos siendo tragados y provocando la reestructuración del manto de la Tierra.
La investigación, publicada en la revista científica Precambrian Research , descubrió que los supercontinentes se reunieron y se separaron a través de procesos alternos de "introversión" y "extroversión".

Este último proceso hizo que el supercontinente Rodinia se volviera de adentro hacia afuera a causa de las fuerzas tectónicas, consumiendo así el superoceano circundante y conduciendo a la creación de Pangea, el supercontinente que incorporó a casi todas las masas terrestres de la Tierra.
Rodinia se formó a través de la "introversión", cuando los océanos internos que se formaron durante la ruptura del supercontinente anterior Nuna fueron consumidos.

El distinguido profesor Zheng-Xiang Li, de la Escuela de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la Universidad de Curtin, dijo que la reunión y la desintegración de los supercontinentes tuvieron lugar en ciclos alternos de unos 600 millones de años.

"En los últimos 30 años, los investigadores descubrieron que los supercontinentes similares a Pangea existieron al menos dos veces antes de Pangea, y que se producen aproximadamente cada 600 millones de años en lo que se conoce como el ciclo de los supercontinentes", dijo el profesor Li.

"Más recientemente, los investigadores que estudian los registros geoquímicos de la Tierra y la formación de depósitos minerales identificaron incluso variaciones a largo plazo en estos ciclos, pero no se sabía por qué".
El profesor Li y su equipo de investigadores, financiados por la beca Laureate Fellowship del Australian Research Council, descubrieron recientemente que la respuesta a esta pregunta se podía encontrar en la historia de algunos de los océanos más profundos de la Tierra.

"Encontramos que los supercontinentes parecen ensamblarse a través de dos procesos alternativos de extroversión e introversión", dijo el profesor Li.

"Lo que es más intrigante, estos dos procesos alternos determinan no solo si sobrevive el superoceéano, sino también si el Anillo de Fuego alrededor del súperocéano, como el actual Anillo de Fuego del Pacífico, sobrevive.
Si el Anillo de Fuego sobrevive junto con el superocéano, entonces la estructura del manto de la Tierra mantiene un patrón similar al del supercontinente anterior. Si no, el manto se reorganiza completamente.

Tales formas alternas de ensamblaje supercontinente, junto con la supervivencia o regeneración del superocéano y el Anillo de Fuego, llevaron a la presencia de un ciclo en la Tierra dos veces más largo que el ciclo supercontinente de 600 millones de años e influyó en la formación de algunos de Los recursos del planeta ".

Texto original: https://phys.org/news/2019-01-billion-year-superocean-earth-history.html

Más información: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301926819300166?via=ihub
 
¿Qué son los algoritmos genéticos?
El proceso de buscar soluciones a un problema concreto implica mecanismos que simulan los de la evolución de las especies de la biología


LAURA NÚÑEZ
6 FEB 2019

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Cadena de ADN. PIXABAY


Un algoritmo es una serie de pasos que describen el proceso de búsqueda de una solución a un problema concreto. Y un algoritmo genético es cuando se usan mecanismos que simulan los de la evolución de las especies de la biología para formular esos pasos. Es una técnica de inteligencia artificial inspirada en la idea de que el que sobrevive es el que está mejor adaptado al medio, es decir la misma que subyace a la teoría de la evolución que formuló Charles Darwin y que combina esa idea de la evolución con la genética.

Pero claro, ¿cómo se implementa esto con fórmulas matemáticas? Pues lo que haces es transformar la resolución de cualquier problema en un conjunto de soluciones en el que cada una de ellas funciona como si fuera un individuo. Abordas los problemas de manera que puedas decir, este conjunto de soluciones es como una población, una población de soluciones. Imagina que tu problema a resolver es que quieres saber cuál es el camino más corto para ir de Madrid a San Petersburgo y tienes miles de soluciones. Cada camino que encuentres podría ser una opción, si le aplicas un algoritmo genético, cada camino que encuentres sería un individuo. Para poder aplicar algoritmos genéticos debes ser capaz de convertir las soluciones a tu problema en vectores matemáticos, entonces, un vector para ir de aquí a San Petersburgo puede ser uno que enumere las ciudades por las que vas pasando. Puede haber muchos recorridos: unos más largos y otros más cortos, unos tendrán más tráfico, otros tendrán menos tráfico…



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Los algoritmos genéticos tienen como punto de partida un conjunto de soluciones aleatorio. Si continuamos con el ejemplo de San Petersburgo, puedo ir poniendo ciudades y puedo pasar hasta por Australia para ir a Rusia. Obviamente esa combinación no va a ser muy eficiente pero el procedimiento acabará descartándola. Una vez que tengo ese conjunto de soluciones inicial aleatorio aplico lo que se llama una función de ajuste o función objetivo, que en este caso es llegar en el menor tiempo posible a San Petersburgo. Mi función objetivo sería el tiempo que tardo teniendo en cuenta el tráfico y teniendo en cuenta los kilómetros que recorro. Esa función objetivo sirve para clasificar las soluciones aleatorias: las que duran menos tiempo son mejores y las que duran más tiempo son peores. Una vez que las tengo clasificadas lo que hago, y aquí entra la genética, es reproducirlas. Reproduzco las soluciones, como se reproducen los individuos en una población, e implemento los tres mecanismos que intervienen en la selección de las especies: la reproducción en sí, el cruzamiento y la mutación.

Para imitar la reproducción hay diferentes mecanismos matemáticos, uno de ellos es a partir de la función objetivo, es decir que se reproduzcan más aquellas soluciones que son mejores y por lo tanto las que son peores desaparecerán; al aplicar el cruzamiento combinas unas soluciones con otras. Por ejemplo, cojo la mitad de una solución que pasaba por Australia y la combino con otra solución que pasaba por China… Las vas combinando garantizando que son lógicas y luego, finalmente, aplicas un procedimiento de mutación de forma matemática, pues si antes pasaba por Sídney yo implemento matemáticamente que me cambie Sídney por ejemplo por cualquier otra ciudad australiana y ya no pasa por Sídney, pasa por Melbourne o por dónde sea. Eso sería un poco como aplicar las tres dinámicas que existen en el mundo biológico cuando se reproducen las especies.

Nosotras respondemos es un consultorio científico semanal, patrocinado por la Fundación Dr. Antoni Esteve, que contesta a las dudas de los lectores sobre ciencia y tecnología. Son científicas y tecnólogas, socias de AMIT (Asociación de Mujeres Investigadoras y Tecnólogas), las que responden a esas dudas. Envía tus preguntas a nosotrasrespondemos@gmail.com o por Twitter #nosotrasrespondemos.

https://elpais.com/elpais/2019/01/31/ciencia/1548933080_909466.html
 
HASTA DIEZ VECES MÁS EFECTIVA
Adiós al pinchazo de la inyección: crean una vacuna oral que funciona con nanomotores
Investigadores de la Universidad de California-San Diego descubren un modo para que las dosis se ingieran y lleguen al estómago sobreviviendo a la digestión gracias a la propulsión del magnesio


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Foto: Efe.


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VACUNA

06/02/2019

A pesar de que sabemos de que son necesarias, hay personas a las que le causa un pánico tremendo y hay quienes simplemente no les hace mucha gracia. Pero vacunarse, por el pinchazo más que nada, no es lo más agradable del mundo. Pues bien, las inyecciones, tal y como las conocemos, pueden tener los días contados. Y es que investigadores de la Universidad de California-San Diego han inventado un sistema oral que acaba con ese momento traumático y que múltiplica su eficiacia. Se trata de una vacuna oral impulsada por micromotores.

¿Para qué necesita micromotores? Pues sencillamente para funcionar, ya que tiene que sobrevivir a la digetión y alcanzar las células inmunitarias dentro de la pared intestinal. El estudio publicado en la revista 'Nano Letters' de la American Chemical Society recoge el trabajo en este sentido de Joseph Wang, Liangfang y el resto del equipo que ellos lideran.

Una mejor respuesta


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Foto: Efe.




Cabe señalar que además de evitar el pinchazo las vacunas orales pueden ser incluso más efectivas. El informe señala la capacidad de generar una respuesta más amplia al estimular las células inmunes dentro de la mucosidad intestinal para producir un anticuerpo de categoría especial llamada inmunoglobulina A, más conocida por las siglas 'IgA'.

Los micromotores son en realidad particular de magnesio. En el texto difundido por la publicación de la ACS, la prueba se hizo con una bacuna oral contra un patógeno bacteriano, el Staphylococcus aureus. Al recubrise con dióxido de titanio, las porciones de magnesio son capaces de usar el agua como combustible. Al entrar en contacto genern burbujas de hidrógeno que sostienen el sistema de propulsión.

Pruebas hasta ahora


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Foto: Efe.


En el desarrollo los investigadores recubrieron los micromotores de magnesio con membranas de glóbuos rojos que contenía dicha toxina. Recubrieron todo con una capa de quitosán con el objetivo de ayudar a adherirse a la mucosidad intestinal. Todo ello fue encapsulado para proteger el medicamente de las condiciones ácidas del estómago.

La prueba se realizó en ratones y se vió como los micromotores y la vacuna pasaron perfectamente a través del estómago, sin disolverse antes de tiempo. Estas pruebas también dejaron ver que las sustancias agarraban mejor en la zona intestinal que aquellas partículas no 'motorizadas'. Además, en las pruebas realizadas hasta ahora la producción de anticuerpos IgA era diez veces mayor a las partículas estáticas.

https://www.elconfidencial.com/tecnologia/ciencia/2019-02-06/vacunas-orales-micromotores_1807934/
 
Serpientes marinas que no pueden beber agua de mar
Investigadores de zoología resuelven el misterio de como las serpientes marinas sacian su sed

Fecha: 8 de febrero de 2019
Fuente: Universidad de Florida
Resumen: Una nueva investigación muestra que las serpientes marinas pelágicas sacian su sed al beber agua dulce que se acumula en la superficie del océano después de una fuerte lluvia

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La serpiente marina de vientre amarillo ( Hydrophis platurus ) es el único reptil en el orden Squamata que vive en mar abierto. Crédito: Mark Sandfoss, Universidad de Florida

Rodeadas de agua salada, las serpientes marinas a veces viven una existencia sedienta. Anteriormente, los científicos pensaban que podían beber agua de mar, pero investigaciones recientes han demostrado que necesitan acceder al agua dulce. Un nuevo estudio publicado en PLOS ONE el 7 de febrero y dirigido por Harvey Lillywhite, profesor de biología de la Universidad de Florida, muestra que las serpientes marinas que viven donde hay sequía alivian su deshidratación tan pronto como llega la estación húmeda, y lo hacen obteniendo agua dulce a partir de "lentes de agua dulce" que se forman en la superficie del océano durante lluvias intensas, eventos en los que la salinidad en la superficie disminuye lo suficiente como para que el agua sea potable.

La serpiente marina de vientre amarillo ( Hydrophis platurus ) es el único reptil en el orden Squamata que vive en mar abierto. Tiene uno de los rangos geográficos más grandes de cualquier especie de vertebrado. Debido a su amplia gama y existencia marinera, durante la temporada seca (6-7 meses en el sitio de estudio en Costa Rica) no tiene acceso a agua dulce. La forma en que sobreviven en regiones de sequía parece depender del acceso a lentes de agua dulce, pero se sabe poco sobre cómo reaccionan los vertebrados marinos o cómo consumen las precipitaciones. "Este estudio contribuye a una comprensión más completa de cómo las serpientes marinas pelágicas, y posiblemente otros animales marinos, evitan la desecación después de una sequía estacional en el mar", dijo Lillywhite.

Los investigadores capturaron 99 serpientes marinas frente a las costas de Costa Rica (curiosamente, las serpientes nunca se observaron en los estuarios) y les ofrecieron agua dulce en un entorno de laboratorio. Sucedió que el equipo estuvo allí justo cuando se estallaron seis meses de sequía y comenzó la temporada de lluvias. Encontraron que solo el 13 por ciento de las serpientes capturadas después de la lluvia comenzó a aceptar la oferta, en comparación con el 80 por ciento de las capturadas anteriormente. La lluvia debe haber saciado su sed.

El estudio continúa muchos años de trabajo por Lillywhite. Son coatures del presente documento Mark Sandfoss, estudiante de doctorado de Lillywhite, Coleman Sheehy, antiguo estudiante que ahora es el Gerente de Colecciones en Herpetología en el Museo de Historia Natural de Florida, y la entonces becaria visitante Fulbright Jenna Crowe-Riddell.

"La forma en que estos animales localizan y cosechan las precipitaciones es importante en vista de las recientes disminuciones de población y extinciones de algunas especies de serpientes marinas", dijo Lillywhite. La pregunta sigue siendo: ¿Cómo afectará el cambio climático y sus efectos sobre las precipitaciones a las serpientes marinas?


Texto original: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190208115254.htm

Más info : https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0212099
 
¿Te gusta la superficie sólida de la Tierra y su clima favorable para la vida? Da las gracias a tu estrella masiva de la suerte
11 de febrero de 2019 por Michael Meyer, Universidad de Michigan

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Los sistemas planetarios nacidos en regiones densas y masivas formadoras de estrellas heredan cantidades sustanciales de Aluminio-26, que seca sus bloques de construcción antes de la acreción (izquierda). Los planetas formados en estas regiones acumulan muchos cuerpos ricos en agua y emergen como mundos oceánicos (derecha). Crédito: Thibaut Roger



La superficie sólida de la Tierra y el clima moderado pueden deberse, en parte, a una estrella masiva en el entorno de nacimiento del Sol, de acuerdo con las nuevas simulaciones por computadora de la formación de planetas.

Sin los elementos radiactivos de la estrella inyectados en elsistema solar temprano, nuestro planeta natal podría ser un mundo oceánico hostil cubierto de capas de hielo globales.

"Los resultados de nuestras simulaciones sugieren que existen dos tipos de sistemas planetarios cualitativamente diferentes", dijo Tim Lichtenberg, del Centro Nacional de Competencia en Planetas de Investigación en Suiza. "Hay aquellos similares a nuestro sistema solar, cuyos planetas tienen poca agua, y aquellos en los que se crean principalmente mundos oceánicos porque no había una estrella masiva cuando se formó su sistema huésped".

Lichtenberg y sus colegas, incluido el astrónomo Michael Meyer de la Universidad de Michigan, inicialmente se mostraron intrigados por el papel que la presencia potencial de una estrella masiva jugó en la formación de un planeta.

Meyer dijo que las simulaciones ayudan a resolver algunas preguntas, mientras plantean otras.

"Es genial saber que los elementos radioactivos pueden ayudar a secar el sistema húmedo y tener una explicación de por qué los planetas dentro del mismo sistema compartirían propiedades similares", dijo Meyer.

"Pero el calentamiento radioactivo puede no ser suficiente. ¿Cómo podemos explicar nuestra Tierra, que es muy seca, de hecho, en comparación con los planetas formados en nuestros modelos? Tal vez tener Júpiter donde estaba también era importante para mantener a la mayoría de los cuerpos helados apartados del sistema solar interno."

Los investigadores dicen que mientras el agua cubre más de dos tercios de la superficie de la Tierra, en términos astronómicos, los planetas terrestres internos de nuestro sistema solar están muy secos, afortunadamente, porque demasiadas cosas buenas pueden hacer más daño que bien.

Todos los planetas tienen un núcleo, manto (capa interna) y corteza. Si el contenido de agua de un planeta rocoso es significativamente mayor que en la Tierra, el manto está cubierto por un océano global profundo y una capa de hielo impenetrable en el fondo del océano. Esto evita procesos geoquímicos, como el ciclo del carbono en la Tierra, que estabilizan el clima y crean condiciones en la superficie que conducen a la vida tal como la conocemos.

Los investigadores desarrollaron modelos informáticos para simular la formación de planetas a partir de sus bloques de construcción, los llamados planetesimales, cuerpos rocosos de probablemente de docenas de kilómetros de tamaño. Durante el nacimiento de un sistema planetario, los planetesimales se forman en un disco de polvo y gas alrededor de la estrella joven y se convierten en embriones planetarios.

Motor de calor radiactivo

A medida que estos planetesimales se calientan desde el interior, parte del contenido inicial de hielo de agua se evapora y escapa al espacio antes de que pueda ser enviado al planeta mismo.

Este calentamiento interno puede haber ocurrido poco después del nacimiento de nuestro sistema solar hace 4.600 millones de años, como sugieren las huellas primitivas de los meteoritos, y aún puede estar en curso en numerosos lugares.

Justo cuando se formó el proto-Sol, se produjo una supernova en el vecindario cósmico. Los elementos radiactivos, incluido el aluminio-26, se fusionaron en esta estrella masiva agonizante y se inyectaron en nuestro joven sistema solar, ya sea por los vientos estelares o por medio de la eyección de la supernova después de la explosión.

Los investigadores dicen que las predicciones cuantitativas de este trabajo ayudarán a los telescopios espaciales del futuro cercano, dedicados a la caza de planetas extrasolares, a rastrear posibles rastros y diferencias en las composiciones planetarias, y refinar las implicaciones predichas del mecanismo de deshidratación.

Están esperando con impaciencia el lanzamiento de las próximas misiones espaciales con las que se podrán observar exoplanetas del tamaño de la Tierra fuera de nuestro sistema solar. Esto hará que la humanidad esté cada vez más cerca de comprender si nuestro planeta es único o si hay "una infinidad de mundos del mismo tipo que el nuestro".

Su estudio aparece en Nature Astronomy junto al de otros investigadores del Instituto Federal de Tecnología de Suiza, la Universidad de Bayreuth y la Universidad de Berna.


Texto original: https://phys.org/news/2019-02-earth-solid-surface-life-inclined-climate.html
 
Última edición:
Descubren cómo los conejos se hicieron resistentes a la mixomatosis con muestras tomadas por Darwin

    • AMADO HERRERO
    • 14 FEB. 2019


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Esqueleto de un conejo perteneciente a la colección de Charles Darwin. TRUSTEES OF THE NATURAL HISTORY MUSEUM




El conejo contra las cuerdas por un virus mutante y letal

* De la buena salud de la población de conejos en España depende el futuro del lince ibérico y del águila imperial

En El Origen de las Especies Charles Darwin escribió que «casi ningún animal es más difícil de domesticar que un gazapo salvaje; casi ningún animal es más dócil que un gazapo doméstico». Una comparación que ilustraba hasta qué punto la selección natural podía modelar los rasgos de una especie. La genética le dio la razón en 2014: un estudio aparecido en Science demostraba que los genes que controlan el desarrollo del cerebro y el sistema nervioso de los conejos de cría eran diferentes de los de sus parientes silvestres, una variación producto de 1.400 años de cunicultura.

Ahora un nuevo trabajo publicado en la misma revista detalla cómo ese proceso de selección natural ha permitido al conejo común (Oryctolagus cuniculus) desarrollar una resistencia a la mixomatosis modificando su base genética. Un estudio en el que ha colaborado, de forma involuntaria, el propio Darwin; los investigadores de la Universidad de Cambridge y el Instituto CIBIO de Oporto han analizado el ADN de cientos de ejemplares de conejos que vivieron entre 1865 y 2013. Han contado con la ayuda de 11 museos de historia natural de Reino Unido, Francia, Australia y Estados Unidos, entre ellos un ejemplar que se encuentra en Museo de Historia Natural de Londres y que perteneció al padre de la teoría de la evolución.

«No es fácil conseguir muestras de conejos fallecidos hace tanto tiempo; no todos los museos de historia natural los guardan porque no son una especie muy exótica», explica Joel Alves, investigador en Cambridge en el momento del estudio y primer autor del mismo. «Por suerte los centros con los que hemos trabajado han realizado un gran trabajo de conservación lo que, sumado a las nuevas tecnologías, nos han brindado una oportunidad única». De esta forma, Alves y sus colegas han podido secuenciar cerca de 20.000 genes, con ayuda de un laboratorio especializado de Copenhague, y han aislado las mutaciones surgidas desde el inicio de las pandemias, en la década de 1950.

En concreto tres se han revelado particularmente significativas, ocurridas en el gen IFN-alfa 21A, responsable de la activación de una alarma celular ante infecciones. «Comparado con el genoma actual, los genes que han cambiado son exactamente los mismos, tanto en Europa como en Australia», señala Alves. «A menudo la evolución opera a través de grandes mutaciones en un solo gen, pero nuestros hallazgos muestran que la resistencia a la mixomatosis probablemente evolucionó a través de muchos pequeños efectos diseminados a través del genoma».

Fueron las autoridades australianas las que liberaron el virus del mixoma -que había sido descubierto en Uruguay- para acabar con la plaga de conejos que asolaba las cosechas de la isla en 1950. Un par de años más tarde, el virus fue introducido de forma ilegal en Francia y pronto llegaría a otros países como España o Reino Unido. El resultado fue una caída drástica en la población de lepóridos en todos los territorios. Sin embargo, a medida que pasaban las décadas, los ejemplares supervivientes fueron desarrollando (y transmitiendo a sus descendientes) una resistencia basada en la acumulación de esas pequeñas mutaciones en varios genes.


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Un conejo de campo. EM


Ese descenso progresivo en las tasas de mortalidad llevó a los especialistas a sospechar que la enfermedad se había debilitado y que los organismos de los conejos se volvían cada vez más resistentes, como demuestra el artículo de Science. Así, las pandemias de los años 50 desencadenaron un proceso particularmente intenso de selección natural. «Todos los conejos comunes del mundo tienen su origen de la península ibérica: los franceses venían directamente de España, los británicos de Francia y los australianos del Reino Unido», señala Alves. «La selección de la mixomatosis actuó precisamente sobre esta diversidad genética compartida, por eso la resistencia evolucionó tan rápido cuando se produjeron los primeros brotes de la enfermedad».

En España, a la mixomatosis que diezmaba la población de conejos se añadió a finales de los años 80 la enfermedad hemorrágica viral (EHV), que también ha hecho estragos en la especie. Algunas estimaciones hablan de una reducción de un 80% en ciertas zonas de la península; un desastre ecológico para un animal que tiene un papel fundamental en la sostenibilidad de los ecosistemas mediterráneos. De él dependen una treintena de especies de la fauna ibérica y es particularmente crucial para dos de las más amenazadas: el lince ibérico y el águila imperial. De ahí que los programas de reintroducción del felino se haya ido realizando sobre áreas con gran densidad de conejos, como Guadalmellato en Córdoba o Guarrizas en Jaén.

Los investigadores señalan que la proteína que ayuda a los conejos a defenderse del mixoma también puede tener un efecto antiviral sobre otras enfermedades contagiosas. «Al luchar contra este virus, los conejos aumentan su resistencia a otros, incluyendo, quizás, la EHV», explica Miguel Carneiro, experto en genética de la Universidad de Oporto. Pero por ahora los brotes de EHV siguen haciendo daño: en 2011 una nueva cepa golpeó con fuerza en España (en áreas de Sierra Morena y los Montes de Toledo desapareció más de un 70% de los ejemplares). Así que en un momento en que las poblaciones de conejos están amenazadas en nuestro país, la genética nos puede estar proporcionando pistas para asegurar el futuro de la especie.

https://www.elmundo.es/ciencia-y-salud/ciencia/2019/02/14/5c65bc41fdddff78818b46ad.html
 
Decodificado el genoma del gran tiburón blanco
El enorme genoma revela adaptaciones de secuencia en genes clave para la curación de heridas y una gran estabilidad del genoma ligada a la protección contra el cáncer

Fecha: 18 de febrero de 2019
Fuente: Nova Southeastern University
Resumen: En un paso científico importante para comprender la biología de este icónico depredador y de los tiburones en general, el genoma completo del tiburón blanco se ha decodificado en detalle.

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Gran tiburón blanco. Crédito: Imagen cortesía de Byron Dilkes, Danah Divers


El gran tiburón blanco es una de las criaturas marinas más reconocidas en la Tierra, generando una gran fascinación pública y atención de los medios de comunicación, incluida la creación de una de las películas más exitosas en la historia de Hollywood. Este tiburón posee características notables, incluyendo su gran tamaño (hasta 20 pies y 7,000 libras) y que puede sumergirse a casi 4,000 pies de profundidad. Los grandes blancos también son una gran preocupación para la conservación de la fauna debido a su número relativamente bajo en los océanos del mundo.

En un paso científico importante para comprender la biología de este icónico depredador y de los tiburones en general, el genoma completo del tiburón blanco ahora se ha decodificado en detalle.

Un equipo liderado por científicos del Centro de Investigación de Tiburones de la Fundación Save Our Seas de Nova Southeastern University (NSU) y el Instituto de Investigación Guy Harvey (GHRI), el Colegio de Medicina Veterinaria de la Universidad de Cornell y el Acuario de la Bahía de Monterey completaron el genoma del tiburón blanco y lo compararon con los genomas. de una variedad de otros vertebrados, incluyendo el tiburón ballena gigante y los humanos.

Los hallazgos se repotan en la sección "Últimos artículos" de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

La decodificación del genoma del tiburón blanco reveló no solo su enorme tamaño, una vez y media el tamaño del genoma humano, sino también una gran cantidad de cambios genéticos que podrían estar detrás de su éxito evolutivo.

Los investigadores encontraron ocurrencias sorprendentes de cambios específicos en la secuencia del ADN que indican adaptación molecular (también conocida como selección positiva) en numerosos genes con funciones importantes en el mantenimiento de la estabilidad del genoma, los mecanismos de defensa genética que contrarrestan la acumulación de daño al ADN en una especie, por lo tanto Conservando la integridad del genoma.

Estos cambios de secuencia adaptativa se encontraron en genes íntimamente relacionados con la reparación del ADN, la respuesta al daño del ADN y la tolerancia al daño del ADN, entre otros genes. El fenómeno opuesto, la inestabilidad del genoma, que resulta del daño acumulado en el ADN, es bien conocido por predisponer a los humanos a numerosos cánceres y enfermedades relacionadas con la edad.

"No solo hubo un número sorprendentemente alto de genes de estabilidad del genoma que contenían estos cambios adaptativos, sino que también hubo un enriquecimiento de varios de estos genes, destacando la importancia de este ajuste genético en el tiburón blanco", dijo Mahmood Shivji. Ph.D., director del Centro de Investigación de Tiburones de la Fundación Save Our Seas de NSU y GHRI. Shivji co-dirigió el estudio con Michael Stanhope, Ph.D., de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad de Cornell.

También fue notable que el genoma del tiburón blanco contenía un número muy alto de "genes saltarines" o transposones, y en este caso un tipo específico, conocido como LINEs. De hecho, esta es una de las proporciones más altas de LINE (casi el 30%) descubiertas en vertebrados hasta ahora.

"Se sabe que estos LINEs causan inestabilidad genómica al crear rupturas de doble cadena en el ADN", dijo Stanhope. "Es plausible que esta proliferación de LINE en el genoma del tiburón blanco pueda representar un agente selectivo fuerte para la evolución de mecanismos de reparación de ADN eficientes, y se refleja en la selección positiva y el enriquecimiento de tantos genes de estabilidad del genoma".

El equipo de investigación internacional, que también incluyó a científicos de la Universidad Estatal de California, la Bahía de Monterey, la Universidad de Clemson, la Universidad de Oporto, Portugal y el Centro Theodosius Dobzhansky para Genio Bioinformática, Rusia, también encontró que muchos de los mismos genes de estabilidad del genoma en el blanco también estaban bajo selección positiva en el tiburón ballena.

El descubrimiento de que el tiburón ballena también tenía estas adaptaciones clave de la estabilidad del genoma fue significativo porque, en teoría, el riesgo de desarrollar cáncer debería aumentar tanto con el número de células (cuerpos grandes) como con la vida útil de un organismo. Existe un apoyo estadístico para una relación positiva de Tamaño corporal y riesgo de cáncer dentro de una especie.

Al contrario de lo que se espera, los animales de cuerpo muy grande no padecen cáncer con más frecuencia que los humanos, lo que sugiere que han desarrollado capacidades superiores de protección contra el cáncer. Las innovaciones genéticas descubiertas en los genes de estabilidad del genoma en el tiburón blanco y el tiburón ballena podrían ser adaptaciones que faciliten la evolución de sus grandes cuerpos y su larga vida útil.

"Descifrar el genoma del tiburón blanco es proporcionar a la ciencia un nuevo conjunto de claves para descubrir misterios persistentes sobre estos depredadores temidos e incomprendidos. ¿Por qué los tiburones han prosperado durante unos 500 millones de años, más que casi cualquier vertebrado en la tierra?", Dijo el Dr. Salvador Jorgensen. , un investigador científico senior en el acuario de la bahía de Monterey, que fue coautor del estudio.

Pero los descubrimientos no terminaron ahí.

Los genomas de los tiburones revelaron otras adaptaciones evolutivas intrigantes en los genes vinculados a las vías de curación de heridas. Los tiburones son conocidos por su impresionante y rápida curación de heridas.

"Encontramos una selección positiva y enriquecimientos en el contenido de genes que involucran varios genes vinculados a algunas de las vías más fundamentales en la curación de heridas, incluso en un gen de coagulación de la sangre", dijo Stanhope. "Estas adaptaciones que involucran genes de cicatrización de heridas pueden subyacer a la capacidad de los tiburones para curarse eficientemente incluso de heridas grandes".

Los investigadores dicen que acaban de explorar la "punta del iceberg" con respecto al genoma del tiburón blanco.

"La inestabilidad del genoma es un tema muy importante en muchas enfermedades humanas graves. Ahora descubrimos que la naturaleza ha desarrollado estrategias inteligentes para mantener la estabilidad de los genomas en estos tiburones de gran cuerpo y de larga vida", dijo Shivji. "Todavía hay mucho que aprender de estas maravillas evolutivas, incluida la información que podría ser útil para combatir el cáncer y las enfermedades relacionadas con la edad, y mejorar los tratamientos de curación de heridas en humanos, a medida que descubrimos cómo lo hacen estos animales".

La decodificación del genoma del tiburón blanco también ayudará a la conservación de este y otros tiburones relacionados, muchos de los cuales tienen poblaciones en rápido declive debido a la sobrepesca ", dijo Steven O'Brien, un genetista de la conservación de la NSU, quien es co-autor de este estudio". los datos del genoma serán un gran activo para comprender la dinámica de la población de tiburones blancos para conservar mejor esta increíble especie que ha capturado la imaginación de tantos ".






Texto original: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190218153238.htm
 
El calamar podría proporcionar una alternativa ecológica a los plásticos.
21 de febrero de 2019, Frontiers in Chemistry .

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Crédito: CC0 Public Domain


Las extraordinarias propiedades de una proteína de calamar recientemente descubierta podrían revolucionar los materiales de una manera que sería inalcanzable con el plástico convencional, reporta una publicación en Frontiers in Chemistry . Esta proteína, que se origina en los dientes de las ventosas de los brazos de un calamar, puede transformarse en fibras y plásticos con aplicaciones que van desde ropa "inteligente" para el control de la salud hasta telas reciclables que se reparan por sí mismas y reducen la contaminación microplástica. Los materiales hechos de esta proteína son ecológicos y biodegradables, con una producción sostenible a gran escala lograda mediante métodos de cultivo en laboratorio.

"Las proteínas del calamar se pueden usar para producir materiales de próxima generación para una variedad de campos que incluyen energía y biomedicina, así como para el sector de seguridad y defensa", dice el autor principal Melik Demirel, Lloyd y Dorothy Foehr. del Centro de Investigación sobre Tecnologías Avanzadas de Fibra (CRAFT) en la Universidad de Penn State, EE. UU. "Revisamos el conocimiento actual sobre los materiales basados en dientes de calamar, que son una excelente alternativa a los plásticos porque son ecológicos y ambientalmente sostenibles".

Los dientes de las ventosas del calamar son versátiles.

A medida que la humanidad se despierta después de una fiesta de producción plástica de 100 años, comenzamos a prestar atención a las advertencias de la naturaleza y sus soluciones.

"La naturaleza produce una variedad de materiales inteligentes capaces de ser sostenibles ambientalmente, autocuración y una función mecánica excepcional. Estos materiales, o biopolímeros, tienen propiedades físicas únicas que no se encuentran fácilmente en polímeros sintéticos como el plástico. Es importante destacar que los biopolímeros son sostenibles y pueden ser diseñados para mejorar sus propiedades físicas ", explica Demirel.

Los océanos, que han sido los más afectados por la contaminación plástica, están en el centro de la búsqueda de alternativas sostenibles. Una proteína recién descubierta a partir de dientes de las ventosas del calamar (SRT, por sus siglas en inglés) - apéndices depredadores circulares ubicados en las ventosas de calamar, utilizados para agarrar fuertemente la presa, ha ganado interés debido a sus propiedades notables y su producción sostenible.

La elasticidad, flexibilidad y resistencia de los materiales basados en SRT, así como sus propiedades de auto curación, ópticas, y de conducción térmica y eléctrica, pueden explicarse por la variedad de disposiciones moleculares que pueden adoptar. Las proteínas SRT están compuestas de bloques de construcción dispuestos de tal manera que se produce una separación de micro-fase. Esta es una situación similar a la del petróleo y el agua, pero en una nanoescala mucho más pequeña. Los bloques no se pueden separar completamente para producir dos capas distintas, por lo que en su lugar se crean formas de nivel molecular, como repetir bloques cilíndricos, enredos desordenados o capas ordenadas. Las formas formadas dictan la propiedad del material y los científicos han experimentado con ellas para producir productos basados en SRT para una variedad de usos.


En la industria textil, la proteína SRT podría abordar una de las principales fuentes de contaminación microplástica al proporcionar un recubrimiento resistente a la abrasión que reduce la erosión de las microfibras en las lavadoras. De manera similar, un recubrimiento de proteina SRT autorreparable podría aumentar la longevidad y seguridad de los implantes bioquímicos propensos a daños, así como prendas diseñadas para la protección contra agentes de guerra química y biológica.

Incluso es posible intercalar capas múltiples de proteínas SRT con otros compuestos o tecnología, lo que podría llevar al desarrollo de prendas "inteligentes" que nos puedan proteger de los contaminantes en el aire y al mismo tiempo vigilar nuestra salud. Las propiedades ópticas de los materiales basados en SRT significan que estas prendas también pueden mostrar información sobre nuestra salud o el entorno. Los dispositivos fotónicos flexibles basados en SRT (componentes que crean, manipulan o detectan luz, como LED y pantallas ópticas, que generalmente se fabrican con materiales duros como el vidrio y el cuarzo) se encuentran actualmente en desarrollo.

"La fotónica SRT es biocompatible y biodegradable, por lo que podría usarse no solo para hacer monitores de salud portátiles, sino también para dispositivos implantables para biosensores y biodetección", agrega Demirel.

No se dañó ningún calamar en la fabricación de estos materiales.

Una de las principales ventajas de los materiales basados en SRT sobre los materiales sintéticos y plásticos hechos de combustibles fósiles son sus credenciales ecológicas. Las proteínas SRT son baratas y fáciles de producir a partir de recursos renovables y los investigadores han encontrado una forma de producirlas sin atrapar un calamar. "No queremos agotar los recursos naturales y, por lo tanto, producimos estas proteínas en bacterias modificadas genéticamente. El proceso se basa en una fermentación y utiliza azúcar, agua y oxígeno para producir biopolímeros ", explica Demirel.

Se espera que los prototipos basados en SRT pronto estén disponibles más ampliamente, pero se necesita más desarrollo.

Demirel explica: "La ampliación de estos materiales requiere un trabajo adicional. Ahora estamos trabajando en la tecnología de procesamiento de estos materiales para poder ponerlos a disposición en los procesos de fabricación industrial".




Texto original: https://phys.org/news/2019-02-squid-eco-friendly-alternative-plastics.html
 
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Aseguran haber descubierto una forma de comunicación a distancia en el cerebro
Investigadores han observado que cortes de tejido cerebral de ratón pueden comunicarse por medio de campos eléctricos, incluso cuando están separados microscópicamente


G.L.S.
MADRID Actualizado:24/02/2019



Cada segundo que pasa, las neuronas de un cerebro son capaces de realizar 10^16 operaciones sinápticas. Esto quiere decir que, cada segundo, hay más señales siendo intercambiadas en nuestra cabeza que estrellas en toda la Vía Láctea. Esta comunicación no es un proceso sencillo, ni tampoco bien comprendido. Pero, muy básicamente, en cada momento existen ramificaciones de las neuronas liberando al medio señales químicas (como la adrenalina) en respuesta a pequeñas «descargas eléctricas», y otras ramificaciones haciendo exactamente el proceso opuesto. Además, resulta que estos intercambios de información ocurren en los extremos de las neuronas, donde se forman sinapsis, comunicaciones axonales y otras uniones específicas, que actúan como «aeropuertos» especializados en el despegue y aterrizaje de mensajes.

Un grupo de científicos afirma haber encontrado algo nuevo. En un artículo que han publicado recientemente en The Journal of Physiology, aseguran haber encontrado un nuevo ejemplo de comunicación efáptica, que es aquella que ocurre entre las membranas de las neuronas, a lo largo de su recorrido, y no en esos «aeropuertos» que están en los extremos. Pero, lo más impactante, con diferencia, es que aseguran haber observado que esta comunicación se produce en respuesta a campos eléctricos externos, que incluso son capaces de sincronizar dos porciones de tejido cerebral separadas físicamente entre sí. Estos hallazgos han sido realizados en el cerebro de ratones.

«Aún no tenemos ni idea de qué significa este descubrimiento», ha dicho en un comunicado Dominique Durand, investigador en la Universidad Case Western Reserve, en Cleveland (EE.UU.) y director de la investigación, que ha sido elaborada junto a científicos de la Universidad de Tianjin (China). «Pero lo que sí sabemos es que esto parece ser una forma completamente nueva de comunicación en el cerebro, así que estamos realmente ilusionados».

artículo de análisis Clayton T. Dickson, investigador en la Universidad de Alberta (Canadá) y experto en este área, «la relevancia funcional de esta red (..) lenta sigue siendo un misterio», ha recordado el científico. «Pero se trata de uno que podrá ser dilucidado a partir de los mecanismos celulares e intercelulares que lo crean», ha considerado el científico.

El hipocampo de los ratones

Por este motivo, precisamente, el equipo de Durand se propuso investigar la actividad periódica lenta de las neuronas en el laboratorio, recurriendo a cortes de hipocampo de ratones decapitados.

Así averiguaron que la actividad periódica lenta genera campos eléctricos capaces de activar a acélulas vecinas. Además, esta actividad puede ser modulada, fortalecida o bloqueada, por medio de campos eléctricos débiles externos. Todo esto emula un mecanismo de comunicación entre neuronas llamado acoplamiento efáptico.

Acción a distancia
Pero lo más impactante, es que estos campos eléctricos son incluso capaces de activar neuronas separadas físicamente, siempre que los tejidos estén muy cerca, cosa que ningún científico había observado hasta ahora. «Fue uno de esos momentos en los que se te queda la boca abierta», ha dicho Durand. «Tanto para nosotros como a todos los científicos a los que se lo hemos contado hasta ahora».

«Para asegurarnos de que cada corte (de tejido) estaba completamente escindido, las dos piezas de tejido fueron separadas y después unidas, y observamos al microscopio la existencia de un hueco», han explicado los autores en el estudio. Por tanto, han proseguido, «la actividad periódica lenta del hipocampo pudo generar un evento al otro lado de un corte completo en todo el tejido».

Según ha vaticinado Clayton T. Dickson, es probable que esta investigación «electrifique el campo (de forma bastante literal)».

«Conocemos estas ondas desde hace mucho, pero nadie sabe cuál es su función exacta, y nadie creía que pudieran propagarse espontáneamente», ha dicho Durand. «He estado estudiando el hipocampo desde hace 40 años, y todavía sigue sorprendiéndome», ha reflexionado el investigador. Por lo que Durand y Dickson han dicho, parece que no será el único que quedará sorprendido.

https://www.abc.es/ciencia/abci-ase...n-distancia-cerebro-201902240306_noticia.html

 
Estudio de la NASA reproduce los orígenes de la vida en el fondo del océano.
26 de febrero de 2019, NASA.

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Chimenea hidrotermal en miniatura en el laboratorio. Los respiraderos naturales pueden seguir formándose durante miles de años y crecer hasta decenas de metros (metros) de altura. Crédito: NASA / JPL-Caltech / Flores


Los científicos han reproducido en el laboratorio cómo los ingredientes para la vida podrían haberse formado en lo profundo del océano hace 4 mil millones de años. Los resultados del nuevo estudio ofrecen pistas sobre cómo comenzó la vida en la Tierra y en qué otro lugar del cosmos podemos encontrarla.

La astrobióloga Laurie Barge y su equipo en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, están trabajando para reconocer la vida en otros planetas estudiando los orígenes de la vida aquí en la Tierra. Su investigación se centra en cómo los bloques de construcción de la vida se forman en las fuentes hidrotermales en el fondo del océano.

Para recrear los respiraderos hidrotermales en el laboratorio, el equipo hizo sus propios fondos marinos en miniatura al llenar los vasos con mezclas que imitan el océano primordial de la Tierra. Estos océanos emulados en el laboratorio actúan como viveros de aminoácidos, compuestos orgánicos que son esenciales para la vida tal como la conocemos. Como los bloques de Lego, los aminoácidos se construyen unos sobre otros para formar proteínas, que forman a todos los seres vivos.

"Comprender lo lejos que se puede llegar con solo los compuestos orgánicos y minerales antes de tener una célula real es realmente importante para comprender de qué tipo de entornos podría surgir la vida", dijo Barge, el investigador principal del nuevo estudio, publicado en La revista Proceedings of the National Academy of Sciences. "Además, investigar cómo la atmósfera, el océano y los minerales en los respiraderos impactan en todo esto, puede ayudarnos a comprender la probabilidad de que esto haya ocurrido en otro planeta".

Encontrados alrededor de las grietas en el fondo marino, los respiraderos hidrotermales son lugares donde se forman chimeneas naturales, liberando el fluido calentado debajo de la corteza terrestre. Cuando estas chimeneas interactúan con el agua de mar que las rodea, crean un entorno en constante cambio, que es necesario para que la vida evolucione y cambie. Este ambiente oscuro y cálido alimentado por energía química de la Tierra puede ser la clave de cómo podría formarse la vida en los mundos más alejados de nuestro sistema solar, lejos del calor del Sol.



Fumarola negra en el volcán submarino Mata Ua en la Tierra. Crédito: MARUM, Universidad de Bremen y Laboratorio Ambiental Marino NOAA-Pacífico.


"Si tenemos estos respiraderos hidrotermales aquí en la Tierra, posiblemente ocurran reacciones similares en otros planetas", dijo Erika Flores, coautora del nuevo estudio de JPL.

Barge y Flores usaron ingredientes que se encuentran comúnmente en el océano de la Tierra en sus experimentos. Combinaron el agua, los minerales y las moléculas "precursoras" piruvato y amoníaco, que son necesarias para iniciar la formación de aminoácidos. Ellos probaron su hipótesis calentando la solución a 158 grados Fahrenheit (70 grados Celsius), la misma temperatura encontrada cerca de una fuente hidrotermal, y ajustando el pH para imitar el ambiente alcalino. También eliminaron el oxígeno de la mezcla porque, a diferencia de hoy, la Tierra primitiva tenía muy poco oxígeno en su océano. El equipo también utilizó el hidróxido de hierro mineral, o "óxido verde", que era abundante en la Tierra primitiva.

El óxido verde reaccionó con pequeñas cantidades de oxígeno que el equipo inyectó en la solución, produciendo el aminoácido alanina y el alfa hidroxiácido lactato. Los alfa hidroxiácidos son subproductos de reacciones de aminoácidos, pero algunos científicos teorizan que también podrían combinarse para formar moléculas orgánicas más complejas que podrían llevar a la vida.

"Hemos demostrado que en condiciones geológicas similares a las de la Tierra primitiva, y quizás a a las de otros planetas, podemos formar aminoácidos y alfa hidroxiácidos a partir de una reacción simple en condiciones que habrían existido en el fondo marino", dijo Barge.

La creación de aminoácidos y alfa hidroxiácidos de Barge en el laboratorio es la culminación de nueve años de investigación sobre los orígenes de la vida. Los estudios anteriores analizaron si los ingredientes adecuados para la vida se encuentran en los respiraderos hidrotermales y la cantidad de energía que pueden generar (suficientes para alimentar una bombilla). Pero este nuevo estudio es la primera vez que su equipo ha observado un entorno muy similar al de un respiradero hidrotermal que provoca una reacción orgánica. Barge y su equipo continuarán estudiando estas reacciones antes de encontrar más ingredientes para la vida y crear moléculas más complejas. Paso a paso, está avanzando lentamente por la cadena de la vida.

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Laurie Barge, a la izquierda, y Erika Flores, a la derecha, en el Laboratorio de Orígenes y Habitabilidad de JPL en Pasadena, California. Crédito: NASA / JPL-Caltech


Esta línea de investigación es importante ya que los científicos estudian mundos en nuestro sistema solar y más allá que pueden albergar ambientes habitables. La luna de Júpiter, Europa y la luna de Saturno, Encelado, por ejemplo, podrían tener respiraderos hidrotermales en los océanos bajo sus costras heladas. Comprender cómo podría comenzar la vida en un océano sin luz solar ayudaría a los científicos a diseñar futuras misiones de exploración, así como experimentos que podrían excavar bajo el hielo para buscar evidencia de aminoácidos u otras moléculas biológicas.

Las futuras misiones a Marte podrían devolver muestras de la superficie oxidada del Planeta Rojo, que pueden revelar la evidencia de aminoácidos formados por minerales de hierro y agua. Los exoplanetas, mundos más allá de nuestro alcance pero aún dentro del ámbito de nuestros telescopios, pueden tener firmas de vida en sus atmósferas que podrían revelarse en el futuro.

"Todavía no tenemos evidencia concreta de vida en otros lugares", dijo Barge. "Pero comprender las condiciones que se requieren para el origen de la vida puede ayudar a reducir los lugares donde creemos que la vida podría existir".

Esta investigación fue apoyada por el Instituto de Astrobiología de la NASA, el equipo JPL Icy Worlds.


Texto original: https://phys.org/news/2019-02-nasa-life-ocean-floor.html
 
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