domingo, 28 de diciembre de 2008

El aumento del nivel de oxigeno acelero la evolucion

El aumento del nivel de oxígeno en dos 'breves' periodos a lo largo de 3.500 millones de años aceleró la evolución de organismos simples a complejos.

El aumento exponencial de su presencia en nuestro planeta ha permitido los mayores saltos evolutivos y el fascinante viaje biológico que hizo posible que la vida pasara de los organismos unicelulares como las bacterias a seres tan complejos como los dinosaurios primero y los grandes mamíferos después.

Así lo sostiene un reciente estudio que certifica como a lo largo de 3.500 millones de años, la vida en la Tierra pasó de formas tan simples como las células microscópicas a organismos de gran complejidad como las secuoyas gigantes o a las ballenas. Para que se diera este fascinante salto biológico fueron cruciales dos períodos de tiempo muy concretos y bastante 'breves' en términos geológicos, tanto que apenas suponen un 20% de la historia evolutiva.

Los Anales de la Academia Nacional de las Ciencias de Estados Unidos han publicado esta semana el trabajo de un equipo de científicos de las universidades de Virginia y Stanford que contradice la hipótesis mayoritariamente aceptada por los biólogos y según la cual la vida en la Tierra evolucionó lenta y progresivamente a partir de un microorganismo unicelular hasta organismos multicelulares muy complejos. «Nos sorprendió constatar como casi todo el aumento de la complejidad biológica y el tamaño de los seres vivos ocurrió en dos intervalos de tiempo distintos», sostiene Michal Kowalewski, profesor de Geociencia en la Universidad Virginia Tech y coautor del estudio. «Dos períodos que, además, siguieron a dos importantes acontecimientos de oxigenación de la atmósfera terrestre», precisa el científico.

Jennifer Stempien, investigadora y coautora del estudio, destaca que cada uno de estos 'lapsos' de alta oxigenación «se corresponden con períodos en la historia de la vida marcados por una evolución en la complejidad biológica: el primero es la aparición de la célula eucariota y el segundo el desarrollo de la vida multicelular».

Alta oxigenación

La célula eucariota sustituyó a la célula llamada procariota, que fue la primera forma de vida. La procariota, como se sabe es la forma de vida celular más simple, carece de núcleo definido y se reproduce por división. Por contra, las células eucariotas son mucho más grandes y más avanzadas y contienen material genético (ADN) en su núcleo. Necesitan oxígeno para sobrevivir, se reproducen sexualmente y evolucionaron en este proceso para conseguir adaptarse a su medio ambiente.

Durante los primeros 1.500 millones de años de los tres mil quinientos que suma la historia documentada de la vida en la Tierra, sólo se han hallado fósiles de bacterias simple que no crecieron hasta que se desarrollaron organismos más complejos hace cerca de 2.000 millones de años, según explican los investigadores.

Mucho antes se había registrado otro fenómeno clave, como es la 'invención' de la fotosíntesis por parte de las bacterias primitivas hace más de 3.000 millones de años. Este fenómeno biológico hizo que las bacterias pudieron utilizar la luz solar y el dióxido de carbono (CO2) para alimentarse.

Unas bacterias que luchaban por su supervivencia en unos océanos y una atmósfera pobres en oxígeno. En su lucha por la vida, los organismos aportaron oxígeno primero a los océanos y luego a la atmósfera gracias a la fotosíntesis, como las plantas hacen hoy. El oxígeno liberado hizo posible la evolución de estructuras celulares más complejas, lo que marcó la aparición de la célula eucariota.

Rápido desarrollo

En apenas 200 millones de años, los organismos pasaron de ser microscópicos a tener el tamaño de una moneda de diez centímetros. Un segundo gran paso evolutivo fue posible gracias a otro sorprendente aumento en los niveles de oxígeno en el planeta registrado hace 540 millones de años y que facilitó el desarrolló de formas multicelulares y mucho más complejas. Un salto evolutivo que permitió la aparición de mamíferos marinos como las ballenas azules o que plantas gigantes como la secuoya pueden alcanzar tamaños mayores a los que tenían los dinosaurios más grandes.

El primero de los dos episodios citados tuvo lugar hace unos 1.900 millones de años, durante el periodo Paleoproterozoico, y el segundo en el denominado periodo Ordovícico, entre 600 y 450 millones de años, aproximadamente. En los dos periodos la oxigenación del planeta aumentó muy sensiblemente, según han constatado los científicos mediante el análisis de las curvas de oxígeno atmosférico. Es presencia masiva de oxígeno es la que permite a los organismos evolucionar y desarrollar un núcleo con material genético.

miércoles, 10 de diciembre de 2008

Cientificos desentrañan un enigma de la vida marina

Unos investigadores han averiguado que las larvas de zooplancton, con unos ojos de sólo dos células cada uno, tienen un nervio que conecta directamente un fotoreceptor ocular con las células implicadas en la habilidad natatoria.

En realidad cada ojo es un fotorreceptor y una célula pigmentaria, aclaran los científicos del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) que han estudiado las larvas de Platynereis dumerilii, un gusano.

Las larvas de invertebrados marinos (gusanos, esponjas o medusas) tienen los ojos más simples que existen, explica el EMBL. Más bien, parecen proto-ojos, los primeros ojos que aparecieron en la evolución animal, como sugirió Charles Darwin.

Esos órganos de visión primitivos no pueden formar imágenes, pero permiten al animal identificar de dónde viene la luz. En las larvas ahora estudiadas, el fotorreceptor detecta la luz y la convierte en una señal eléctrica que viaja directamente por el nervio hasta un grupo de células de los cilios que al moverse propulsan al animal por el agua.

Cuando se enfoca la luz selectivamente en una de las células del ojo, cambia el batir de los cilios: los cambios locales resultantes en el flujo del agua son suficientes para alterar la dirección de natación del microorganismo.

La segunda célula del ojo, la de pigmento, proporciona la sensibilidad direccional a la luz: absorbe la luz y arroja una sombra sobre el fotorreceptor. La forma de esta sombra varía según la situación de la fuente de luz y se comunica a los cilios a través del fotoreceptor.

"Platynereis dumerilii puede ser considerado un fósil viviente", afirma Gáspár Jékely, científico del EMBL que lidera el grupo de biología del desarrollo.

miércoles, 3 de diciembre de 2008

Biodiversidad mayor en Antartida que en regiones tropicales

Estrella de mar. British Antartic SurveyComo parte del proyecto del Censo de la Vida Marina, puesto en marcha hace casi una década para crear el primer gran catálogo del mar, científicos de Alemania y Reino Unido han elaborado una primera lista de las especies antárticas, tanto terrestres como marinas.

Se suele asociar a las regiones polares con zonas pobres en especies. Pero los avances en la exploración de los océanos han permitido saber que hay vida incluso en el punto más profundo del mar, a 10.900 metros, en las fosas Marianas, y la biodiversidad es sorprendente cuando se trata de los organismos marinos que habitan tanto el Ártico como la Antártida.

El océano Antártico es especialmente rico en organismos marinos, y en los últimos años no ha dejado de aportar nuevas especies. En esta ocasión, los investigadores recogieron especímenes de profundidades de hasta 1.500 metros. El resultado, publicado en Journal of Biogeography esta semana, sugiere que en esta región viven 1.224 especies conocidas. De los ejemplares obtenidos, sólo cinco formaban parte de especies nuevas, lo cual, para los investigadores, es una muestra de lo bien que se conoce ya esta región.

Entre las especies catalogadas, una inmensa mayoría (1.026) vive en el mar, como son los erizos de mar, los gusanos nadadores, los crustáceos y los moluscos. "Es la primera vez que se hace un inventario como éste en regiones polares. Si queremos entender cómo responderán estos animales a futuros cambios, éste es un primer paso muy importante", declara David Barnes, de la Inspección Antártica Británica (British Antarctic Survey).

"Hay una creencia muy extendida de que la vida es muy rica en los trópicos y que lo va siendo menos a lo largo de las regiones templadas, hasta las polares. Esto es en parte porque consideramos como vida lo que es únicamente terrestre, y cuando vemos el Ártico o la Antártida, sólo vemos hielo", dice Barnes a la BBC.

"Pero bajo la superficie del mar hay un entorno increíblemente rico, y bucear por ahí es como hacerlo en un arrecife de coral", añade. "Si lo comparamos con otros archipiélagos del planeta que también están aislados, se puede comprobar que las islas Orcadas del sur son incluso más ricas que las Galápagos, si tenemos en cuenta la cantidad de especies que encontramos en el mar". Falta por descubrir qué esconden las profundidades oceánicas, aún sin explorar.

martes, 23 de septiembre de 2008

Las aletas de un pez primigenio son el antecedente evolutivo de los dedos

Aleta del endoesqueleto del fósil del pez Panderichthys. Foto: NatureLas aletas radiales de un pez primigenio llamado 'Panderichthys' son el antecedente evolutivo de los dedos de manos y pies de los animales vertebrados terrestres, según un estudio publicado por la revista 'Nature'.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Uppsala (Suecia) liderado por Catherine Boisvert ha llegado a esta conclusión después de analizar fósiles de este pez, que data de mediados del periodo Devónico hace 385 millones de años.

De hecho, la hipótesis de que el 'Panderichthys' fue uno de los eslabones de la línea evolutiva de los dedos se manejó durante un tiempo, pero se descartó porque no se encontraron las divisiones en las aletas radiales en los fósiles analizados.

Sin embargo, tras un nuevo examen de un endoesqueleto de un fósil que se encuentra en buenas condiciones de preservación, se ha constatado que las aletas radiales tienen unas divisiones con una forma parecida a la de los dedos.

Así, este pez primigenio está relacionado con los vertebrados terrestres, puesto que la evolución de los dedos partió de sus aletas en algún momento.

Hipótesis anteriores ya suponían que los dedos de los vertebrados terrestres derivan de las aletas radiales, pero en 1990 esta idea perdió fuerza entre la comunidad científica. Durante varios años, los estudios apuntaban que no existía relación entre la estructura ósea de los actuales tetrápodos y los peces.

Ahora, el análisis completo de una aleta pectoral del 'Panderichthys' permite a los investigadores asegurar que la hipótesis antes descartada es cierta, y que la parte estudiada tiene una estructura muy similar a la de los tetrápodos.

domingo, 10 de agosto de 2008

El genoma completo de un neandertal

Homo NeanderthalensisCientíficos alemanes y estadounidenses consiguieron reconstruir el genoma mitocondrial completo de un Neandertal de 38.000 años de antigüedad. "Por primera vez hemos construido una secuencia con ADN antiguo que, esencialmente, no contiene errores", explicó Richard Green, investigador del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, en Leipzig, Alemania.

La nueva secuencia representa un avance útil en el objetivo de lograr un genoma nuclear completo de los neandertales, según se publica en el último número de la revista especializada Cell. Además, la investigación permitirá avanzar en el estudio de las relaciones entre ese hombre primitivo y el Homo Sapiens.

Los resultados del estudio apuntan a que la mitocondria de los Neandertales no coincide con la variación que se observa en el hombre actual, con lo cual no hay evidencias de que la información genética de ambos linajes se mezclara, manifestó el Instituto Max Planck.

El Neandertal -reconocido como una especie de humano arcaico- habitó Europa y partes de Asia hace más de 100.000 años. Las causas de su extinción, ocurrida hace 20.000 ó 30.000 años, han sido objeto de numerosos debates científicos.

Algunos creen que se debió a la competencia con el Homo Sapiens por los recursos disponibles, mientras que otros responsabilizan a las cada vez más graves condiciones climáticas. Los neandertales tenían cerebros grandes y con éstos algunos científicos creen que pudieron haberse adaptado a la evolución del lenguaje.

La teoría de que el hombre de Neandertal se pudo haber mezclado con el Homo Sapiens ha sido objeto de controversia en la comunidad científica.

sábado, 24 de mayo de 2008

Microbios que viven a 1.600 metros bajo el fondo marino

Barco perforador que se utilizó para acceder a los microbios. (Foto: Science)Con más de un kilómetro de roca y cientos de metros de agua por encima, un grupo de científicos franceses ha logrado un sorprendente descubrimiento: microbios procariotas que viven a 1.626 metros bajo el fondo marino, el hallazgo de vida a más profundidad que hasta ahora se ha realizado.

Investigadores del Instituto Universitario Europeo de la Mer en Plouzane, han descubierto microbios que viven a profundidades mucho mayores que ninguna otra población de este tipo descubierta antes. El hallazgo se publica en la revista 'Science'.

Los científicos, dirigidos por Erwin Roussel de la Universidad de Bretagne Occidental, han encontrado a las poblaciones de procariotas (cuyas células carecen de núcleos) en sedimentos de una antigüedad de 111 millones de años localizados a 1.626 metros por debajo del fondo del Atlántico.

Estos microbios alcanzan a vivir a temperaturas de entre 60 y 100 grados centígrados, en ambientes que se caracterizan por tener fuentes de energía termales y altas concentraciones de metano e hidrocarburos.

El descubrimiento de estos microbios dobla el récord de 842 metros de profundidad que se tenía. "Estos son los sedimentos marítimos más profundos, más viejos y más calientes en los cuales se ha encontrado vida de procariotas", afirma John Parks, profesor de la Universidad de Gales y coautor del estudio. "Si existe una biosfera sustancial como ésta sobre la Tierra es posible creer que también existan en otros planetas".

Los investigadores observaron el material genético de las células y descubrieron correspondencias con secuencias de algunos organismos amantes del calor, o termófilos. Las recién descubiertas células procariotas parecen estar metabólicamente activas y en procesos de división celular.

El grupo de expertos considera que estos procariotas son 'archaeas', las bacterias que se cree dieron origen a la vida en nuestro planeta hace aproximadamente cuatro mil millones de años y que son capaces de proliferar en estos ambientes sedimentarios abrasantes.

Los descubrimientos del equipo de científicos resultan muy interesantes porque se cree que el sedimento bajo el fondo marino contiene hasta dos terceras partes de los procariotas del planeta. Además, el nuevo hallazgo indica la necesidad de considerar la existencia de vida incluso en las mayores profundidades de la Tierra.

viernes, 2 de mayo de 2008

Alfa Centauro B puede tener un planeta terrestre


Alfa Centauro B puede tener un planeta terrestre. Imagen de Mark Fisher.
Un planeta rocoso similar a la Tierra puede estar orbitando a uno de nuestros vecinos estelares más cercanos, en el sistema estelar triple llamado Alfa Centauro, un popular destino para viajes interestelares en las obras de ciencia-ficción, y se podría detectar usando técnicas existentes.

Javiera Guedes (Universidad de California en Santa Cruz) utilizó simulaciones informáticas de formación de planetas para demostrar que probablemente se hayan formado planetas de tipo terrestre alrededor de la estrella Alfa Centauro B y que algunos estarían orbitando en la zona habitable (la zona orbital alrededor de la estrella donde el agua líquida puede existir en la superficie del planeta). "Si existen, podemos observarlos", asegura Guedes.

Varios factores convergen para hacer de Alfa Centauro B una candidata excelente para encontrar planetas terrestres. El método de detección Doppler, que ha revelado la mayoría de los 228 planetas extrasolares ya conocidos, mide los cambios en la luz de una estrella para detectar el minúsculo bamboleo inducido por el tirón gravitatorio de un planeta en su órbita. Los factores que favorecen el uso de esta técnica para Alfa Centauro B incluyen el brillo de la estrella y su posición en el cielo, lo cual brinda cada año un largo período de observación desde el hemisferio sur.

Sin embargo, detectar pequeños planetas rocosos del tamaño de la Tierra es un desafío, porque inducen un bamboleo relativamente pequeño en sus estrellas. Según Gregory Laughlin, coautor de la investigación y profesor de astronomía y astrofísica en la Universidad de California en Santa Cruz, serían necesarios cinco años de observaciones usando un telescopio dedicado en exclusiva a esta tarea para detectar un planeta como la Tierra alrededor de Alfa Centauro B.

Debra Fischer, coautora del estudio, de la Universidad Estatal de San Francisco, está dirigiendo un programa de observación para observar de modo intensivo a Alfa Centauro usando el telescopio de 1,5 metros del Observatorio Interamericano de Cerro Tololo, en Chile. Los investigadores esperan detectar planetas reales similares a los que emergieron en las simulaciones informáticas.

Para estudiar la formación de planetas alrededor de Alfa Centauro B, el equipo ejecutó numerosas simulaciones informáticas, haciendo evolucionar ese sistema solar durante el equivalente a 200 millones de años cada vez. Imponiendo variaciones en las condiciones iniciales, cada simulación condujo a la formación de un sistema planetario diferente. Sin embargo, en todos los casos se desarrolló un sistema de múltiples planetas con al menos un planeta del tamaño de la Tierra. En muchos casos, los planetas simulados tenían órbitas que quedaban dentro de la zona habitable de la estrella.

Fuente: UC Santa Cruz

martes, 22 de abril de 2008

Stephen Hawking alienta la conquista del espacio

Stephen HawkingEl astrofísico inglés Stephen Hawking, conocido por sus prestigiosos estudios sobre el universo y la gravedad, ha abogado en Washington por que el hombre se lance a la conquista del espacio con el mismo espíritu y ambición con que Cristóbal Colón partió a la exploración del Nuevo Mundo en 1492.

"Si la raza humana va a continuar otro millón de años, tendremos que ir donde nadie ha ido jamás", ha recalcado el científico, de 66 años, en una conferencia en la Universidad de Georgetown, para celebrar los 50 años de la NASA.

"Nos encontramos en la misma situación que Europa en 1492. Es posible que hayan argumentado que era una pérdida de tiempo enviar a Colón a buscar algo que no existía. Pero el descubrimiento de América ha cambiado profundamente la antigüedad. Pensad: no tendríamos el Big Mac".

Para Hawking, la exploración espacial debería incluir la creación de una base permanente en la Luna en el curso de los próximos 30 años, así como el desarrollo de un nuevo sistema de propulsión para llevar al hombre más allá del sistema solar.

Hawking, quien sufre esclerosis lateral amiotrófica y tiene que utilizar un sintetizador de voz, ha destacado que "partir a la conquista del espacio tendrá un efecto todavía más grande. Va a cambiar completamente el futuro de la raza humana, e incluso podría determinar si tenemos un futuro", ha destacado.

Los viajes espaciales "nos permitirán tener una mejor perspectiva sobre esos problemas, y ojalá nos unan para enfrentarnos a un desafío común".

A la gran pregunta de si estamos solos en el universo, el astrofísico británico responde que "probablemente no".

Si existe vida, "¿por qué no hemos detectado señales alienígenas en el espacio, algo así como concursos televisivos extraterrestres?", se pregunta el científico, quien cree que una de las opciones es que no haya más vida. Según Hawking, si existe algo o alguien lo suficientemente inteligente para enviar señales al espacio, lo es también para fabricar armas nucleares.

"La vida primitiva es muy común y la vida inteligente es más bien rara (...). Algunos dirían que aún no existe en la Tierra", ha indicado, para después señalar con humor: "Tened cuidado si os topáis con un extraterrestre porque podríais contraer una enfermedad para la que no tendréis defensas".

sábado, 15 de marzo de 2008

Un ecosistema intacto desde hace 90 millones de años

Una de las pozas estudiadas. (Foto: EFE)

Un grupo de científicos ha descubierto en el desierto de México varias pozas en las que se conservan vivas y sin ningún tipo de alteración las criaturas que poblaban los mares de la tierra hace 90 millones de años, según informaron fuentes de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

El terreno que ocupan las pozas de Cuatrociénagas, un valle montañoso situado en el norteño estado de Coahuila, se abrió por primera vez al mar hace 200 millones de años y se cerró hace 90 debido a movimientos geológicos.

Desde entonces las especies que habitaban la zona han continuado existiendo en las mismas condiciones ambientales, sin sufrir alteraciones en su entorno acuático, explicó la responsable del instituto de Ecología de la UNAM, Valeria Sousa.

Estos seres han resistido sin ser desplazados por las especies contemporáneas gracias a que el ecosistema que habitan son las aguas continentales con menos fósforo que se conocen en la Tierra. Esto convierte el agua de Cuatrociénagas en inhabitable para las especies biológicas actuales, que requieren de este elemento químico para su supervivencia.

En total, en las aguas de Cuatrociénagas se han detectado desde que comenzaron las pesquisas 17.000 especies de virus de aguas marinas, todas nuevas para la ciencia, y otros seres como bacterias, crustáceos, peces y diatomeas.

Sousa comparó esta zona del desierto mexicano con las islas Galápagos, pues al igual que en éstas sus criaturas se han mantenido al margen de la evolución que afectó al resto de seres.

Este hallazgo es fruto de siete años de investigaciones sobre el terreno en las que han participado investigadores de la UNAM, diversas universidades de Estados Unidos y México y, hasta 2003, personal de la Agencia Espacial Estadounidense (NASA).

viernes, 7 de marzo de 2008

El proyecto Mil Genomas

NHGRIUn consorcio internacional de investigación ha anunciado el "Proyecto 1.000 Genomas", un ambicioso esfuerzo que implicará secuenciar los genomas de al menos mil personas de todo el mundo para crear el archivo más detallado y útil hasta la fecha de la variación genética humana.

El proyecto será financiado mayormente por el Instituto Wellcome Trust Sanger en Hinxton, Inglaterra, el Instituto Genómico de Pekín, en Shenzhen, China, y el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI), uno de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH), en Estados Unidos.

Basado en la experiencia de equipos de investigación multidisciplinarios, el Proyecto 1.000 Genomas desarrollará un nuevo mapa del genoma humano que aportará una amplia visión de las variaciones biomédicamente relevantes del ADN, con una resolución superior a la hoy disponible. Como con cualquier otro gran proyecto de referencia del genoma humano, los datos del Proyecto 1.000 Genomas serán puestos a disposición de la comunidad científica internacional a través de bases de datos de libre acceso público.

El Proyecto examinará el genoma humano con un nivel de detalle que nunca antes se ha intentado. Tal proyecto habría resultado impensable hace tan sólo dos años. Hoy, gracias a los extraordinarios saltos dados en las tecnologías de secuenciación, la bioinformática y la genómica de las poblaciones, sí está al alcance de la comunidad científica. Una vez finalizado el trabajo, este enorme recurso ampliará y acelerará de modo espectacular la labor de búsqueda de factores genéticos involucrados en la salud y la enfermedad humanas.

Dos seres humanos cualesquiera son genéticamente semejantes en más del 99 por ciento. Sin embargo, es importante comprender la pequeña fracción de material genético que cambia entre las personas, porque puede ayudar a explicar las diferencias individuales que existen en la propensión a las enfermedades, en la respuesta a los fármacos, y en las reacciones frente a diversos factores ambientales. El Proyecto 1.000 Genomas contribuirá de manera destacada a mejorar esa comprensión. El mapa que producirá abrirá las puertas a muchos otros nuevos hallazgos importantes para la medicina y para la biología humana básica.