31 marzo, 2010

Manteniendo verdes las hojas en otoño

Llega el otoño, y con esta estación, las hojas de las plantas y árboles se vuelven naranjas, marrones o amarillas, y caen porque ya completaron su ciclo de vida. Los días más cortos y la caída en las temperaturas son las principales responsables de este proceso fisiológico en las plantas. Pero, cuantos insectos dependen de las hojas para poder vivir? Muchos. Los mas conocidos… las orugas.

Se sabe que los minadores (insectos que viven en el interior del tejido de las hojas) tienen la capacidad de cambiar la fisiología de las hojas y generar pequeñas “islas verdes” en ellas cuando llega el otoño. Estas regiones, al ser verdes, son fotosintéticamente activas, generando los nutrientes necesarios para prolongar la vida de estos insectos en estas plantas. Se notó que en estas islas verdes, la concentración de citoquininas, una hormona vegetal, era más alta con respecto a otras partes de la hoja. En 1969, un estudio demostró que la saliva del minero del abedul tenía citoquininas. Luego se observó que también las mismas minas producidas en las hojas y las glándulas asociadas a la ovoposición de algunos insectos tenían citoquininas. Entonces, esta hormona juega un papel importante en la relación de hospedero-parásito.

Además, los insectos tienen una gran capacidad de adaptación gracias a que forman relaciones simbiontes con bacterias y hongos, quienes les proveen de nuevas rutas metabólicas y metabolitos secundarios, que favorecen la supervivencia del insecto a diferentes ambientes. Entonces, estas bacterias y hongos también podrían producir citoquininas en las hojas senescentes del otoño.

Para responder a estas preguntas, Wilfried Kaiser, de la Universidad François-Rabelais de Francia, investigó la relación entre la larva de Phyllonorycter blancardellaun lepidóptero fitófago— y el manzano (Malus domestica). Se sabe que P. blancardella tiene una bacteria simbionte. Así que se hizo una PCR de la sub-unidad 16S del ADN ribosomal, luego se secuenció el fragmento aislado y usando el BLAST se identifico al simbionte como Wolbachia pipientis.

Las Wolbachias infectan alrededor del 60% de todas las especies de insectos del mundo, convirtiéndose en uno de los parásitos más exitosos del mundo viviente.

Entonces, la pregunta es si las larvas de P. blancardella tiene la capacidad de producir las citoquininas o es su Wolbachia simbionte es la responsable de ello. Para responder a esta pregunta, debemos eliminar a Wolbachia del organismo de la larva. Para eso se sometieron a las larvas, en su primer estadío de desarrollo, a un tratamiento con antibióticos (tetraciclina y rifampicina). Una vez que se obtuvieron las larvas limpias procedieron a infectar las hojas del manzano. Se observó claramente que aquellas larvas tratadas con antibióticos perdieron su capacidad de formar “islas verdes”, y por si fuera poco, el 85% de las larvas no llegaron a la adultez.

wolbachia [Click para agrandar]

Entonces, podríamos concluir que son las Wolbachias las responsables de producir las citoquininas para generar las “islas verdes”? Aun no!. Falta determinar aún si en realidad las Wolbachias producen las citoquininas o si las producen las mismas larvas pero las Wolbachias permiten que sean liberadas o si las Wolbachias producen algún tipo factor de transcripción o molécula que promueva la producción de citoquininas por el mismo tejido vegetal. Ya se había demostrado la presencia de citoquininas en las glándulas labiales de algunos minadores, también sabemos que bacterias patógenas como el Agrobacterium induce la producción de citoquininas en las agallas que forma en las plantas infectadas. También esta la fisiología de la misma planta hospedera y su relación con los parásitos.

Pero, por lo menos podemos concluir que la clave para la supervivencia en estas “islas verdes” es la citoquinina y al presencia de las Wolbachias, que como mencioné anteriormente, está presente más de la mitad de todas las especies de insectos hasta hoy conocidos. El origen de las citoquininas puede ser aprovechado, por qué no?, para tesis de investigación y nuestra universidad es un lugar apropiado para hacerlo.

Referencia:

ResearchBlogging.orgKaiser, W., Huguet, E., Casas, J., Commin, C., & Giron, D. (2010). Plant green-island phenotype induced by leaf-miners is mediated by bacterial symbionts Proc. R. Soc. B. 10.1098/rspb.2010.0214

Explicación más sencilla:

http://cienciafacil.lamula.pe/?p=7

30 marzo, 2010

Llegó el día soñado para el LHC

Después de 15 años de haberlo planeado, de esperar por la construcción, de sufrir retrasos y de vivir un drama, por fin el Gran Colisionador de Hadrones hace para lo que estaba diseñado hacer… colisionar partículas!

Al rededor de las 13:00 (hora de Ginebra), los físicos guiaron dos rayos de protones de 3.5 trillones de electrón-voltios (TeV) cada uno, por el gran acelerador de partículas de 27Km de diámetro y los hicieron chocar frontalmente… después de unos segundos de silencio sepulcral, estallaron vítores en las salas de control de los cuatro principales experimentos, como una ametralladora, los productos de la colisión inundaban los detectores.

Si bien 3.5 trillones de electrón-voltios parece una cantidad de energía inimaginable, sólo es suficiente como para mantener un mosquito en vuelo. Pero, para un protón, esta energía es recontra-super-extra-archi-inmensa, y cuando dos protones se mueven a velocidades cercanas a la de la luz, la energía cinética que poseen es similar a la de un buque de guerra moviéndose a varios kilómetros por hora, así que la fuerza del choque será tan grande que despedazará los protones en quien sabe qué.

Sin embargo, el LHC ha sido diseñado para choques de partículas a 7TeV cada una. Así que hoy se dio el primer gran paso, el inicio de las investigaciones en la confirmación o rechazo de muchas de las teorías de la física de partículas como el mecanismo de Higgs que dota a toda la materia de masa. También se descubrirán nuevos fenómenos físicos que van más allá del “modelo estándar” los cuales podrían ayudar a explicar algunos misterios de la física como “la materia oscura” que conforma casi el 85% de toda la materia del universo.

A partir de mañana, el LHC trabajará de manera continua entre de 18 a 24 meses, luego será apagado por aproximadamente un año y se preparará para su colisión de 14TeV. Por ahora sólo hará choques de 7TeV hasta setiembre del 2011. Mañana también empezará la cobertura del funcionamiento del LHC vía web [http://webcast.cern.ch/lhcfirstphysics/]

Vía Nature Blogs, Wired, Ars Technica.

Ahora también en LaMula.pe

Me di cuenta que algunos de mis artículos son muy técnicos, sobre todo los basados en artículos científicos y publicados en ResearchBlogging, así que creé un blog en el portal LaMula.pe el cual lo usaré para explicar de manera sencilla [“Lay-Level”] los artículos publicados aquí. Así que si no entiendes lo que escribo aquí, pasa por Ciencia fácil y lee las explicaciones de las técnicas usadas, los mecanismos empleados y otros procesos biológicos de los cuales no tienes conocimiento. De paso lo aprovecharé para empezar a usar el Wordpress, ya que el Blogger aún me limita muchas cosas.

http://cienciafacil.lamula.pe/

Un nuevo linaje humano

Cuando al experto en ADN antiguo, Svante Pääbo, analizó una muestra de 40000 años de antigüedad que su colega, Johannes Krause, le había mandado, sólo tenía una pregunta: que chu… es esto el ADN mitocondrial (mtADN) de un Neanderthal o de un humano moderno? La respuesta era que de ninguno de los dos.

image

Ambos son genetistas evolutivos del Instituto Max Planck en Leipzig, Alemania, que aparentemente han encontrado un nuevo linaje humano, que por primera vez se hace usando muestras de ADN en vez de comparar la morfología de los huesos fósiles. La secuencia completa del ADN mitocondrial obtenida del hueso de uno de los dedos de este nuevo homínido, que ha sido publicado en la versión on-line de la revista Nature (por eso no lo pude descargar), sugiere que la parte central de Asia fue ocupado al mismo tiempo no solo por el Neanderthal y el Homo sapiens, sino también por un tercer linaje homínido hasta ahora desconocido para la ciencia, convirtiéndose en uno de los descubrimientos más fascinantes usando ADN antiguo.

Lamentablemente, este hallazgo complica más la historia humana, más que el descubrimiento del recordado Homo floresiensis —más conocido como hobbit—, porque las primeras migraciones humanas alrededor del mundo no son tan simples como habían sido planteadas. Si los cuatro homínidos —incluyendo al hobbit— vivieron hace 40000 años, la cantidad de biodiversidad [humana] es asombrosa.

Los antropólogos no pudieron identificar a que especie pertenecían la falange del hueso de dedo encontrado en el 2008 en la cueva Denisova, en las montañas Altai en Rusia. En esta cueva habían también herramientas hechas de piedra del Neanderthal y de humanos modernos, algunos ornamentos personales y una pequeña colección de huesos de homínidos muy fragmentados como para ser identificados. Según la prueba del Carbono-14, el hueso del dedo tenía una antigüedad de 48000 a 30000 años y los genetistas sólo necesitaron de 30mg para obtener la secuencia completa del mtADN de 16659 pares de base.

Para determinar la secuencia del mtADN de este nuevo homínido se usaron técnicas novedosas que fueron empleadas exitosamente en el estudio del genoma del Neanderthal y otros humanos modernos prehistóricos. Una vez obtenida la secuencia de ADN se alineó y comparó con las secuencias de mtADN de 54 personas que viven actualmente alrededor del mundo, de un humano moderno de 30000 años de otra región de Rusia y de los seis Neanderthal que tienen secuenciados sus mtADN.

La secuencia del mtADN del Neanderthal difiere en 202 posiciones del nuestro y del nuevo homínido de Desinova difiere en 385 posiciones. Pero lo que más llamó la atención fue que la secuencia homínido de Desinova difería en 376 posiciones del Neanderthal lo que confirma que se trataba de otra especie. Luego, se añadió al estudio las secuencias del mtADN de los chimpancés y bonobos y estimaron que el último ancestro común de los tres homínidos vivió hace 1 millón de años.

Pero quien fue este misterioso homínido? Los investigadores dijeron que la fecha es muy tarde para el Homo erectus, quien migró de África hacia Asia central hace 1.8 millones de años; y es muy temprano para el Homo heidelbergensis quien apareció en África y Europa hace 650000 años, el cual se cree que es el ancestro común entre el Neanderthal y el humano moderno. Según el paleoantropólogo Rusell Ciochon de la Universidad de Iowa, no hay evidencia que indique que este homínido haya persistido más allá de ese periodo pero cree que aún se pueden encontrar H. erectus de 27000 años en la isla de Java.

Sin embargo, una población de H. erectus en Siberia aún no ha sido detectado y si el tiempo de la divergencia es correcto, este nuevo homínido no podría descender de la primera migración humana a Asia hace 1.8 millones de años, ya que el Neanderthal, el H. sapiens y el nuevo homínido compartían un ancestro común hace un millón de años y que presumiblemente vivía en África. Este nuevo linaje podría estar relacionado con el Homo antecessor, una especie del norte de España datado entre 800000 y 1.2 millones de años, y que para algunos investigadores es el ancestro del H. heidelbergensis o podría representar la dispersión entre el pre-heidelbergensis y post-erectus.

Referencia:

Balter, M. (2010). Ancient DNA From Siberia Fingers a Possible New Human Lineage Science, 327 (5973), 1566-1567 DOI: 10.1126/science.327.5973.1566-b

Explicación más sencilla en:

http://cienciafacil.lamula.pe/?p=4

29 marzo, 2010

Por qué se extinguieron los dinosaurios? Parte III

20100329

Esta semana hubo muy buenas caricaturas, pero esta fue la mejor de todas, no paro de reír hasta ahora, justo cuando lo necesitaba. Por si no recuerdan esta es la parte I y esta la parte II.

Vía SMBC Comics.

Como los prefieres?

Se han preguntado por qué a algunas chicas les gustan más los hombres toscos y rudos mientras que a otras les gustan más los más tiernos y sensibles? Claro, haciendo la excepción de la loca de Candy, que le gustaban de los dos tipos (Antony y Terry).

uga-uga Las teorías evolutivas sugieren que las mujeres prefieren a los hombres más fuertes porque, de esta manera, asegurarán que su descendencia tenga mayores chances de supervivencia. Sin embargo, la contraparte es que, estos hombres no tienen una tendencia a ser los mejores padres, invirtiendo menos recursos en su descendencia. Entonces, se podría pensar que las mujeres que viven en zonas con mayores riesgos a la salud e integridad física prefieren a los He-Man mientras que las mujeres que viven en zonas con altos niveles de salubridad y seguridad preferirán a los más tiernos. Un estudio publicado la semana pasada en la revista Proceedings of the Royal Society B respalda esta idea.

Para este estudio, liderado por la psicóloga Lisa DeBruine de la Universidad de Aberdeen, Reino Unido, se hizo una encuesta a través de una p+agina web (faceresearch.org) a 4500 mujeres de 30 países. Se les mostraron 20 pares de rostros masculinos, de los cuales debían elegir uno de cada par. Algunos rostros fueron modificados para verse más o menos masculinos. Luego, rankearon a los países según sus niveles de salud de las mujeres en base a las estadísticas de la Organización Mundial de la Salud.

Las mujeres que venían de países menos saludables escogían a los hombres más fuertes, con rostros más rudos y masculinos; en cambio, las mujeres que vivían en países con niveles de salud más alto, como Suecia y Bélgica, escogían a los hombres con los rostros menos masculinizados (más femeninos).

la explicación puede ser que los hombres más masculinos se ven más viejos de lo que son, una característica relacionada con una mejor “aptitud social” (social fitness) y posición económica más estable.

Vía Science.

28 marzo, 2010

En que journal se publicó la biblia?

Eh aquí la respuesta… En PLoS, una revista Open Access para que todos los cristianos puedan leerla sin necesidad de algún tipo de pago o suscripción…

“PLoS One, donde publicaría Jesús?

Por si no la captan, el logo de PLoS es el siguiente:

Vía Zazzle.

26 marzo, 2010

Los Guns n’ Roses en la Agraria?

En primicia… Sweet child o’mine en vivo del concierto de los Guns n’ Roses en Lima Genéticos de la cumbia en la Molina.

Bueno, por lo menos a nosotros no nos tiran botellas a pesar que comencemos un par de horas tarde. Aprende Axl!

Una nueva estrategia para producir plantas haploides

Producir plantas haploides viables es uno de los santos griales del fitomejoramiento y la biotecnología vegetal. ¿Por qué? Porque lo que un fitomejorador quiere es que una vez que consiga una planta con un alto rendimiento, que resista enfermedades o sequías o que no tenga muchos requerimientos nutricionales, esta siga una línea homocigota. Esto quiere decir que sólo tenga un determinado alelo para cada gen, de esta manera, al auto-fertilizarla o cruzarla con otra planta similar, estas características adquiridas no se pierdan.

De manera más sencilla:

Recordemos que una mitad de los genes son de la madre y la otra mitad del padre. Digamos que los genes de la madre  le dan un buen rendimiento a la planta pero no soportan las sequías (AAbb), mientras que los genes del padre no tienen buen rendimiento pero soportan muy bien las sequías (aaBB). Lo que buscaremos es cruzar estas dos plantas para obtener una planta con alto rendimiento y que soporte la sequías (AAbbXaaBB). Así que después de algunos meses por fin obtenemos la planta deseada (AaBb). Pero, como la planta tiene la mitad de los genes del padre y la otra mitad de la madre, será heterocigota (tiene los genes buenos y también los genes malos, pero los como buenos son dominantes, se expresan) así que al auto-fertilizarla (AaBbXAaBb) sólo un 25% de las plantas tendrán solo los genes buenos (AABB).

 

Entonces, lo ideal sería hacer que la planta se quede con un sólo juego de genes (los buenos) y eliminar los malos (ab) para recién auto-fertilizarla. Para esto debemos reducir su carga genética a la mitad, volverlas haploides (AB). Pero las plantas necesitan de los dos juegos (diploides) para poder vivir, así que debemos diseñar un método para producir plantas haploides viables, que posteriormente se puedan volver nuevamente diploides (AABB), se puedan cruzar o auto-fertilizar (AABBXAABB) para generar semillas viables homocigotas (AABB).

¿Se ve sencillo no? Pero no es así. Estas características no están gobernadas solo por dos genes (AB) con dos alelos (A, a, B, b), son muchos los genes y alelos que gobiernan estas características (A1, A2, A3,…B1, B2, B3,… C1, C2, C3,… D1… E… F…), así que obtener la planta deseada se hace demasiado tedioso, con muchos años de cruzas, retrocruzas y auto-fertilizaciones. Así que, porque no desarrollar una técnica que primero parta en la mitad los genes (AaB1B2CcDdEEF1F3 [diploide] –> AB2CDEF3 y aB1cdEF1 [haploides]) para luego regenerar la diploidía (AAB2B2CCDDEEF3F3 y aaB1B1ccddEEF1F1), todos homocigotas. ¿Cuanto tiempo ahorraría esto?

ResearchBlogging.orgPor suerte hasta ahora habían dos métodos —no muy buenos— usados para volver haploides a las plantas. El primero era cultivar gametofitos (células sexuales, haploides) en medios de cultivo especiales para regenerar plantas diploides homocigotas; lamentablemente, muchas especies son recalcitrantes a este proceso. La segunda opción era hacer cruces inter-específicos (cruzar una especie con otra diferente) en el cual el genoma de uno de los parentales es eliminado; pero la base molecular de este proceso de eliminación genómica aún no se entiende.

No olvidemos que hay un proceso natural para generar células haploides: la meiosis. Si nos ponemos a pensar un rato en la división celular, tanto en la mitosis como en la meiosis las cromosomas migran a través del huso acromático. Estos microtúbulos se unen a un lugar específico de los cromosomas para jalarlos a un determinado polo para formar el material genético de cada una de las células hijas, esta zona es conocida como el centrómero. Los centrómeros son reconocidos específicamente por un tipo de histona, la CENH3 en Arabidopsis thaliana (una variable de la histona tipo H3), la cual es necesaria para una buena migración de los cromosomas por el huso acromático.

El mutante cenh3-1 fue aislado. Este mutante provoca la muerte del embrión, pero si está presente un CEHN3 sano complementario (dominante), la planta expresa un fenotipo silvestre (normal). Entonces, este mutante debe tener algún efecto en la migración de los cromosomas para causar la muerte del embrión, por qué no aprovecharlo de alguna manera para generar plantas haploides.

tailswap Se diseñó una planta GFP-tailswap, una planta con el gen mutante cenh3-1 rescatado por una CENH3 modificada unida a la proteína verde fluorescente (proteína que brilla de color verde bajo las luz UV) para ubicar la histona. Esta planta no tiene problemas al realizar la mitosis pero son estériles al llegar la floración. Esto quiere decir que se ha visto afectada la producción de los gametos, en otras palabras, ha fallado algo en la meiosis.

Cuando la planta GFP-tailswap es polinizada por una planta silvestre, entre el 80 y el 95% de los óvulos fertilizados son abortados. Se esperaba que la descendencia viable fueran heterocigotas para cenh3-1 y hemicigota para GFP-tailswap, pero 10 de las 16 plantas viables solo tenían el gen CERH3 y no el GFP-tailswap. Pero, a pesar que tenían el genotipo silvestre eran estériles. ¿Por qué? Un estudio posterior reveló que eran haploides!

Si no se han perdido… que quiere decir esto? Sólo permaneció el genoma del parental silvestre mientras que el genoma del parental GFP-tailswap se perdió. Por fin se pudo crear una planta haploide, y sólo del parental silvestre. Si en vez de ese parental silvestre usamos una parental con genes excelentes, podremos obtener un haploide sólo con los genes excelentes, justo lo que estamos buscando!

La explicación de esto es que hay una perturbación en la estructura del centrómero que impide la segregación de los cromosomas en la mitosis zigótica creando un embrión haploide. Al analizar el ADN plastídico se observó que el citoplasma siempre era materno. Por esta razón cuando se cruza un tipo silvestre como madre y un GFP-tailswap como padre, la proporción de haploides es menor a que si fuera al revés. Esto porque el CERH3 presente en la madre, se expresa más tempranamente que el mutante del padre, uniéndose a los cromosomas antes que el mutante, generando diploides. Si es el mutante la madre, expresará primero el gen mutante cenh3-1 y se unirá a los cromosomas antes que el CERH3, evitando la segregación de los cromosomas, generando haploides. Los diploides y los haploides son morfológicamente similares, simplemente los haploides son ligeramente más pequeños.

cerh3

Pero para explotar el potencial de los haploides, hay que generar diploides fértiles. Una pequeña minoría de los haploides, todos los cromosomas segregan a una de las células hijas en la Anafase I y luego las cromátides hermanas se separan en la meiosis II, generando gametos haploides (tétradas haploides). Estos pueden auto-fertilizarse generando diploides homocigóticos. También se han observado raros episodios, donde las células somáticas (tallos) se vuelven diploides espontáneamente. También se puede hacer el uso de la colchicina para regenerar los diploides.

Muchos cultivos comerciales son poliploides, esto dificulta más aún los programas de fitomejoramiento. También se ha probado esta técnica para reducir la ploidía de estas especies.

Para ir más allá de este descubrimiento, no sólo se podría usar al mutante cenh3-1 para generar haploides, también se podría usar ARN de interferencia para silenciar (reducir o eliminar) la función endógena del CERH3. En el maíz se ha podido inducir la haploidía usando al gen indeterminate gametophyte (ig), lamentablemente su ortólogo en A. thaliana no pudo copiar este efecto. Pero esta técnica del mutante cenh3-1 fácilmente se podría extrapolar a otras especies, además presenta muchas ventajas como: no requiere de medios de cultivo sofisticados, se puede producir tanto haploides maternos como paternos, se puede poner el genoma de un parental en el citoplasma de otro parental y la eliminación del genoma ocurre entre parentales que son isogénicos excepto a las alteraciones de CERH3, evitando las barreras de fertilidad entre amplios cruces.

Referencia:

Ravi, M., & Chan, S. (2010). Haploid plants produced by centromere-mediated genome elimination Nature, 464 (7288), 615-618 DOI: 10.1038/nature08842

25 marzo, 2010

El peligro de botar los plásticos al mar

Es obvio que botar desperdicios al mar contamina el ambiente, especialmente lo plásticos, pero, no porque tardan en degradarse o pueden ser comido por ciertos animales provocando que se atoren o intoxiquen, sino también porque liberan un compuesto sumamente tóxico, el bisfenol A.

El bisfenol A se encuentra principalmente en los plásticos a prueba de golpes como los biberones, tinas, tápers, así como en las resinas epoxi presente en las pinturas. Debido a esto, casi todos nosotros tenemos trazas de bisfenol A en nuestro organismo pero pocos saben que este compuesto es un gran disruptor endocrino que puede imitar las propiedades de ciertas hormonas. Recientemente se han hecho estudios en animales para ver la relación del bisfenol A con las enfermedades cardiacas, la esterilidad y la alteración del desarrollo de los infantes. Se encontró una relación directa pero aún falta determinar cual sería la concentración donde empiezan a darse estos problemas en los seres humanos. Estudios realizados por la FDA (Food and Drug Aministration) encontraron efectos potenciales sobre el cerebro, comportamiento y el desarrollo de la glándula prostática en los fetos.

¿Pero como llega el bisfenol A a nuestro organismo? Al almacenar los alimentos por tiempos prolongados en tápers, al dar biberón a nuestros bebés y también al botar nuestros desechos al mar. En un día normal de playa, mucha gente irresponsable bota sus bolsas donde lleva su comida o las botellas de sus gaseosas o refrescos al mar, en otros lugares, usan las playas como rellenos sanitarios. Si bien los plásticos no se degradan al instante, poco a poco van liberando el bisfenol A que contienen diluyéndose en el mar. Se midieron las concentraciones de este compuesto en diferentes muestras oceánica alcanzando concentraciones de 0.01 a 0.50 ppm (10 a 500 microgramos de bisfenol A en un litro de agua de mar). Luego, mediante un proceso de bio-acumulación llegan a nosotros. Los organismos más pequeños asimilan más rápido el bisfenol A, luego son devorados por organismos más grandes que a su vez son devorados por otros más grandes, acumulándose grandes concentraciones de este compuesto, finalmente el hombre los pesca, los vende, preparan un cebiche y lo ingieren; así llega el bisfenol A a nuestro organismo.

Se ha determinado que con dosis menores a partes por trillón de bisfenol A se presentan desórdenes reproductivos en ciertos crustáceos y otros mariscos, aunque estos resultados aún no son concluyentes. El bisfenol A se almacena en el tejido graso y no es eliminado ni en las heces o las orinas. Pero recordemos que no solo en los pescados y mariscos puede haber altas concentraciones de este compuesto, también en las cosas que solemos almacenar en envases de plástico.

Vía Wired Science.

24 marzo, 2010

Conozcan al Pitohui, la ave venenosa

Hasta hoy no sabía que existían aves venenosas, pero ¿como podría ser esto posible?, si en casi todos los grupos de vertebrados hay animales venenosos como ciertas ranas, peces, reptiles, y mamíferos. El pitohui variable (Pitohui kirhocephalus) es un ave que habita las selvas de Papúa y Nueva Guinea, pertenece a la familia de las Pachycephalidae, son omnívoras y presentan unas poderosas neurotoxinas alcaloides de la familia de las batraciotoxinas, el mismo veneno que cubre la piel de las ranas venenosas como las del género Phyllobates, que son usadas para envenenar las puntas de los dardos de los cazadores nativos de la selva.

Este veneno esta presente en las plumas y la piel del ave y ataca los potenciales eléctricos de los canales de sodio de las neuronas. Esto afecta enormemente al sistema nervioso ya que no puede enviar las señales para el funcionamiento de ciertos órganos como el corazón o los pulmones, conduciendo a una muerte segura. No se sabe exactamente si el pitohui produce el veneno, pero lo más probable es que este sea adquirido gracias a su dieta, especialmente de los escarabajos del género Choresine.

No son bonitos los hongos?

…Siempre y cuando no crezcan en los pies.

Para ver la galería completa visiten: http://englishrussia.com/index.php/2008/09/23/slime-molds/

Geoingeniería… una solución al calentamiento global?

La geoingeniería, a veces referida como “Ingeniería Planetaria”, es una rama de la ingeniería que aplica los avances científicos y tecnológicos con el propósito de influenciar las propiedades de un planeta, en otras palabras, “tomar el control del planeta”. Mediante esta disciplina podríamos revertir el calentamiento global sin la necesidad de reducir nuestras emisiones de CO2. Se ve bastante prometedor no?, pero, muchas de las técnicas que se sugieren aplicar, tienen un efecto no previsto en otros sectores o presentan serios problemas técnicos.

Lo que plantea la geoingeniería se aprecia mejor en el siguiente gráfico:

[Click para agrandar]

En 1991, el volcán Pinatubo hizo erupción y rápidamente las cenizas que expulsó bloquearon la radiación solar reduciendo la temperatura global en 0.5°C al siguiente año. Entonces, la geoingeniería se basa en este principio, depositar partículas de composición química similar a las cenizas expulsadas por los volcanes (como sulfuros) en la estratósfera, para que de esta manera la radiación solar sea bloqueada. Otros más radicales y que se fumaron su “troncho” barato piensan en poner gigantescos reflectores solares en órbita, de esta manera aumentar el albedo de la tierra. Pero, el problema no es el exceso o falta de radiación, sino que esta queda atrapada calentando el planeta. Además, la radiación solar es de vital importancia para muchos sistemas biológicos que requieren determinados niveles de energía solar y han evolucionado de tal manera que un cambio en esto podría llevarlos a la extinción al no poder adaptarse de un día para otro.

Las nubes también son unos importantes reflectores de la radiación solar con un albedo del 78% (nubes brillantes). La idea sería sembrar nubes, pero no podremos controlar su ubicación ya que esta depende de la dinámica de los vientos, además, las están formadas principalmente por vapor de agua, otro gas de efecto invernadero muy potente.

Entonces descartamos los sistemas que pretenden reflejar o bloquear la radiación solar, ahora no enfocaremos en capturar el CO2, gas que muchos científicos consideran como el principal contribuidor del calentamiento global, aunque las pruebas aún no son concluyentes. Una de las principales estrategias pensadas es la fertilización de los océanos con hierro, esto para promover el aumento del fitoplancton, quienes usan la fotosíntesis para producir sus nutrientes captando el CO2 del ambiente. Pero vimos que esta estrategia podría tener graves consecuencias ecológicas ya que, una de las diatomeas que forma parte del fitoplancton, tiene la capacidad de producir ácido domoico, una potente neurotoxina que podría afectar la vida de muchos animales marinos, provocando un desequilibrio ecológico al romper las cadenas tróficas.

Otra estrategia que se propone es bombear el CO2 del ambiente de forma líquida al fondo del mar o a los pozos de petróleo ya explotados. Pero, cuanta energía se requiere para bombear miles de litro a cientos de metros bajo el mar o la tierra? y de donde saldría esta energía? Creo yo que si seguimos con nuestra fuente de energía actual, el petróleo y derivados, se producirá más CO2 en el proceso de bombeo del que se está bombeando. La energía solar o eólica no son muy eficientes, debido a sus bajos rendimientos (solo un pequeñísimo porcentaje de energía solar que llega a un panel es transformado en energía eléctrica), tal vez la solución sea la energía nuclear.

Una solución más viable pueden ser los cultivos genéticamente modificados, diseñados para captar la mayor cantidad de CO2 posible y derivarlo a la producción de frutos más grandes, tallos más altos y otras características que mejores el rendimiento de los cultivos. Pero, serán pocos los cultivos que serán diseñados con estas propiedades (unas pocas especies) generando terrenos extensos de monocultivos, desplazando a los cultivos nativos de gran diversidad genética y volviéndose vulnerables al desarrollo de plagas y enfermedades resistentes a los cultivos genéticamente modificados que podría llegar a diezmarlos.

En mi opinión, la geoingeniería no es la mejor solución para contrarrestar el calentamiento global, muchas de sus estrategias tienen consecuencias inesperadas en los ecosistemas, los sistemas biológicos, la sociedad, etc. Son buenos para solucionar problemas puntuales, pero recordemos que en nuestro planeta todo está interconectado, lo que hagamos en un punto afectará lo que pase en otro punto al otro lado del mundo.

22 marzo, 2010

Una tortuga feliz

Por que está feliz? Bueno, porque hoy es el Día Mundial del Agua y como la gripe no me deja escribir algo al respecto, me limitaré a poner solo esta imagen.

Para este año el eslogan de la campaña es “Agua limpia para un mundo sano”, esto porque cada día mueren cerca de 4000 niños debido a la falta de sanidad y crisis del agua en el mundo. Muchos lugares no tienen acceso al agua y los que lo tienen no tienen un baño donde hacer sus necesidades, viéndose obligados a hacerlo en cualquier lugar, contaminando sus fuentes de agua como ríos, lagos, lagunas o pozos. Así que participa de la campaña la cola de baño más grande del mundo para concientizar a los políticos a construir más baños rurales alrededor del mundo.

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En países en desarrollo el 80% de las aguas servidas son descargadas a los ríos y mares sin ser tratadas previamente viéndose afectadas más de 1000 millones de personas.

21 marzo, 2010

Los lugares más contaminados del mundo

La revista Power & Energy ha publicado un infográfico de las 10 regiones más contaminadas del mundo, siendo Sumgayit en Azerbaiyán y Linfen en China, las que ubican las dos primeras posiciones. La primera, no ha podido manejar sus emisiones de carbono como resultado de la producción en masa de químicos agrícolas e industriales. China alberga a dos de las zonas más contaminadas del mundo —la segunda y la tercera— las cuales son la base del crecimiento económico chino, Linfen produce la energía mientras que Tianying los principales productos de exportación.

La Oroya está ubicado en el sexto puesto, donde el 99% de la población presentan niveles de metales pesados superior a los límites aceptables, además presenta una alta tasa de muertes prematuras y se ha perdido por completo la vegetación debido a las lluvias ácidas.

En la novena posición esta Chernóbil, lugar donde ocurrió la peor catástrofe nuclear del mundo en 1986. Si bien ya han pasado casi 25 años, la zona cercana al desastre sigue siendo inhabitable debido a los altos niveles de radiación. No es de extrañarse que, a pesar de los años, siga siendo una zona muy contaminada, ya que elementos radiactivos como el Cesio-137 y el Estroncio-90, necesitan de unos 30 años para disminuir su radiactividad a la mitad (periodo de semidesintegración), y en ese accidente se liberaron 2.29 Mega Curíes (MCi) de Cs-137. También se liberó 47.29MCi de Iodo-131, pero su tiempo de semidesintegración es de solo 8 días, así que sus efectos fueron inmediatos.

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Vía Power & Energy.

Monsanto detecta gusano rosado resistente al algodón Bt

Como… Monsanto detecta que su propia tecnología ha fallado? Insectos comunes pueden llegar a desarrollar resistencia a las plantas genéticamente modificadas, tal como los microorganismos lo hacen a los antibióticos usados para combatirlos, pero ninguna empresa farmacéutica dirá que los gérmenes han adquirido resistencia a sus antibióticos. Según Monsanto, se detectó en campos de algodón, en el oeste de la India, una supervivencia “inusual” de gusanos rosados a la proteína tóxica codificada por el gen Cry1Ac de la bacteria Bacillus thuringiensis (Bt), siendo “el primer caso relevante de resistencia al Cry1Ac en el mundo”.

Esto ha dado un impulso a los que critican a los cultivos GM como Pushpa M. Bhargava, director del Centro de Biología Celular y Molecular en Hyderabad, quien sugirió al gobierno indio a dar una moratoria de 10 años al uso y cultivo de plantas GM y que se prohíba la comercialización de la berenjena GM

En un comunicado dado el 5 de marzo, Monsanto dijo que durante el 2009 se monitoreó campos de cultivo de algodón Bollgard (primera generación de algodón GM que expresa sólo una proteína Bt) de Gujarat y se recolectaron “una gran cantidad” de gusanos rosados. En el laboratorio, los insectos fueron alimentados con toxinas Bt, a concentraciones normalmente letales, y sobrevivieron. Según Monsanto, el problema pareció ser aislado, pero sugirió a sus clientes a cambiar sus cultivos por el algodón Bollgard II (segunda generación de algodón GM que expresa dos proteínas Bt).

La India es el segundo productor de algodón en el mundo después de China. Sembró algodón GM por primera vez en el 2002 y, actualmente, representa el 83% de todo el algodón sembrado en ese país. Antes de la revelación de la resistencia del gusano rosado al algodón Bollgard, más del 65% de los agricultores ya habían adoptado el Bollgard II, y se espera que para este año sea el 90% (claro, después de esta revelación nadie querrá quedarse con el Bollgard).

A pesar que Monsanto diga que es la primera vez que se reporta resistencia alguna al Cry1Ac, el entomólogo Bruce Tabashnik de la Universidad de Arizona en Tucson, dice que científicos, que no pertenecen a las industrias de las plantas GM, han reportado resistencias al Bt en cultivos de Sudáfrica y Estados Unidos.

Según el director del Instituto Central de Investigación del Algodón (CICR), el entomólogo Keshav Raj Kranthi, dijo que en los 8 años que monitorean los cultivos de algodón no han detectado algún tipo de resistencia y reclama que Monsanto “debería analizar decenas de miles de especímenes para hacer este tipo de afirmaciones ya que es un misterio que Monsanto esté tratando de matar su propia tecnología”. Monsanto respondió que las pruebas de resistencia fueron hechas según “procedimientos rutinarios” y no quiso entrar en detalles de su metodología.

La verdad no veo bien que pretende Monsanto con este tipo de comportamientos. Una explicación que le encuentro es que los agricultores se vean forzados a cambiar sus cultivos por el algodón de segunda generación ante esta amenaza, y de esta manera, compren semillas Bollgard II, que de seguro son más costosas que las anteriores. Pero aun así no justifica que los consumidores empiecen a desconfiar de su tecnología, pero Monsanto sabe bien que aquel que optó por cultivar el algodón Bt ya no podrá volver a cultivar el algodón natural, porque los campos de cultivo están bañados con herbicidas que solo permiten el crecimiento de plantas resistentes a ellos, o sea, los GM.

Referencia:

Bagla, P. (2010). Hardy Cotton-Munching Pests Are Latest Blow to GM Crops Science, 327 (5972), 1439-1439 DOI: 10.1126/science.327.5972.1439

20 marzo, 2010

La naturaleza en números

Espectacular video inspirados en la geometría basada en la secuencia de Fibonacci y la proporción dorada de 1,68

El LHC supera su propio record

Ya todos conocemos el LHC o Gran Colisionador de Hadrones, un acelerador de partículas de nos 27Km de diámetro que intentará develar los secretos del origen del universo. El día de ayer en la mañana creó rayos de partículas energéticas de 3.48 trillones (3.48*1012) electrón voltios (TeV), superando su propio record hecho en diciembre donde alcanzó los 1.18TeV. Un electrón voltio es una medida usada para cuantificar la energía de partículas subatómicas y ondas electromagnéticas (electrones, neutrones, protones, rayos gama, alfa, partículas beta, etc.), la cual equivale a 1,602176462 × 10-19J. Entonces, 3.48TeV es una cantidad asombrosa de energía ya que sólo la fisión de un átomo de Uranio producido en los núcleos de los reactores nucleares o bambas atómicas produce 200MeV (200*106 electrón voltios).

Pero si esto parece mucho, el LHC está diseñado para producir rayos de partículas energéticas de 7TeV, o sea, sólo ha alcanzado su 50% de capacidad. El uso que se le dará a estas partículas altamente energéticas es de colisionarlas frontalmente entre sí para generar una espectacular pequeña explosión y así entender, de una vez por todas, la naturaleza de la masa, la materia oscura y el origen del universo y permitirá descubrir nuevas partículas sub-sub-atómicas. Además, por fin se podrán validar o rechazar muchos modelos teóricos de la física cuántica como la teoría de cuerdas, la energía oscura, el bosón de Higgs y se podrán observar fenómenos inimaginables.

Vía Wired Science.

19 marzo, 2010

La guerra de los espermas

En los insectos altamente socializados, como las abejas y las hormigas, se tiene una reina que es la única capaz de producir huevecillos. La reina por lo general es grande y gorda y solo vive echada en el centro del cubil, donde los súbditos viven para alimentarla, limpiarla y cuidarla. Pero, cuando la reina quiere sexo para fertilizar sus huevos, tiene dos opciones —dependiendo de la especie— tener un solo semental (monandra) o muchos donadores (poliandra). Cuando es monandra la cosa es sencilla, el macho acumula mucho esperma durante su vida y cuando llega la hora lo depositan todo y fertiliza todos los huevecillos. Pero, cuando la reina es poliandra, la cosa cambia.

Cuando son muchos machos los que quieren depositar su material genético, compiten ferozmente entre sí para depositar la mayor cantidad de esperma en la reina. Pero la guerra no termina aquí. Una vez que el esperma está dentro de la reina, liberan sustancias químicas que incapacitan al esperma rival. Investigadores de la Universidad de Copenhague, lideradas por la Dra. Susanne den Boer, investigaron este comportamiento y observaron que las sustancias que liberan son inocuas para si mismos, pero si lo son hasta para el esperma de sus propios hermanos.

Este experimento se hizo exponiendo los espermas de diferentes especies a sus propios espermas, al de sus hermanos y al de machos parentalmente no relacionados. Observaron que en especies donde la reina es monandra, los fluidos seminales tenían los mismos efectos beneficiosos sobre su propio esperma y el de otros machos; en cambio, en las especies donde la reina acumula el esperma de diferentes machos, las tasas de supervivencia disminuyeron considerablemente en los espermas de los hermanos o de otros machos en sólo 30 minutos.

Uno puede pensar que este comportamiento es beneficioso, porque de esta manera se asegura que el esperma más resistente será el más apto y dará una mejor descendencia, pero esto no es así. Desde el punto de vista de la reina esto es un problema, porque requiere de una gran cantidad de esperma para poder fertilizar todos los huevecillos que produzca durante su vida, así que en la espermateca, la reina tiene un fluido que aplaca esta guerra y suprime el efecto destructivo de los fluidos seminales rivales, llevándolos a una paz eterna.

Vía Not Exactly Rocket Science.

17 marzo, 2010

Como los Fusarium se vuelven patógenos?

ResearchBlogging.orgLos Fusarium son los hongos patogénicos más diversos y ampliamente distribuidos de las plantas. Tenemos especies que tienen un rango de infección muy selectivo como F. graminearum (Fg) y F. verticilliodes (Fv), que sólo infectan cereales; mientras que F. oxysporum (Fo) puede infectar tanto plantas monocotiledóneas como dicotiledóneas, así como personas inmunocomprometidas y otros mamíferos. Así como hay Fusarium malos —patógenos—, también hay buenos —no-patógenos. La diferencia entre ellos es que los primeros presentan genes que codifican para enzimas hidrolíticas, proteínas transportadoras de membrana y algunos factores de transcripción que facilitan la colonización e infección de las plantas. Ahora, la pregunta es, ¿por qué los Fo tienen un mayor rango de infección?

fusarium Investigadores del Broad Institute, liderados por el Dr. Li-Jun Ma, secuenciaron los genomas de una cepa de Fv y una de Fo, la F. oxysporum f.sp. lycopersici (Fol), un patógeno del tomate —el genoma de Fg ya ha sido previamente secuenciado— y los compararon entre sí para ver sus diferencias. El genoma de Fol era el más largo con ~60Mb, seguido por Fv con ~42Mb y Fg con ~36Mb. Además Fo presentaba 15 cromosomas, mientras que Fv 11 y Fg sólo 4, esto debido a procesos de fusión de cromosomas. A excepción de los telómeros, los 11 cromosomas de Fv correspondían a 11 de los 14 cromosomas de Fol. Los cuatro cromosomas extra que tenía Fol se les denominó regiones específicas del linaje, Fol LS (Fol lineage-specific regions). Esta región era rica en transposones (95% de todos los transposones de Fol).

fusarium1 DotPlot de la correspondencia de los cromosomas de Fv y Fo (líneas diagonales)

¿Pero que hace especial a la región Fol LS? Sólo el 20% de los genes que fueron predecidos para esta región codificaban para proteínas conocidas y, principalmente, correspondían a efectores de necrosis, factores de virulencia, factores de transcripción (inducción de producción de etileno) y proteínas envueltas en la transducción de señales, y todas secretadas a la planta infectada, en otras palabras, todos estos genes estaban relacionados con la patogenicidad de Fol. También presentaban genes envueltos en el metabolismo de los lípidos, ya que su patogenicidad se basa en señales lipídicas. Otra especie de Fusarium, F. solani, también tiene 3 cromosomas LS, con genes diferentes al Fol LS, pero con la misma función de mejorar la patogenicidad.

fusarium2 Otra pregunta. ¿Cuál es el origen de las regiones LS?. Se manejaban tres hipótesis: 1) Fol LS estaba presente en el último ancestro común de los tres Fusarium pero se perdió en Fs, Fv y Fg, 2) Fol LS se originó a partir del genoma central (corresponde a los genes presentes en las tres especies) mediante duplicación y divergencia o 3) Fol LS se adquirió por transferencia horizontal, o sea, otra especie se la transfirió… Manda un mensaje de texto con tu opción favorita al 90990 y gana una placa petri con Fusarium. Las dos primeras hipótesis se descartaron por que al comparar las secuencias de los genes Fol LS con los genes del genoma central, sólo el 50% eran homólogos. Además, los codones más usados por los genes de Fol LS eran distintos al del genoma central (los genes Fol LS eran ricos en GC en la tercera posición del codón), lo cual indica un diferente origen evolutivo, esto ha sido confirmado con el análisis filogenético, donde la región Fol LS se ubica fuera del grupo Fv, Fg y Fo. Además, los genes de Fol LS tenían el mismo grado de homología con genes de otras especies. Al hacer un BLAST —comparar las secuencias, con todas las secuencias presentes en el GenBank del NCBI—, los genes de Fol LS, también eran homólogos a genes de otros ascomicetos, principalmente de otros Fusarium, lo que indica que la respuesta más parsimoniosa del origen de Fol LS es la transferencia horizontal.

Ahora surge otra pregunta. Si el origen de Fol LS ha sido por transferencia horizontal, entonces, ¿Fol debe tener la capacidad de transferir su región LS a otros Fusarium no-patógenos y volverlos patógenos? Entonces se hicieron pruebas de co-cultivo de una cepa patogénica, Fol007 (como el agente) con una no patogénica, Fo-47, y dos patógenas de otras especies, Foc (patógena del plátano) y Fom (patógena del melón). Se identificó que los principales genes de virulencia del tomate se encontraban en el cromosoma 14 de Fol (uno de los cromosomas Fol LS). Así que al cromosoma 14 se le adjuntó un gen de resistencia a zeocina (un antibiótico selectivo, si no esta presente, el Fusarium muere si el medio tiene zeocina) y a los Fusarium que serán los receptores se les introdujo el gen de resistencia a la higromicina (otro antibiótico selectivo). Se mezclaron y sembraron 1:1 (Fol:[Fo-47, Foc, Fom] una por una) las conidias de los Fusarium y después de 6 semanas germinaron. Se seleccionaron solo las colonias que sobrevivieron a medios de cultivo con los dos antibióticos selectivos (las que llegaron a recibir el cromosoma 14 de Fol). Solo Fo-47 llegó a sobrevivir, y se le denominó Fo-47+. Tal como lo esperaron, Fo-47+ se volvió patógena e infectó las plantas de tomate. Y por si fuera poco, dos de ellas eran altamente patógenas. Al analizar sus cromosomas, se observó que las Fo-47+  más patógenas tenían otro cromosoma Fol LS extra, a parte del cromosoma 14).

fusarium3

Para terminar, la transferencia de genes de virulencia puede ser un mecanismo muy común en la naturaleza, entender mejor como se da este mecanismo y como evolucionan los patógenos nos ayudará a diseñar mejores estrategias para controlar sus daños a los cultivos. Además, este descubrimientos nos indica que los patógenos evolucionan rápidamente, se adaptan fácilmente, aumentando la incidencia de enfermedades.

Referencia:

Ma, L., van der Does, H., Borkovich, K., Coleman, J., Daboussi, M., Di Pietro, A., Dufresne, M., Freitag, M., Grabherr, M., Henrissat, B., Houterman, P., Kang, S., Shim, W., Woloshuk, C., Xie, X., Xu, J., Antoniw, J., Baker, S., Bluhm, B., Breakspear, A., Brown, D., Butchko, R., Chapman, S., Coulson, R., Coutinho, P., Danchin, E., Diener, A., Gale, L., Gardiner, D., Goff, S., Hammond-Kosack, K., Hilburn, K., Hua-Van, A., Jonkers, W., Kazan, K., Kodira, C., Koehrsen, M., Kumar, L., Lee, Y., Li, L., Manners, J., Miranda-Saavedra, D., Mukherjee, M., Park, G., Park, J., Park, S., Proctor, R., Regev, A., Ruiz-Roldan, M., Sain, D., Sakthikumar, S., Sykes, S., Schwartz, D., Turgeon, B., Wapinski, I., Yoder, O., Young, S., Zeng, Q., Zhou, S., Galagan, J., Cuomo, C., Kistler, H., & Rep, M. (2010). Comparative genomics reveals mobile pathogenicity chromosomes in Fusarium Nature, 464 (7287), 367-373 DOI: 10.1038/nature08850

16 marzo, 2010

La fertilización de los océanos con hierro, no es la solución para el calentamiento global

El CO2 es considerado como el principal responsable del calentamiento global, aunque no se ha podido demostrar fehacientemente si lo es. Sin embargo, muchos científicos en el mundo buscan estrategias para disminuir sus concentraciones en la atmósfera. Una de ellas es la fertilización de los mares con sulfato de hierro, esto para estimular el crecimiento del fitoplancton (diatomeas), organismos microscópicos que realizan la fotosíntesis, absorbiendo el CO2 del ambiente para producir sus nutrientes. Según esta lógica, cuanto más de estos organismos fotosintéticos hay, más CO2 se absorberá; y a medida que van creciendo, se van hundiendo en el fondo del mar, llevándose consigo este gas.

ResearchBlogging.orgSin embargo, los experimentos realizados se han enfocado principalmente en la capacidad de absorber el CO2 mas no en los efectos sobre los ecosistemas marinos y sus potenciales impactos ecológicos. En estos experimentos, las especies del género Pseudonitzschia, son las más abundantes. Esta especie tiene la capacidad de producir una potente neurotoxina, el ácido domoico (AD). Solo se hicieron dos estudios para evidenciar la presencia del AD en aguas fertilizadas (uno en una región oceánica conocida como EisenEx y otra en un laboratorio), en ninguno de ellos se reportó cantidades mensurables. Así que investigadores de la Universidad de Ontario del Oeste, Canadá, liderados por el Dr. Charles Tricka, realizaron mediciones in situ y experimentos in vitro que demuestran la capacidad de las especies de Pseudonitzschia de producir el AD y su grado de producción en presencia del hierro.

DA Primero colectaron muestras de la estación oceánica PAPA (OSP; 50° N, 145° W), cuyas aguas tienen bajos niveles de hierro. Se detectó una baja concentración de especies de Pseudonitzschia (<1000 células.L-1) mientras que la concentración de AD fue ~30pg.L-1 a 5m de profundidad. Sólo se observaron dos especies en las muestras colectadas: Pseudonitzschia turgidula, en mayor abundancia, y P. cf granii en menor cantidad. Se tomaron muestras y se hicieron tres cultivos en “batch”, uno como control, el segundo con Fe 1nM y el tercero con Fe 1nM + Cu 10nM. Las concentraciones de AD aumentaron en cuando se añadía Fe, y más aún, cuando se añadía en compañía de Cu. Este aumento de AD favorecía enormemente el desarrollo de Pseudonitzschia cambiando la estructura poblacional del fitoplancton.

El AD es importante para esta diatomea porque le permite capturar el cobre y hierro de manera más eficiente, pero, desafortunadamente, es muy tóxico para los animales. En las costas de la Columbia Británica y Washington, la fertilización con hierro trajo graves consecuencias ecológicas, muchos animales murieron a causa de esta potente toxina. Además, el AD se acumula en los peces, y al ser consumidos por los humanos, les produce pérdida de la memoria de corto plazo, la permanente y hasta podría ser fatal.

Si bien este estudio es a pequeña escala, y muchas veces, no se acerca a las condiciones reales, se debe entender bien las condiciones en la que el AD se genera, comparar los efectos de hierro en diferentes mares del mundo, donde las concentraciones varíen unas con respecto a las otras. Debemos también recordar que las Pseudonitzschia afloran cerca a las orillas y no lo hacen en mar abierto, donde se está considerando hacer esta fertilización. Pero, si es que llega a desarrollarse en estas zonas y produce el AD, generará un desequilibrio ecológico por la muerte de algunas especies, rompiendo las cadenas tróficas marinas. Se debe tener mucho cuidado al usar este tipo de estrategias ya que al beneficiar a uno se podría perjudicar al otro.

Referencia:

Trick, C., Bill, B., Cochlan, W., Wells, M., Trainer, V., & Pickell, L. (2010). Iron enrichment stimulates toxic diatom production in high-nitrate, low-chlorophyll areas Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.0910579107

14 marzo, 2010

De que color eran las plumas de los dinosaurios?

Uhm… un momentito, los dinosaurios tenían plumas? La respuesta es sí. Ciertas especies tenían plumas, de ahí viene una hipótesis de que las aves son descendientes de los dinosaurios, aunque aún no se ha determinado si las plumas son una forma de escamas. Siempre se ha especulado como era la apariencia de los dinosaurios, de que colores eran, y más aún si estos tenían plumas, pero es muy difícil de saber porque los fósiles no retienen los colores ya que, con el tiempo, los pigmentos biológicos se degradan.

ResearchBlogging.orgHablando de pigmentos, el principal del reino animal es la melanina, el cual se sintetiza y almacena en los melanosomas. Si las plumas tenía colores, de seguro tienen melanosomas y si tenemos un fósil bien preservado, podemos identificar los melanosomas; y en base a su forma, tamaño, densidad y distribución podemos determinar que color expresaban y tener una idea del patrón de colores de las plumas de los dinosaurios.

Investigadores del Museo de Historia Natural de Beijing, liderados por Quanguo Li, examinaron un espécimen de Anchiornis huxleyi, un fósil del jurásico tardío, que mantenía mayoría de sus plumas muy bien preservadas. Se tomaron muestras de plumas diferentes partes del fósil y se analizaron bajo un microscopio electrónico de barrido con el fin de observar los melanosomas y caracterizarlos según su morfología y distribución.

Anchiornis huxleyi

En base a los datos obtenidos de los melanosomas de las aves modernas, existen cuatro propiedades —variación del eje largo, inclinación del eje corto, el radio de aspecto y la densidad— que identifican un tipo de pigmentación, ya sea negro, gris, marrón o rojo. Por ejemplo, los melanosomas que producen pigmentos negros o grises son largos y estrechos, mientras los que producen pigmentos marrones o rojos son cortos y rechonchos. En total se sacaron 29 muestras, de las cuales a 24 se les asignó un determinado color con un 90% de probabilidad y sólo a tres muestras no se les pudo determinar el color por tener patrones ambiguos y se interpretaron como sin pigmentación. La morfología de los melanosomas son usados como diagnóstico de la pigmentación negra o marrón, es la densidad de estos los que dan la pigmentación gris o rojiza.

Entonces, en base a estos datos, nuestro dinosaurio tendría la siguiente apariencia:

anchiornis_huxleyi

Este método de correlación entre la reconstrucción de los colores en base a la morfología y densidad de los melanosomas podría ser extrapolado a otras especies de dinosaurios plumados. Además, el patrón de colores del Anchiornis huxleyi es bastante similar al de las aves modernas. Entonces, posiblemente, este patrón de colores también cumplía las funciones que cumple en las aves modernas que son la de comunicación sexual, vistosidad para atraer parejas para la reproducción, competencia intra e interespecífica.

Referencia:

Li, Q., Gao, K., Vinther, J., Shawkey, M., Clarke, J., D'Alba, L., Meng, Q., Briggs, D., & Prum, R. (2010). Plumage Color Patterns of an Extinct Dinosaur Science, 327 (5971), 1369-1372 DOI: 10.1126/science.1186290

13 marzo, 2010

Qué mas se perdió con el terremoto de Chile

Cuando se habla de las cuantiosas pérdidas materiales del terremoto que azotó el territorio chileno, sólo se habla de la destrucción de casas, carreteras y puentes. Pero que hay de la ciencia?

Los que sufrieron los peores daños fueron las Universidades de Concepción y Talca, ambos importantes centros de investigación en Chile. La primera alberga el centro de investigación química más importante del país sureño, el cual incluía un laboratorio de polímeros de última generación. La segunda alberga un centro de biotecnología agrícola de avanzada, cuyas pérdidas equivalen a unos 10 millones de dólares. Los investigadores de estas universidades recién pudieron regresar a sus laboratorios esta semana para recuperar lo poco que queda. El terremoto los ha retrasado al menos 4 años, si no son 10. Danilo Gonzáles, bioinformático de la Universidad de Talca, dijo que las computadoras de última generación que poseía el laboratorio se destruyeron, perdiéndose muchas tesis de pre y post-grado.

La ciencia en Chile ha crecido mucho durante los últimos 20 años, pero este terremoto tendrá un grave efecto en este avance. Por ahora la prioridad del gobierno es reconstruir las ciudades y las viviendas de los damnificados, las universidades y sus laboratorios de investigación pasarán a un segundo plano.

Pero no sólo el terremoto trajo destrucción, el tsunami que siguió al sismo mató a un ecólogo que hacía investigación en la isla Robinson Crusoe así como a una bióloga marina cuyo cuerpo fue hallado cerca a la orilla al día siguiente. La ola también arrasó con la estación de investigación marina de la Universidad de Concepción perdiendo, además, una colección de muestras marinas de 50 años, la biblioteca especializada, microscopios y otros equipos. Esta estación llevaba a cabo un importante programa de oceanografía, con colaboradores norteamericanos y europeos quienes investigaban la alta productividad de los mares chilenos.

quakeEn Santiago, el terremoto destrozó una moderna edificación de cuatro pisos de la Universidad de Chile, el cual albergaba los laboratorios de biología, destruyendo la cristalería (tubos, matraces, erlenmeyers, etc), microscopios, termocicladores, incubadoras y refrigeradoras. Un laboratorio no puede existir sin refrigeradoras y congeladoras, todos los reactivos, especialmente los de origen biológico como enzimas, proteínas, reagentes para PCR o secuenciamiento, ya se echaron a perder porque necesitan de bajas temperaturas para poder permanecer viables. Los cultivos celulares, las cepas liofilizadas, los plásmidos, muestras de ADN, todo se ha perdido.

Esperemos que estos centros de investigación no tarden tanto en recuperar la mayor parte de lo perdido, por suerte, lo más importante que es el conocimiento adquirido mediante las investigaciones no se han perdido, siguen intactas en publicaciones y en la experiencia de cada uno de sus profesionales. El gobierno chileno sabe muy bien lo importante que es apostar por la ciencia y la tecnología para el desarrollo de su país, así que no tomará mucho tiempo en volver ha ser lo que era.

Ojalá que en nuestro país, algún día, se den cuenta que es esa la clave del desarrollo, invertir en ciencia y tecnología, no dar las sobras a las universidades para que hagan investigación. Con el dinero invertido en un tanque chino —el cual nunca llegaremos a usar, o si lo usamos se malogrará— se hubieran financiado una buena cantidad de investigaciones, y nuestro país avanzaría más de lo que “dicen” que ahora esta avanzando.

Referencia:

Vía Science. Chile's Earthquake May Set Back Research for Years. doi.10.1126/science.327.5971.1308

12 marzo, 2010

El “cuco”

No, no es el cuco, pero parece… Parece la sombra de uno de esos fantasmas que aparece en los dibujos de antaño pero simplemente es un cefalópodo de la especie Enteroctopus dofleini.

Vía Pharyngula.

11 marzo, 2010

Un reto a la determinación del sexo

Empecemos por lo más fácil. Todos los animales superiores —haciendo referencia a los vertebrados— se pueden diferenciar claramente entre un macho y una hembra, ya sea a simple vista o hurgando un poquito más entre las piernas. Entonces, ¿cuál es la diferencia entre un macho y una hembra, genéticamente hablando? En los mamíferos, los machos son XY y las hembras XX; en los ornitorrincos —conocidos comúnmente como “los mamíferos que ponen huevos”— tienen 10 cromosomas sexuales, siendo machos los XYXYXYXYXY; y en las aves tenemos a los cromosomas Z y W, siendo machos los ZZ y hembras los ZW.

En los mamíferos, lo que principalmente determina el sexo son los testículos, los ovarios y las hormonas que estos órganos (gónadas) producen. Si se produce testosterona, el individuo desarrollará tejidos masculinos, a pesar que sus células sean genéticamente femeninas (XX); por otro lado, si se produce estrógeno, se desarrollarán tejidos femeninos, a pesar que sus células tengan el cromosoma Y. Sin embargo, estos defectos son muy poco frecuentes porque, a pesar de que el cromosoma Y es chiquitito comparado con el X, tiene un gen fundamental para el buen desarrollo sexual de las gónadas: el gen SRY. Este gen hará que las células germinales de los órganos sexuales se desarrollen en testículos, los cuales liberarán la testosterona para diferenciar a un individuo como masculino. En ausencia de este gen, que puede ser en un XX o un XY cuyo Y ha perdido el gen SRY, las células germinales formarán un ovario, formando un individuo femenino.

gynandromorphous Pero, como en el mundo natural no todo es tan natural como parece, ciertos pollos tienen tanto células masculinas como femeninas al mismo tiempo, es más, la mitad de su cuerpo es ZZ (genéticamente macho) mientras que la otra mitad es ZW. A estos individuos se les llama ginandromorfos. El lado masculino del pollo es más corpulento, tiene espolones y sus plumas son mas oscuras; mientras que el otro lado, es más delgado, plumas más claras, sin espolones y cresta pequeña. A pesar que los dos lados del pollo estén sometidos a las mismas dosis de hormonas, son sexualmente diferentes!. Entonces, en las aves, especialmente en los pollos, la determinación del sexo es únicamente de forma genética, diferenciándose del patrón mamífero, el cual era considerado universal para todos los vertebrados.

Investigadores de la Universidad de Edimburgo, liderados por Debiao Zhao estudiaron a tres de estos pollos: uno tenía un testículo en el lado masculino, el otro tenía un ovario en el lado femenino y el tercero tenía un extraño órgano híbrido, parte ovario y parte testículo. Cada órgano bombea una determinada hormona, pero cada lado del pollo responde de manera diferente, ¿por que?.

Para eso marcaron las células embrionarias sexuales con la proteína verde fluorescente (GFP). Si se observa un brillo verde bajo la luz UV, la célula marcada estará presente. Así que trasplantaron células embrionarias sexuales de un animal al otro. Si la célula trasplantada era del mismo sexo que las células receptoras, esta se integraba al tejido y desarrollaba el órgano sexual correspondiente. Pero, si la célula trasplantada era del sexo opuesto, esta era desterrada del tejido. En mamíferos, específicamente en ratones, cuando se hace este mismo experimento, la célula XX puede integrarse y formar parte del testículo, tal como la célula XY puede integrarse y formar parte del ovario. En cambio en las aves no pasa esto, las células mantienen su identidad sexual a pesar de ser puestos en nuevos entornos, con una alta presión hormonal.

Los científicos también crearon órganos híbridos, “ovo-testículos”, trasplantando varias células femeninas en un embrión masculino. A pesar que las células femeninas estaba rodeadas de muchas masculinas, no les importó y empezaron a desarrollar el tejido para el cual estaba programadas, el ovario.

Este estudio ha puesto en evidencia que no basta con tener una carga hormonal determinada para diferenciar un sexo del otro, tampoco la carga genética es suficiente para la determinación del sexo, hay muchos mecanismos que aún no han sido estudiado, sobre todo en animales inferiores como los insectos, nemátodos, platelmintos, etc.

Referencia:

SEX DETERMINATION. An avian sexual revolution. Lindsey A. Barske and Blanche Capel. Nature.

10 marzo, 2010

Presentación del libro “Aves de Perú”

Nueva imagen

 

 

Viernes 19 de marzo de 2010

Hora: 5.30 pm
Lugar: Auditorio del Centro Cultural      Santiago de Surco
Dirección: Parque de la Amistad
Av. Caminos del Inca cuadra 21

 

 

 

El Centro de Ornitología y Biodiversidad (CORBIDI) los invita a la presentación de la edición en español del libro “Aves de Perú”, escrito por Thomas S. Schulenberg, Douglas F. Stotz, Daniel F. Lane, John P. O’Neill y Juan Manuel del Mar. Para celebrar este día, CORBIDI ha planificado varias actividades. A continuación tienen el programa.

Viernes 19 de marzo

Ciclo de charlas sobre aves del Perú
8:30-9:00 Inscripción
9:00-9:45 "Tenemos la guía de campo. ¿Ahora qué? Perspectivas a futuro del
conocimiento de las aves de Perú" por Tom Schulenberg
9:45-10:30 "El caso de Turdus sp. nov., un ejemplo de taxonomía esquiva" por Dan Lane
10:30-10:45 Receso
10:45-11:30 "40 años de expediciones. ¿Qué nos falta? por John O’Neill
11:30-12:15 "Diversidad de aves en gradientes altitudinales" por Douglas Stotz
12:15-13:00 "Aves amenazadas del Perú. ¿Cómo evitar extinciones?" por Fernando Angulo, representante de Birdlife en Perú
13:00-14:30 Receso para almorzar

Talleres participativos sobre observación de aves
14:30-15:00 Presentación oficial de eBird Peru como herramienta para el observador
de aves (Tom Schulenberg)
15:00 -15:30 Taller sobre identificación de aves y presentación del libro: Introducción
a la observación de aves (Dan Lane)
15:30-15:45 Receso
15:45-17:00 Mesa redonda: La observación de aves como herramienta para
monitorear cambios, de cara al calentamiento global
Ponentes: Tom Schulenberg, Dan Lane, Douglas Stotz & John O’Neill.

Presentación del libro Aves de Perú
18:00 Palabras de bienvenida e inauguración del evento por el Alcalde de Surco, Juan Manuel del Mar
18:15 Palabras del Ministro del Ambiente Antonio Brack Egg
18:30 Palabras del representante del Ministerio de Agricultura-DGFFS
18:45 Palabras del representante de la embajada de los EEUU en Perú
18:00 Palabras de Tom Schulenberg (el legado de Ted Parker)
19:15 Palabras de John O’Neill (dinstinción a tres notables peruanos involucrados en la elaboración del libro)
19:30 Palabras de cierre y sorteo de 20 libros entre los asistentes
19:45 Cóctel de honor en sala de dioramas. Exposición/venta
20:15 Inauguración de los dioramas "Proceso de elaboración del libro” (permanecerá en el lugar para visitas posteriores)
21:30 Fin de actividades


Sábado 20 de marzo 2010

6:00 Salidas guiadas al campo: Villa, Pucusana, Lachay y/o Santa Eulalia (Tom Schulenberg, Dan Lane, John O’Neill, Fernando Angulo, Luis Alza, Thomas Valqui, entre otros)
Lugar de reunión: Parque de la Amistad, Surco
16:00-18:00 Retorno a Lima e ingreso de datos a eBird, conteo total de especies vistas en el día
18:30 Fin de actividades

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