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Para entender la paleoantropología. 3ª parte: La sistemática

Para entender la paleoantropología. 3ª parte: La sistemática

     Última actualizacón: 25 enero 2018 a las 13:35

Introducción

Creo que estamos atravesando uno de los momentos más interesantes en el ámbito de la paleoantropología, y ello por tres razones fundamentales: en primer lugar, asistimos a un incremento notable de los restos de homininos fósiles que están viendo la luz (buenos ejemplos de ello los tenemos en yacimientos como Atapuerca, Dmanisi, Denisova, la cueva Rising Star en Sudáfrica etc.). En segundo término, se han planteando atrevidas soluciones para los graves problemas detectados en la reconstrucción del árbol evolutivo de los homininos, propuestas que están permitiendo profundos replanteamientos en la disciplina (y no menos debates interesantes). Sólidos análisis cladísticos han puesto de manifiesto, por un lado, la incongruencia entre las filogenias extraídas de los datos moleculares y las construidas con datos morfológicos; y por otro, la enorme presencia de homoplasias 1, lo que dificulta sobremanera la elección de unas filogenias sobre otras. La tercera razón a destacar es la enorme influencia que los avances en la genética del desarrollo están ejerciendo en la biología evolutiva.

Como vimos en la segunda parte de esta serie (dedicada a la evolución), la sistemática es el estudio de la clasificación de las especies con arreglo a su historia evolutiva, lo que llamamos filogenia. Para lograr su objetivo utiliza como método la cladística, una rama de la biología comparada en la que los taxones se definen y reconocen únicamente por compartir caracteres derivados. Lo que hace la cladística es agrupar a las especies en “clados”, que vienen a ser “un grupo, una rama del árbol filogenético” (o árbol evolutivo, los dos términos son prácticamente sinónimos), esto es, el grupo o taxón formado por una sola especie y todos sus descendientes.

Para formar los clados hay que tener en cuenta dos tipos de caracteres: los caracteres primitivos, que son aquellos que se heredan de un antepasado anterior al nacimiento del clado y por eso se encuentran también en otros clados; y los caracteres derivados, que sólo se observan dentro del clado objeto de estudio porque aparecieron con la especie fundadora del mismo, es decir, se trata de un carácter nuevo evolucionado a partir de otro preexistente (éstos son los únicos que cuentan en el análisis filogenético). Los caracteres primitivos se llaman en cladística plesiomorfias, y para los derivados se usa el término apomorfia. Las sinapomorfias en cambio se dan cuando una apomorfia es compartida por dos taxones como, por ejemplo, el caso del pelo en los mamíferos (el estado alternativo, en nuestro caso la ausencia de pelo, sería una plesiomorfia).

Lo importante para la paleoantropología es tratar de identificar al menos un carácter apomorfo compartido por todos los miembros de un grupo que haya sido heredado de su especie ancestral. Por lo tanto, para poder completar el árbol evolutivo de un determinado grupo se exige que haya monofilia estricta, es decir, que todos los organismos incluidos hayan evolucionado a partir de un antepasado común. Este criterio se basa por completo en la idea de Darwin de la descendencia con modificación como resultado fundamental del proceso evolutivo.

En definitiva, la taxonomía es la teoría y práctica de la clasificación de los organismos y consta de dos aspectos diferentes: primero, es el proceso de clasificar organismos, clasificación que puede hacerse sobre la base de distintos criterios (el más importante es la filogenia como ya hemos apuntado); y en segundo lugar, es el proceso de nombrar las unidades reconocidas según las normas establecidas por el Código Internacional de Nomenclatura Zoológica 2. Mientras que nombrar las unidades taxonómicas es un proceso objetivo que debe seguir unas normas claras establecidas en dicho código, el reconocimiento de las unidades y su incorporación en la jerarquía es una cuestión menos rígida ya que las bases de cualquier clasificación depende de las intenciones de la persona que la realiza. El problema de seguir estrictamente el criterio de la filogenia es que las clasificaciones no son estables: habrá cambios cada vez que nuestro conocimiento sobre el registro fósil avance sea más completo, no solo al encontrar nuevos fósiles, sino también gracias a la mejora en las técnicas que se emplean en el estudio de los fósiles ya existentes.

Por todo ello la clasificación de los primates es, y probablemente siempre estará, en estado de cambio constante. Las clasificaciones son producto de la mente humana más que de la propia naturaleza y, por ende, pueden reflejar de forma legítima cualquier conjunto de criterios, siempre que se apliquen de forma consistente. En cualquier caso, y a pesar de estos inconvenientes, es imprescindible contar con una clasificación para facilitar la investigación. No se trata de una clasificación definitiva sino una clasificación de «consenso», lo que implica que habrá ―y los hay― muchos especialistas que no están de acuerdo con determinados taxones.

Aunque más adelante entraremos a fondo en estas cuestiones, no debemos terminar esta introducción sin ver hasta qué punto la cladística se ha convertido en un tema controvertido entre los especialistas. En este ámbito, el eminente paleontólogo y biólogo teórico George Gaylord Simpson ―uno de los padres de la teoría sintética de la evolución― ya constató a mediados del siglo pasado que podemos encontrarnos con dos tipos de taxonomistas: los hay que no dan demasiada importancia a las variaciones menores y agrupan los organismos en taxones ya existentes (esta práctica se conoce como agrupamiento); y están, por otro lado, quienes subdividen los taxones sobre la base de pequeñas diferencias, añadiendo categorías separadas para organismos que no se corresponden de manera natural con alguna de las clasificaciones ya existentes (esta práctica se denomina separación). Cuando lleguemos al final de esta anotación seremos capaces de reconocer a los lumpers, esto es, los agrupadores, y a los splitters, los separadores. Simpson los caracterizó estupendamente con su sutil ironía:

Los separadores hacen unidades muy pequeñas―sus opositores dicen que si pueden diferenciar dos animales, los colocan en diferentes géneros, y si no pueden distinguirlos, los colocan en diferentes especies. Los agrupadores hacen grandes unidades―sus opositores dicen que si un carnívoro no es un perro ni un oso, lo consideran un gato.

Para Jonathan Marks, profesor de antropología en la Universidad de Carolina del Norte en Charlotte, la distinción entre agrupadores y separadores tiene otras connotaciones: para los splitters cada fósil se convierte en el más importante, la clave que soluciona el difícil rompecabezas evolutivo; en cambio, para los lumpers son menos fósiles ―y menos paleoantropólogos― los que mantienen una posición privilegiada. Estas dos posturas suelen reflejar también las diferentes personalidades de los científicos, un tema muy interesante en el que profundizaremos en otro momento.

Esta dicotomía la hemos vivido sobre todo en las pasadas décadas cuando cada nuevo fósil que se recuperaba se convertía rápidamente en el nuevo “eslabón perdido”, la nueva pieza fundamental que venía a desentrañar el misterio de la evolución humana. Los paleoantropólogos que encontraban un fósil con algunas características sobresalientes defendían su pertenencia al clado humano, al tiempo que vertían dudas sobre el estatus de los especímenes descubiertos por otros. Sin embargo asistimos en los últimos años a un relajamiento de esta postura, planteándose los debates en tratar de clasificar correctamente los especímenes que se conocen. Destaca en este sentido la sensatez mostrada por el equipo ―con Svante Pääbo a la cabeza― que publicó los resultados del análisis genético de los fósiles de Denisova: pese a constatarse que se trata de una población desconocida hasta la fecha, han preferido esperar a recuperar más fósiles antes de aventurar su lugar en la filogenia humana.

Metodología

La principal tarea de cualquier análisis cladístico consiste en realizar una valoración correcta de los caracteres que varían entre los organismos o taxones objeto de estudio para establecer su proximidad filogenética. Para ello se emplean dos métodos: el primero consiste en comparar el grupo de especies que se está estudiando (ingroup en inglés) con un exogrupo (outgroup en inglés), es decir, una especie o grupo de especies que están estrechamente relacionadas con las anteriores y que se utilizan para poder distinguir los caracteres derivados y los caracteres primitivos. La mayoría de los estudios cladísticos comienzan con algunas hipótesis previas de afinidad entre los organismos objeto de estudio, incluyendo la hipótesis acerca de cuál es el taxón más estrechamente emparentado fuera de él. Si un carácter que comparten dos o más taxones se observa también en el exogrupo, se concluye que ese carácter es primitivo y por tanto sin interés para el análisis cladístico.

El segundo método consiste en estudiar la ontogenia. El desarrollo de un individuo desde la fertilización del óvulo hasta convertirse en un adulto conlleva un aumento de la complejidad así como una modificación de su estructura. Conocer el orden de aparición de los caracteres en el registro fósil es muy útil para determinar su procedencia evolutiva.

En los orígenes de la cladística los organismos se clasificaban teniendo en cuenta únicamente criterios morfológicos (lejos estaba el tiempo de poder contar con análisis moleculares o genéticos). Sin embargo, los avances en otros campos de la ciencia permitieron afrontar nuevas aproximaciones moleculares, de comportamiento y ecológicas, lo que ha supuesto una ayuda inestimable en un gran número de casos.

Linajes de interés en la evolución humana (y tiempos de divergencia) Goodman y Sterner (2010).

En el caso de los estudios moleculares, la mejora en la secuenciación del ADN y la multiplicación de los análisis de los genomas de los primates vivos proporcionan un contexto interesante para interpretar la evolución humana. Para ello se utiliza el denominado reloj molecular: tomando dos linajes actuales, trata de medir el tiempo transcurrido desde la divergencia de su antepasado común. Para ello se comparan las secuencias de ADN de las dos especies existentes y se cuentan las diferencias en los nucleótidos que se han acumulado entre ambas. Esta técnica parte de la premisa básica de que la tasa de cambios en algunos nucleótidos neutros es directamente proporcional al tiempo transcurrido (siempre que las medidas se limiten a genes adecuados y a linajes muy emparentados), lo que ha sido objeto de críticas por algunos especialistas 3.

Bajo esta perspectiva, en un trabajo reciente del equipo de Polina Perelman, del Instituto de biología molecular y celular de Washington, se han secuenciado 54 regiones genéticas de 186 especies de primates vivos (y cuatro especies en dos exogrupos) lo que les ha permitido realizar un completo análisis filogenético. Su objetivo ha sido ambicioso: determinar el origen, la evolución, los patrones de especiación y las características en la divergencia del genoma entre los linajes de primates.

Tomado de Perelman, et al. (2011).

A pesar de que el proyecto genoma humano supuso una revolución en campos como la genómica, la medicina o la proteómica, en el estudio de la evolución humana se ha echado en falta un contexto evolutivo formal para interpretar estos avances ya que la jerarquía filogenética de las especies de primates tenía una resolución molecular insuficiente (quedaba limitada al nivel de género y familia) lo que ha derivado en una falta de consenso a la hora de establecer la radiación adaptativa de este orden. Las últimas revisiones de la taxonomía concuerdan en que el último antepasado común de los primates vivió en el Cretácico superior hace entre 90 y 80 Ma.

A partir de aquí, los resultados de este estudio han permitido elaborar el árbol filogenético que se muestra más arriba (tamaño completo aquí). Los nodos que nos interesan ahora son los numerados del 71 al 75 que hacen referencia a las subfamilias Homininae y Ponginae que muestran, por ejemplo, que la divergencia entre los chimpancés y los humanos se produjo hace unos 6,6 Ma (fecha que coincide con la inmensa mayoría de estudios previos). La gran cantidad de secuencias disponibles proporciona una estimación de referencia de la divergencia genética media en cada nivel taxonómico. Los autores concluyen que las desviaciones de estos valores observadas en diversos linajes ilustran la extraordinaria biodiversidad y riqueza de especies dentro del orden de los primates.

Detalle imagen anterior.

 

Detalle. Tomado de Perelman, et al. (2011). La primera columna ofrece el tiempo (en Ma.) en que se produjo la divergencia en el nodo dado.

La importancia de estas investigaciones no reside únicamente en que permiten conocer la evolución de las especies y sus relaciones de parentesco, sino también el momento en que se produjo cada diversificación. Con estos datos es más sencillo ubicar los nuevos hallazgos del registro fósil en una línea temporal más o menos definida (por ejemplo, si encontramos restos fósiles datados en 6 Ma de antigüedad, sabremos que están muy cerca del punto de divergencia entre humanos y chimpancés).

De cualquier forma, la morfología sigue jugando un papel muy importante en la sistemática, particularmente en el estudio de los fósiles más antiguos donde el ADN es aún irrecuperable 4. De hecho, muchos investigadores advierten que los datos genéticos no son tan significativos como se pretende en ocasiones. Después de todo, el ADN se invoca de forma contradictoria a nivel de especie, tanto para acoger a nuestros antepasados más cercanos (los chimpancés) dentro del género Homo (con propuestas del tipo Homo pan), como para dejar fuera a otros parientes mucho más cercanos a nosotros como son los neandertales (Homo neanderthalensis).

Una última precisión terminológica antes de continuar. Todas las especies son individuos en el sentido de que poseen una historia: tienen un comienzo (el proceso de especiación), tienen un intermedio, que dura tanto como vive la especie, y tienen un final, que es o bien la extinción o la participación en otro evento de especiación. Debemos tener presente que cuando hablamos de especies no lo hacemos en el sentido habitual de la biología que las define (en organismos con reproducción sexual) como el grupo de individuos que son capaces de reproducirse entre sí, pero que normalmente son incapaces de hacerlo con los miembros de otros grupos. Para la paleoantropología, donde es imposible establecer la capacidad de reproducción, se emplea una definición basada en criterios morfológicos: dos o más poblaciones representan diferentes especies paleontológicas si la variación entre ellas es claramente mayor que la variación dentro de cada una.

Un biólogo estudia las especies vivas, en términos geológicos, en un instante de su historia. Es lo que sucede, por ejemplo, cuando tomamos una fotografía de una carrera: sólo registra un momento puntual de la misma. El registro fósil guarda pruebas del transcurso de millones de años y por eso puede representar la misma especie muchas veces, por lo que, volviendo a nuestra metáfora, puede haber más de una fotografía de la misma carrera. Los paleoantropólogos deben idear estrategias para asegurar que el número de especies que registran no está ni minusvalorado ni sobreestimado.

Clasificación de mayor consenso del orden de los primates (en detalle a partir del grado de familia). El símbolo † significa que el género está extinguido, mientras que el interrogante ? implica dudas en su inclusión.

La filogenia humana

Darwin dedujo que las especies compartían antepasados comunes y, de ahí, que un verdadero sistema natural para su clasificación debía tener en cuenta el tiempo trascurrido desde que las especies habían compartido ese antepasado común (la idea es que menos tiempo de separación supone más proximidad evolutiva). Entre el abundante material de notas, libros y artículos breves que Darwin dejó después de su fallecimiento, encontramos un dibujo fechado el 21 de abril de 1868 donde esboza el árbol genealógico de los primates. A pesar de que nunca fue publicado, se corresponde con la clasificación que siguió en su libro The descent of man que vio la luz en 1871. Como podemos comprobar, el linaje humano no ocupa el eje central de la radiación evolutiva de los primates (una confirmación elocuente de que su visión de la evolución no era teleológica) y a pesar de que relaciona al ser humano estrechamente con los simios, lo hace como un grupo separado. De hecho, según esta visión de la filogenia humana, incluso los gibones están más estrechamente relacionados con los chimpancés y los gorilas que éstos con nosotros.

Dibujo (y trasliteración) del origen de los primates realizado por Charles Darwin en 1868. Sin publicar. The Complete Work of Charles Darwin online.

Hoy en día hay bastante consenso en la clasificación del orden de los primates hasta que llegamos al nivel de familia, que es cuando comienzan las discrepancias. ¿Qué somos todos los homínidos? ¿Una familia ―Hominidae― como propuso Simpson (1931)? ¿Una tribu, Hominini, de acuerdo con Schwartz, et al. (1978)? Esas dos alternativas son las que atraen más votos favorables. La taxonomía tradicional, de base morfológica, clasifica a la especie humana como el único representante vivo de la familia Hominidae. Los grandes simios africanos ―los gorilas y chimpancés― se incluían en la familia Pongidae junto con el otro gran simio asiático: el orangután (Pongo). Sin embargo, la clasificación más en boga es la que agrupa a los simios y los humanos en una misma familia. Este punto de vista es el más aceptado por los primatólogos quienes saben desde hace tiempo que no somos más que monos desnudos; a diferencia de algunos antropólogos que tratan de distanciarnos de los primates no humanos y para ello reservan la familia Hominidae para los humanos actuales y sus antepasados fósiles que existieron después de nuestra separación de los grandes simios hace 6 Ma.

La propuesta de establecer la familia Pongidae es una mala idea en términos taxonómicos porque la evidencia molecular demuestra que los chimpancés y los gorilas están más próximos evolutivamente al hombre que al orangután 5. A la luz de estos datos, la familia Pongidae resulta ser un grupo artificial, mientras que Homo, Gorilla y Pan sí forman un grupo monofilético. A pesar de todo, todavía es habitual encontrar el término “póngido” en la literatura.

Como ya hemos apuntado, cuando los simios superiores ―orangután, gorila y chimpancé― se integraban en la familia de los póngidos, el término homínido se aplicaba en exclusividad a las distintas especies de humanos y sus antepasados directos, tanto actuales como fósiles. Esta clasificación servía de apoyo a una interpretación que hacía de la rama humana el fin último y más perfecto de la evolución primate. Sin embargo, cuando los estudios de ADN molecular pusieron de manifiesto este error, se optó por incluir a los simios superiores en la, antaño exclusivamente humana, familia Hominidae (haciendo efectiva la estrecha relación cladística entre ellas).

De esta forma, la solución más aceptada reserva el taxón Ponginae (a nivel de subfamilia) para clasificar a los orangutanes y su ascendencia; mientras que el clado formado por gorilas, chimpancés y humanos, así como sus más inmediatos antepasados, pasa formalmente a ser la subfamilia Homininae. Los homínidos (en el sentido clásico que se ha venido dando en artículos técnicos y libros de divulgación) pasan a la subcategoría de tribu (Hominini) y de ahí a homininos.

Camilo José Cela-Conde, profesor de antropología en la Universidad de las Islas Baleares, ha trabajado intensamente en esta cuestión ―ver Cela-Conde (2002)―. Afirma que el criterio de que los homínidos son los seres humanos actuales y todos sus antepasados, tanto directos como colaterales, que no lo son a su vez de los chimpancés o de cualquier otro simio vivo, esconde un sesgo importante por las especies que existen en la actualidad.

Nuestro objetivo al emplear la cladística en la evolución humana, más allá de poder dibujar un bonito árbol filogenético, debe ser comprender las implicaciones evolutivas que tiene agrupar uno o más taxones dentro del término hominino. Tratamos de describir y entender el tipo concreto de evolución que ha llevado hasta Homo sapiens, pasando por las alternativas ―en forma de distintas adaptaciones al medio ambiente― que se extinguieron durante el proceso.

En el coloquio internacional celebrado en el año 2000 en la Universidad de las Islas Baleares ―Cela-Conde, et al. (2000)― al que acudieron gran parte de los especialistas en sistemática humana, se hizo público un documento final que clamaba por tratar con prudencia y de forma conservadora la taxonomía de los homínidos, aunque no sin animar a que se avanzase en el estudio de otras categorías como la de tribu (Hominini). El objetivo del coloquio era tratar de alcanzar un consenso capaz de poner fin a la confusión reinante en la forma en que debía clasificarse el linaje humano, para lo cual se centraron y discutieron únicamente los principios de clasificación y no las taxonomías detalladas (lo que hubiera impedido cualquier tipo de acuerdo). Se llegaron a las siguientes conclusiones:

  • Los seres humanos actuales, sus antepasados no compartidos con ninguna especie no humana y los descendientes colaterales de estos antepasados serán quienes conformen el clado humano.
  • La filética, la fenética y la cladística se emplean en la sistemática. La clasificación taxonómica debe ajustarse, en la medida de lo posible, a las relaciones filogenéticas. Reconocen que la cladística ha hecho importantes contribuciones en el campo de la clasificación, pero señalan que la cladística identifica grupos hermanos, no las relaciones entre antepasado y descendiente.
  • Las consideraciones moleculares son valiosas en la determinación de las relaciones entre linajes que tienen descendientes vivos. En el caso de los linajes fósiles que no tienen descendientes vivos, la aplicación de los estudios moleculares son limitados en la actualidad, aunque los avances en las técnicas pueden reducir esta limitación.
  • La práctica taxonómica debe ser congruente con el principio de monofilia. Sobre esta base, el tradicional concepto de la familia Pongidae propuesto por Simpson debe ser rechazado ya que implica parafilia.

Si hay que hacer caso a ese documento, los homininos, en espera de que se imponga otro tipo de acuerdo, deberían ser clasificados como una familia, Hominidae, tal y como se ha hecho tradicionalmente, pero sin agrupar a los simios en una familia Pongidae. Para mantener la monofilia estricta en Hominidae, primero debemos separar los orangutanes (asiáticos) de los chimpancés, gorilas y humanos (africanos) en el nivel de subfamilia (formando las subfamilias Ponginae y Homininae). Hecho esto, entre los homininos de la misma subfamilia, identificamos el linaje humano en el nivel de tribu Hominini (se introducen otros niveles entre medias para englobar otros clados).

Rasgos distintivos

Árbol de la evolución humana.

Una de las cuestiones más interesantes dentro de la paleoantropología humana consiste precisamente en saber cuál fue el primer hominino, quién es el primer representante de nuestra línea evolutiva una vez se produjo la separación de la del chimpancé. Se han propuesto tres géneros distintos para ocupar esta posición: Sahelanthropus, Orrorin y Ardipithecus. Los tres han sido datados entre 7 y 5 Ma de antigüedad lo que los sitúa, según los estudios moleculares, en el momento que se supone se produjo la separación de chimpancés y humanos. En cualquier caso, es importante destacar que cuanto más cerca se sitúa un fósil del punto de divergencia entre Homo y Pan, más difícil es reconocer en cuál de las dos líneas evolutivas se encuentra.

Por tanto, la pregunta que nos hacemos cuando encontramos un nuevo fósil es dónde encaja dentro del árbol evolutivo. Deben existir varias características, o al menos una, que nos permita resolver ese problema. Para formular una hipótesis filogenética y definir un linaje es preciso seguir varios pasos: en primer lugar, tenemos que cuantificar y determinar los rasgos morfológicos significativos, establecer un hipodigma 6 e identificar esos caracteres para establecer qué especie se asigna a cada género e incluir el espécimen individual en cada especie.

Si adoptamos un punto de vista evolutivo, el carácter distintivo de los homininos tiene que estar relacionado con la aparición de la tribu a partir de unos antepasados compartidos con nuestros parientes, los simios superiores actuales. Así, si damos por bueno que los chimpancés y los humanos somos primates muy parecidos en bastantes cosas, pero también muy distintos en otras, habremos de concretar primero cuáles son esas diferencias y qué papel jugaron en el proceso de separación de ambos linajes.

Por desgracia, casi todos los rasgos distintivos que nos separan de los chimpancés son funcionales, lo que implica que no dejan huella en el registro fósil (nos referimos fundamentalmente al lenguaje y otras habilidades culturales, aunque sí pueden quedar algunas pruebas relacionadas con estos rasgos en el registro fósil o en el registro arqueológico). David Pilbeam propuso un criterio de inclusión basado en dos rasgos que ha sido comúnmente aceptado como propios en exclusiva de los homininos (aunque en aquel momento él hablaba de la familia homínida): el aparato locomotor necesario para la bipedia y el esmalte dental grueso en los molares. Se trata de rasgos apomórficos 7 y, en este caso, también sinapomórficos, es decir, comunes en todas las especies de dicho linaje. Todos los homininos son bípedos; todos ellos (con una excepción que se discutirá más adelante) cuentan con esmalte dental grueso. La presunción por tanto es que el antepasado común debió poseer un sistema locomotor adaptado para desplazarse sobre dos patas por los árboles, así como para caminar por el suelo apoyando los nudillos 8.

La locomoción bípeda obligada 9, el nuevo modo de locomoción original en los primates, acarrea importantes modificaciones anatómicas y muy en especial en la cintura pélvica, las extremidades inferiores y la columna vertebral, que pueden ser fácilmente reconocibles en el registro fósil. Del mismo modo, el estudio de los dientes y su composición está aportando importantes datos no sólo sobre el grosor del esmalte dental, la morfología y otros rasgos anatómicos, sino sobre el tipo de dieta y otros rasgos culturales. Siguiendo estos criterios, la moderna paleoantropología considera que la tribu Hominini estaría formada por seis géneros que, colocados por orden de antigüedad, son: Sahelanthropus, Orrorin, Ardipithecus, Australopithecus, Paranthropus y Homo.

Podemos dividir la evolución del linaje humano en tres grandes periodos. El periodo más antiguo, y más largo, corresponde a los llamados australopitecinos, exclusivamente africanos, que abarca desde el origen del linaje, hace unos 6 Ma, hasta hace algo más de 1 Ma. Dentro de este grupo podemos distinguir dos configuraciones craneales: las llamadas formas gráciles y las formas robustas 10. El segundo periodo corresponde a la aparición del género Homo, cuya cronología se sitúa entre los 2,5 Ma y los 1,8 Ma. Por último, el tercer periodo corresponde a la subsiguiente evolución de Homo y el origen de especies fuertemente especializadas como los neandertales y las poblaciones humanas modernas.

Los tres géneros corresponden a tres zonas adaptativas: Australopithecus engloba los primeros homininos que desarrollaron gradualmente el bipedismo; Paranthropus, la rama evolutiva (incluyendo a los australopitecinos robustos) que colonizaron los espacios abiertos de la sabana con una alimentación especializada en vegetales duros; y Homo, la rama que evolucionó hacia un encéfalo más grande, el empleo de herramientas de piedra y una dieta más carnívora.

La pregunta que queda por responder es si Sahelanthropus, Orrorin y Ardipithecus representan unos antepasados que ocuparon zonas adaptativas diferentes. En contra de la proposición de crear, no solo una nueva especie, sino un nuevo género para cada uno de ellos, se alza la voz de Cela-Conde que sostiene que estos especímenes no reflejan una peculiar y exclusiva zona adaptativa. Según su opinión, la diferencia más significativa entre ellos y el posterior Australopithecus es el tamaño.

Conclusiones

La monofilia estricta es un buen método de clasificación aunque es poco aconsejable obsesionarse con ella. El principal obstáculo proviene de los vacíos en el registro fósil. Por ahora, lo más que podemos hacer es asignar a los especímenes un lugar provisional en la filogenia, a la espera de su revisión con el descubrimiento de nuevos especímenes. Esto sucede porque por definición, un clado debe contener al menos un carácter derivado, una apomorfia, para ser considerado como tal. Pero bajo este punto de vista corremos el riesgo de incrementar el número de especies fósiles siempre que sigamos esta cadena de razonamientos: una apomorfia conduce a un clado, un clado conduce a una especie. La aplicación de este razonamiento a las aves actuales ha llevado a la multiplicación de propuestas de especies que luego, mediante el estudio de sus posibles hibridaciones, quedan anuladas. A pesar de todos los inconvenientes que puede presentar este método, lo cierto es que no hay otro mejor.

En un trabajo enormemente crítico publicado en 1977, Eric Delson y colaboradores afirmaron (no sin razón) que las numerosas filogenias de los homínidos disponibles en la literatura especializada eran amalgamas de afirmaciones acerca de la relación ancestro/descendiente en gran medida basadas en modelos a priori del proceso evolutivo. Pero esta limitación es conocida y asumida.

Los diferentes rasgos distintivos que se han expuesto para diferenciar los taxones no son más que una hipótesis de trabajo. Encontrar pruebas de la existencia de uno de estos caracteres puede no ser suficiente para asignar un fósil al linaje hominino o de los chimpancés, ya que hay pruebas de que los primates, como otros muchos grupos de mamíferos, son propensos a la evolución convergente (homoplasia), esto es, que esos caracteres pueden haber surgido más de una vez y en más de un grupo a lo largo de la historia evolutiva (un buen ejemplo de esto es la megadontia postcanina).

Por lo tanto, una de las tareas pendientes es mejorar la evaluación de los datos morfológicos. Un requisito metodológico de los análisis cladísticos es que estos caracteres sean independientes (circunstancia que se ha asumido con cierta ligereza), además de ser biológicamente relevantes. Por ejemplo, Lovejoy, et al. (2001) han analizado la evolución de la pelvis de los homininos a la luz de los nuevos avances en genética y biología del desarrollo, concluyendo que una simple modificación en la información posicional en las células que forman el campo morfogenético que da origen a la cintura pélvica puede explicar la reorganización evolutiva observada en la evolución de los homínidos. Este punto de vista se opone a los modelos de base mecanicista en los que la adaptación de la pelvis a la bipedia se describe en base a multitud de pequeños detalles anatómicos expuestos a selección. Una definición correcta de los caracteres no es nada sencillo ya que el organismo no es un simple sumatorio de rasgos.

En realidad, la mayor parte de los caracteres de los homininos no pueden considerarse auténticas novedades evolutivas ya que cada uno de ellos representa una extensión o elaboración del desarrollo ontogenético observado en alguna de las especies de primates superiores.

En las dos próximas anotaciones nos centraremos en el estudio de la morfología ósea, centrándonos en las regiones anatómicas más importantes para la paleoantropología; y en una explicación más detallada de las técnicas moleculares y de análisis genético respectivamente.

Referencias

Artículos técnicos

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Más información

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Esta entrada participa en la XXXI Edición del Carnaval de Biología cuyo blog anfitrión es Retales de Ciencia

Notas

  1. Hay homoplasia cuando encontramos semejanza en la forma o estructura de los órganos u organismos diferentes debido a la evolución a lo largo de líneas similares, más que a tener una descendencia común. También se le llama evolución en paralelo o convergente.
  2. Señalar que los nombres de las especies se escriben en cursiva. La primera letra del nombre genérico se escribe en mayúscula mientras que el específico no: Homo sapiens. Para los niveles taxonómicos superiores (como subfamilias, familias, superfamilias etc.) se suelen seguir dos formas, una latinizada y otra en el idioma moderno que corresponda. No se emplea la cursiva, y sólo las formas latinizadas mantienen la primera letra en mayúscula. Por ejemplo, los seres humanos pertenecemos a la subfamilia Homininae, tribu Hominini, cuya forma castellanizada es hominino.
  3. Se trata de un método muy extendido que trataremos en una anotación independiente para poder hacerlo en profundidad. Baste por ahora esta somera descripción.
  4. El récord del análisis del ADN más antiguo hasta la fecha lo tiene un fémur de Atapuerca datado en 400.000 años.
  5. Es habitual escuchar que los humanos compartimos con chimpancés y bonobos (los más parecidos a nosotros) casi un 99% de nuestros genes. En realidad, ese porcentaje se refiere a las zonas que podemos comparar, y debemos tener en cuenta que más del 20% de todo el genoma no es comparable entre ambas especies. Por ello, sería más correcto afirmar que nuestros genomas difieren como mínimo, en un 1%, y como máximo, en un 10%. Con los gorilas, esa diferencia oscilaría entre el 2% y el 12%, mientras que con los orangutanes esa diferencia aumenta a entre un 3% y un 15%.
  6. Definimos hipodigma como todo el material fósil que se conoce de una especie. El término lo utilizó por primera vez George Gaylord Simpson en su trabajo “Types in modern taxonomy”. American Journal of Science, núm. 238, p. 418.
  7. Que, como ya hemos dicho, significa que son rasgos derivados y propios de un linaje evolutivo.
  8. Nudilleo: forma de desplazamiento sobre las cuatro extremidades, las anteriores se apoyan en las falanges medias de los dedos 2 a 5 de la mano. Knuckle-walking en inglés.
  9. La bipedia obligada se da cuando el animal se desplaza siempre sobre sus dos extremidades inferiores (hoy en día, solo los pájaros y los humanos emplean esta locomoción). En cambio, será facultativa cuando el animal adopte tanto la postura cuadrúpeda como la bípeda: serán bípedos cuando llevan a cabo una tarea determinada. En la mayoría de los casos una forma de locomoción predomina sobre la otra.
  10. Las formas robustas se caracterizan por un gran tamaño de la dentición postcanina y un esqueleto facial muy desarrollado.
Publicado por José Luis Moreno en CIENCIA, EL VIAJE MÁS LARGO, 4 comentarios
Siete días … 14 a 20 de abril (CRISPR-Cas9)

Siete días … 14 a 20 de abril (CRISPR-Cas9)

     Última actualizacón: 24 septiembre 2017 a las 13:05

BIOQUÍMICA

Se ha conseguido aclarar un misterio sobre una proteína que desempeña un papel esencial en el sistema inmunitario bacteriano, y que se está convirtiendo en una valiosa herramienta para la ingeniería genética.

Un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional estadounidense Lawrence Berkeley (Berkeley Lab), en California, la Universidad de California en Berkeley y otras instituciones ha determinado cómo la enzima bacteriana conocida como Cas9, guiada por ARN, es capaz de identificar y degradar ADN ajeno a la bacteria durante infecciones virales, así como de inducir cambios genéticos en puntos muy específicos en células animales y vegetales.

Valiéndose de imágenes tan detalladas como para distinguir entre moléculas individuales, y de experimentos bioquímicos a una escala mayor, el equipo de la bioquímica Jennifer Doudna ha demostrado que la capacidad que la enzima Cas9 tiene para hacer modificaciones genómicas es posible gracias a la presencia de secuencias cortas de ADN de un tipo denominado PAM.

Las bacterias afrontan ataques constantes de virus y de plásmidos (fragmentos de ácidos nucleicos). Para sobrevivir, las bacterias ponen en acción a un sistema inmunitario adaptativo basado en ácidos nucleicos que gira en torno a un componente genético conocido como CRISPR. Mediante la combinación de CRISPRs y endonucleasas guiadas por ARN, como por ejemplo la Cas9, las bacterias son capaces de utilizar pequeñas moléculas de CRISPR ARN para guiar la selección del objetivo y la degradación de las secuencias de ADN concordantes en plásmidos y virus invasores, a fin de impedir la replicación viral.

• Noticia NCYT

• Artículo: DNA interrogation by the CRISPR RNA-guided endonuclease Cas9

BIOLOGÍA

Científicos de la Universidad de Washington han revelado como conclusión de un estudio que las moscas de la fruta realizan maniobras de aviones de combate para evitar los ataques de sus depredadores. Lo han podido constatar gracias a varias cámaras lentas que capturaron el movimiento de sus alas y sus cuerpos a 7.500 fotogramas por segundo después de toparse con la amenazadora imagen de un peligro.

El investigador Florian Muijres, autor principal del artículo publicado en la revista «Science», confirma que han descubierto que las moscas –con un cerebro del tamaño de un grano de sal– pueden virar su trayectoria incluso hasta los 90 grados o más, llegando incluso a volar del revés. «Estas moscas normalmente aletean 200 veces por segundo y, en casi un solo golpe de ala, el animal puede reorientar su cuerpo para generar una fuerza que le aleja del estímulo amenazador y luego continúa acelerándose», ha dicho.

«Hemos descubierto que las moscas de fruta modifican el trazado en menos de una centésima de segundo, 50 veces más rápido que un abrir y cerrar de ojos», informa el profesor Michael Dickinson, coautor del estudio. Las moscas de la fruta se basan en su sentido de la vista para huir de los depredadores, por lo que de esta rapidez depende su vida. «El cerebro de la mosca realiza un cálculo muy sofisticado en un lapso muy corto de tiempo para determinar dónde está el peligro y trazar la mejor maniobra de escape», dijo Dickinson.

• Noticia ABC

• Artículo: Flies Evade Looming Targets by Executing Rapid Visually Directed Banked Turns

• Vídeo:

ECOLOGÍA

Un equipo internacional de investigadores considera que las interacciones mantenidas por el ser humano durante milenios con los animales carroñeros, como buitres, hienas y leones, han sido «determinantes de primer orden» en la evolución y el bienestar de los humanos.

Además, los resultados del estudio advierten de que el peligro de extinción de los grandes mamíferos carnívoros «amenaza con hacer desaparecer los numerosos servicios» de los que los humanos actuales y futuros podrían beneficiarse.

Esta investigación, liderada por científicos de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche (Alicante), ha sido publicada en la revista BioScience y sus conclusiones, a juicio de los científicos del proyecto, tiene «numerosas implicaciones en la identidad cognitiva, ecológica y cultural del hombre actual».

El estudio ofrece una perspectiva singular de la evolución humana, desde el origen del primer homínido hace unos dos millones de años, hasta la aparición y el desarrollo del hombre moderno.

Una de las conclusiones más sorprendentes refleja que «los dos atributos más distintivos del ser humano, el desarrollo del lenguaje y la colaboración cooperativa, fueron probablemente resultado de las presiones selectivas asociadas al consumo primigenio de carroña».

• Noticia El Mundo

• Artículo: Humans and Scavengers: The Evolution of Interactions and Ecosystem Services

EVOLUCIÓN HUMANA

Un equipo internacional de investigadores ha reconstruido por primera vez los epigenomas de dos homínidos primitivos -un neandertal y un denisovano- y los ha comparado con los de los humanos modernos, un paso fundamental para entender cómo hemos evolucionado hasta convertirnos en lo que somos hoy en día. El epigenoma son las pequeñas variaciones genéticas que, sin mutar o modificar la estructura de los genes, modulan sutilmente su actividad.

El estudio ha comprobado que, aunque los homínidos primitivos y nosotros tenemos los mismos genes, nuestro epigenoma es distinto.

Y conocer bien los mecanismos que rigen estas pequeñas alteraciones es importante para el estudio de la evolución humana, ya que para unos supusieron la extinción y para nosotros, el éxito evolutivo, y aunque ese éxito fue resultado de una mejor capacidad de adaptarse a un ambiente hostil, unos cambios favorables en el epigenoma pueden favorecer la adaptación del individuo a un medio difícil.

La investigación, publicada en Science, ha sido coordinada por Liran Carmel de la Universidad de Jerusalén, y cuenta con la participación del profesor de la Universidad de Cantabria y del Instituto de Investigación Valdecilla (IDIVAL), José Antonio Riancho, y del científico del CSIC-CNB y del Instituto de Oncología de Asturias Obra Social Cajastur (IUOPA) de la Universidad de Oviedo, Mario Fernández Fraga.

El pasado febrero, investigadores del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de Alemania, secuenciaban por primera vez el genoma completo de un neandertal, obtenido gracias al hueso de un pie de un individuo que vivió hace unos 50.000 años. Meses antes, el mismo equipo había descrito el genoma de un denisovano, un grupo de humanos primitivos originarios de Siberia.

Ahora, gracias a una técnica inédita y basada en algoritmos matemáticos, los investigadores del estudio han ido un paso más allá y han reconstruido el epigenoma de ambos individuos, ofreciendo así «una visión más completa» del genoma de estas especies primitivas.

Los resultados obtenidos en el análisis de los huesos de estas dos especies y que se han comparado con los de hombres actuales demuestran que una serie de genes están «modulados de forma distinta en las especies primitivas y la nuestra», ha precisado Riancho.

«Algunos de esos genes están relacionados, por ejemplo, con la forma del esqueleto, lo que explicaría por qué ellos tenían una osamenta tan potente, con huesos más fuertes, anchos y cortos, frente a nuestro esqueleto que es mucho más frágil», ha destacado.

Sin embargo, otras diferencias observadas se refieren a genes relacionados con el sistema cardiovascular, o el nervioso, y  están asociados a enfermedades como el Alzheimer o la esquizofrenia.

• Noticia RTVE

• Artículo: Reconstructing the DNA Methylation Maps of the Neandertal and the Denisovan

• Vídeo:

GENÉTICA

A pesar de los esfuerzos científicos, el mecanismo exacto responsable de los síntomas del síndrome de Down sigue sin entenderse por completo. Esta trisomía en el cromosoma 21 es la causa genética de discapacidad intelectual más frecuente, con una incidencia de uno entre 800 nacimientos.

Un nuevo trabajo, publicado en la última edición de la revista Nature, ha comparado los transcriptomas –la manera en la que se expresan los genes– de un par de gemelos humanos idénticos en los que solo uno de ellos tenía síndrome de Down.

Es rarísimo que un niño tenga trisomía en el cromosoma 21 y su hermano monocigótico no; solo sucede en uno de cada 385.000 casos. Antes de abortar, los padres de los gemelos del estudio dieron su consentimiento para que los científicos pudieran extraer células de ambos fetos. Gracias a ello, un grupo de investigadores de España, Suiza, Holanda y Francia, liderados por la Universidad de Ginebra (UNIGE), han detectado un ‘aplanamiento’ de los niveles de expresión génica de todo el genoma en el feto afectado. Es decir, la expresión de los genes estaba alterada a través de cada cromosoma, no solo el 21.

Para los autores, esto implica que la expresión de genes en cualquier cromosoma puede contribuir al síndrome de Down, por lo que una copia extra de cualquiera de ellos puede alterar la regulación de genes.

Los fetos de estos dos hermanos procedían de una terapia de fecundación in vitro. Sus padres, al ser informados sobre el trastorno de uno de los gemelos, decidieron no proseguir con el embarazo. Con su aprobación y la del comité ético del Hospital Universitario de Ginebra (Suiza), los científicos extrajeron mediante una biopsia post mortem células de la piel de los dos fetos de 16 semanas para poder estudiar sus diferencias.

Para la ciencia, contar con las muestras de estos hermanos es un privilegio. Si comparamos un individuo con Down y otro sin el síndrome que no están relacionados genéticamente, es imposible observar los cambios en la expresión de los genes. Pero “entre los dos gemelos idénticos, lo único que cambia es la trisomía”, explica a Sinc Mara Dierssen, investigadora en el departamento de Biología de Sistemas en el Centro de Regulación Genómica (CRG). “De ahí que sean un modelo genial para estudiar por qué se producen estas diferencias”.

Al comparar los resultados obtenidos con datos de otras investigaciones, los científicos encontraron que la organización del cromosoma 21 se correlaciona con la posición del ADN en el núcleo de la célula. Así, los dominios sobreexpresados en el gemelo con trisomía corresponden con las regiones del ADN que se sabe son las primeras en interactuar con la periferia del núcleo.

El estudio muestra por primera vez que la posición del ADN en el núcleo, o las características bioquímicas de las interacciones entre ADN y proteínas en las células con trisomía, se modifica ocasionando cambios en los patrones de expresión génica.

Federico Santoni, coautor del estudio, agrega que estos cambios «no ocurren solo en el cromosoma 21, sino en todo el genoma. La presencia de solo un 1% de material cromosómico extra modifica la función de todos el genoma e interrumpe el equilibrio de la expresión de los genes».

«Si pudiéramos hacer una analogía con el cambio climático, solo con que la temperatura del planeta aumente en 1 o 2 grados en los trópicos lloverá mucho menos y en las zonas templadas mucho más. El equilibrio completo del clima en el planeta puede ser modificado por un elemento muy pequeño», añade Stylianos Antonarakis, director del laboratorio de la UNIGE.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: Domains of genome-wide gene expression dysregulation in Down’s syndrome

MEDICINA

Científicos del Centro de Tecnología Celular Avanzada de Marlborough, en Estados Unidos, lograron clonar células de un ser humano adulto; algo totalmente inédito hasta el momento.

Esta «clonación terapéutica», como se le ha llamado, significa que se pueden producir células madre embrionarias con un ADN idéntico al del donante, que en este caso fueron dos personas adultas, una de 35 años y otra de 75. Esto con el fin de tratar diversas enfermedades como el Parkinson, la Diabetes o la Esclerosis.

Lo anterior se logró al pasar una corriente eléctrica por una célula, con el fin de «neutralizar» toda la información genética, obteniendo así algo conocido como ovocito; el cual se divide y multiplica durante un lapso de cinco a seis días, al mismo tiempo que le es implantado el ADN del donante, hasta resultar en la formación de un «embrión» cuyo interior está repleto de células madres de pluripotentes; con la capacidad de generar cualquier tipo de célula humana. Esto, por lo general se realizaba sólo con material joven (por no decir embrionario), es la primera vez que se realiza con muestras adultas.

• Noticia SDPNoticias (versión íntegra en Reuters)

• Artículo: Human Somatic Cell Nuclear Transfer Using Adult Cells (descarga directa en formato PDF)

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Investigadores del Instituto Karolinska (Suecia) han implantado en el esófago de ratas un injerto capaz de resistir el estrés mecánico. “Hemos reemplazado todo el esófago cervical mediante ingeniería de tejidos”, indica a Sinc Paolo Macchiarini, autor principal del estudio.

El trabajo, publicado en la revista Nature Communications, supone un nuevo paso hacia el desarrollo de técnicas de bioingeniería capaces de reemplazar esófagos dañados. Cada año, numerosas personas se someten a procedimientos quirúrgicos que eliminan ciertas zonas del esófago alteradas por cáncer, traumas o defectos al nacer.

Los expertos aseguran que la mayoría de los procesos quirúrgicos actuales relacionados con este conducto son complejos y pueden provocar complicaciones, pérdida de peso y mortalidad. La razón es que este tipo de intervención reemplaza el esófago dañado con partes del intestino o del estómago del propio paciente. Así, “un nuevo injerto creado mediante ingeniería eliminaría la necesidad de utilizar tejido del propio paciente y mejoraría los resultados de la cirugía”, sostiene Macchiarini.

“Muchos de los pacientes que se someten a la cirugía sufren de disfagia (problemas para la deglución) años después de la operación”, añade el investigador italiano. “Por eso, pensamos que esta nueva técnica mejoraría la calidad de vida de los pacientes”.

Para ello, los autores extrajeron un trozo de esófago de una rata donante. A esta sección se le eliminaron las células, creando un andamiaje biocompatible que retenía las propiedades mecánicas y bioactivas del órgano.

Esta estructura hueca fue ‘sembrada’ con un tipo de células madre de la médula ósea llamadas mesenquimatosas. En tres semanas se formó el nuevo tejido y este reemplazó el 20% del esófago de la rata receptora –perteneciente a la zona cervical–.

“El injerto funcionó mejor de lo esperado. Una complicación típica de la cirugía de esófago es la aparición de fugas o estenosis y no vimos ninguna al usar este método”, sostiene Macchiarini.

Los autores advierten que una limitación de este estudio es que el trasplante de solo un 20% de este conducto del tracto digestivo podría no bastar para la práctica clínica, puesto que el éxito del implante debería ser examinado durante periodos más largos.

Sin embargo, “este tipo de trabajo sirve de guía para la evaluación en modelos animales mayores donde la sustitución del total del esófago y el seguimiento a largo plazo son factibles”, señalan.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: Experimental orthotopic transplantation of a tissue-engineered oesophagus in rats

QUÍMICA

Un trabajo sobre caracterización individual de nanopartículas del Grupo de Espectroscopía Analítica y Sensores del Instituto de Investigación en Ciencias Ambientales de Aragón de la Universidad de Zaragoza ha sido portada del mes de marzo de Analytical Chemistry, la revista más importante en el campo de la química analítica de la American Chemical Society.

El resultado del trabajo viene a paliar, según los autores, la falta de métodos fiables para determinar la identidad de las nanopartículas, las características y las concentraciones de las mismas en productos de amplio consumo humano.

Los doctores Laborda, Bolea y Jiménez-Lamana del Grupo GEAS del Instituto de Investigación en Ciencias Ambientales (IUCA) han optimizado una nueva metodología por acoplamiento de potentes técnicas de separación de campo de flujo (FIFFF, por sus siglas en inglés) con dispositivos de ionización en plasma inductivo y espectrometría de masas.

Una sola nanopartícula individual puede proporcionar información sobre las formas solubles, distribuciones de tamaño, número y concentración de masa.

Debido a su potencial, esta metodología se ha considerado en un informe reciente del Instituto de Materiales y Medidas de Referencia (IRMM) en relación con la aplicación de la definición de ‘nanomaterial’ por parte de la Unión Europea.

En la detección de una sola nanopartícula, sus átomos producen un paquete de iones gaseosos en el plasma, que se miden como un pulso único por el detector en el espectrómetro de masas. La intensidad de este único pulso está relacionada con la cantidad de átomos de analito en la nanopartícula y por lo tanto a la masa de analito y el tamaño de las mismas.

Por otro lado, la frecuencia de los pulsos es proporcional a la concentración del número de nanopartículas. En la práctica, las frecuencias de adquisición de datos adecuados y las concentraciones en número de nanopartículas deben ser seleccionados para asegurar que cada impulso corresponde a sólo una nanopartícula. La técnica desarrollada permite la realización de estudios de gran importancia en el control de estos contaminantes emergentes (nanomateriales) en el ámbito econanotoxicológico y citonanotoxicológico.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: Single Particle Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry: A Powerful Tool for Nanoanalysis (descarga directa en formato PDF)

Publicado por José Luis Moreno en SIETE DÍAS, 2 comentarios
Siete días … 3 a 9 de febrero (datando Atapuerca y huellas fósiles)

Siete días … 3 a 9 de febrero (datando Atapuerca y huellas fósiles)

     Última actualizacón: 24 noviembre 2017 a las 10:03

En esta nueva sección pretendo destacar los avances científicos que se han producido en la semana que termina, con enlaces directos a las noticias más relevantes e incluyendo los artículos originales para que el lector pueda acudir directamente a la fuente para tener una información más completa.

ECOLOGÍA

El número de peces de profundidad es diez veces superior a lo estimado. Conocidos como mesopelágicos por vivir en las aguas profundas del océano, entre 400 y 700 metros de profundidad, estos peces son los más numerosos de la biosfera. Ahora un equipo de investigadores, en el cual participa Carlos Duarte del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha descubierto que el número de estos vertebrados es 10 veces superior al estimado. Duarte fue el impulsor del proyecto español “Malaspina” que se llevó a cabo a bordo del buque oceanográfico Hespérides.

Gracias a las sondas acústicas instaladas en el buque, los científicos han descubierto que el número de individuos es 10 veces superior a las 10.000 toneladas de ejemplares que calculaba hasta ahora la comunidad científica.

«Estos peces no se pueden capturar con redes, por ello su abundancia y biomasa no se había cuantificado, y las aproximaciones estaban basadas en cálculos, con asunciones que ahora sabemos eran erróneas», indica el investigador español.

La importancia de este estudio radica en que los peces mesopelágicos contribuyen a reducir la cantidad de dióxido de carbono (CO2) que se encuentra en las superficies de los océanos.

• Noticia en El Mundo

• Artículo: Large mesopelagic fishes biomass and trophic efficiency in the open ocean

EVOLUCIÓN HUMANA

Una de las cuestiones de los yacimientos de Atapuerca que genera más debate científico es la datación de los estratos donde se hallan los fósiles. Por ello, investigadores del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana –entre otros– se afanan en ajustar las fechas. Un estudio publicado por el Journal of Archaeological Science ha precisado que el sedimento de la Gran Dolina donde se hallaron en 1994 los primeros restos de Homo antecessor tiene una antigüedad de 900.000 años.

“Estamos aplicando nuevos métodos y técnicas, y además tenemos mejor conocimiento de campo y laboratorio. Hemos publicado un estudio que supone un pequeño paso a un gran proyecto que nos va a llevar más tiempo, que es revisar todas las fechas para afinarlas. Queremos incluirlo todo en un marco geocronológico más sólido”, declara a Sinc Josep M. Parés, del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana, que lidera este estudio sobre la nueva datación del nivel TD6 de la Gran Dolina.

Lo que estrictamente aporta este trabajo es la combinación de la técnica de paleomagentismo –que supone revisar la polaridad de los materiales que constituyen las capas estratigráficas– con la evaluación de las dataciones numéricas ya existentes

“Este yacimiento ha dado lugar a miles de fósiles y artefactos, y se ha convertido en un punto de referencia en los estudios sobre el Pleistoceno y las primeras ocupaciones humanas fuera del continente africano”, destaca el artículo.

Lo que van a intentar ahora es utilizar fósiles individuales, en particular dientes, y obtener fechas directas de los restos encontrados, además de las ya conocidas por los sedimentos.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: Reassessing the age of Atapuerca-TD6 (Spain): new paleomagnetic results

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Uno de los eventos más importantes en la historia de nuestra especie es el éxodo desde África hace unos 65.000 años, el inicio de la larga marcha del Homo sapiens en todo el mundo. Ahora, un estudio de los genes del sur de África muestra que, inesperadamente, otra migración tomó ADN de Eurasia occidental de vuelta a la punta sur del continente hace 3000 años.

De acuerdo con el pensamiento convencional, la tribu Khoisan del sur de África, ha vivido casi aislada del resto de la humanidad durante miles de años. De hecho, este estudio muestra que una parte de su ADN coincide más estrechamente con gente actual del sur de Europa, entre ellos España e Italia. Ya que la gente de Eurasia también lleva restos de ADN de Neandertal, el hallazgo muestra también (por primera vez) que el material genético de nuestro primo extinto puede ser algo generalizado en las poblaciones africanas.

“Estas son las poblaciones aisladas, muy especiales, que son, probablemente, los más antiguos linajes de las poblaciones humanas actuales”, dice David Reich de la Universidad de Harvard. “En muchos estudios genéticos les habíamos tratado como grupos que se habían separado del resto de los seres humanos actuales, antes de que se hubieran separado el uno del otro“

Así que él y sus colegas no esperaban encontrar signos de genes euroasiáticos occidentales en 32 individuos pertenecientes a una variedad de tribu Khoisan. “Creo que nos quedamos impactados”.

Los estudios arqueológicos y lingüísticos de la región pueden dar un sentido al descubrimiento. Sugieren que un subconjunto de los Khoisan, conocido como Khoe-Kwadi , llegó a África meridional procedente de África oriental hace unos 2.200 años. Los Khoe-Kwadi eran  y siguen siendo  pastores que viven de la cría de vacas y ovejas. La idea es que introdujeron la cría de ganado importada de una región que era dominada por cazadores-recolectores.

• Noticia New Scientist (traducción al castellano)

• Artículo: Ancient west Eurasian ancestry in southern and eastern Africa (descarga directa en formato PDF)

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Un equipo científico británico ha anunciado el hallazgo de unas huellas de pisadas humanas, de hace algo más de 800.000 años, que descubrieron en la costa de Norfolk. Es el rastro más antiguo de pisadas de homínidos que se conoce fuera de África, donde están las famosas huellas de Laetoli (Tanzania) de hace 3,6 millones de años. “La importancia del descubrimiento es que las huellas proporcionan evidencia directa de los primeros humanos conocidos en el Norte de Europa”, afirma el Museo de Historia Natural de Londres, donde se presentará el hallazgo en una muestra a finales de este mes. Se trata “de uno de los más importantes descubrimiento, si no el más importante, que se ha hecho en las costas británicas”.

Las huellas de Norfolk, en el yacimiento de Happisburg, quedaron expuestas durante una marea baja en la zona, cuando el mar agitado limpió la arena que las cubría y unos investigadores las vieron. Tomaron imágenes de los sedimentos petrificados antes de que el mar se las tragase de nuevo, explica el museo londinense. Con esas fotografías y un modelo en tres dimensiones del rastro han trabajado los científicos que probablemente correspondían un grupo de cinco individuos, posiblemente familiar, de adultos y niños. La pisada más grande sería de un individuo que calzaría un número 42 actual y los investigadores estiman, por tanto, que mediría algo más de 1,70 metros, y el más pequeño, 90 centímetros.

“En aquella época, Gran Bretaña está todavía unida por tierra a la Europa continental y lo que ahora es el Happisburgh debió ser un terreno encharcado a varios kilómetros de la costa, con ciervos, bisontes y rinocerontes”, explica el museo en un comunicado. La zona habría proporcionado a aquellos humanos primitivos plantas comestibles, algas y mariscos, además allí podrían cazar, continúan esa institución, cuyos expertos forman parte del equipo autor del descubrimiento. En cuanto al clima, sería más frío que el actual, probablemente similar al que ahora tiene el sur de Escandinavia.

Chris Stringer, un reconocido experto en neandertales, del Museo de Historia Natural, considera que los humanos que dejaron aquellas huellas podrían estar relacionados con la población de Atapuerca, en concreto, aquellos cuyos restos se han conservado en el yacimiento de la Gran Dolina tienen también más de 800.000 años y fueron bautizados cuando se descubrieron los primeros fósiles, en 1994, como Homo antecesor.

• Noticia El País

• Artículo: Hominin Footprints from Early Pleistocene Deposits at Happisburgh, UK (descarga directa en formato PDF)

• Vídeo:

PALEONTOLOGÍA

Hace 120 millones de años, un dinosaurio emplumado y muchos otros animales primitivos quedaron atrapados en una muerte instantánea y violenta.

Los fósiles de estas criaturas originarias del Cretácico inferior llegaron excepcionalmente conservados hasta nuestros días, y los expertos creen que fueron erupciones volcánicas similares a la explosión que golpeó la ciudad romana de Pompeya. Como los residentes de aquella ciudad, los animales fueron sepultados por las cenizas y congelados en el tiempo en su último estertor.

Enterradas juntas, estas criaturas están notablemente conservadas y parecen haber sido víctimas de un enorme evento mortífero. Ahora, los científicos sostienen que erupciones volcánicas fueron las responsables. Los bosques de coníferas y lagos en los que una vez vivieron estos animales estaban rodeados de volcanes, y los investigadores creen que grandes explosiones lanzaron una ola de gas increíblemente caliente, cenizas y roca –conocida como flujo piroclástico– a través del paisaje.

«Estas nuevas observaciones confirman y aclaran los que se sospechaba», comentó al respecto Mike Benton, paleontólogo de la Universidad de Bristol, en Reino Unido. «Pero los autores fueron un paso más allá al sugerir que a todos los animales de Jehol los mataron, transportaron y preservaron de forma excepcional los flujos piroclásticos. Esto desafía considerablemente las ideas previas que asumían que la mayoría de los animales vivían en y cerca de los lagos en los que fueron encontrados, y que podían haber sido trasladados por ríos regulares u otros medios», añadió Benton.

• Noticia BBC Mundo

• Artículo: New evidence suggests pyroclastic flows are responsible for the remarkable preservation of the Jehol biota

CIENCIAS PLANETARIAS

Un espectacular nuevo cráter de impacto en Marte

Las imágenes de la Cámara de Contexto (CTX) de la misión HiRISE mostraron un posible nuevo cráter de impacto que se habría formado en Marte entre julio de 2010 y mayo de 2012.

La imagen muestra una gran zona de impacto con rayas radiales y materiales secundarios que han salido despedidos lejos alrededor de un cráter de aproximadamente 30 metros de diámetro, indicando una gran explosión que expulsó materiales hasta unos 15 kilómetros de distancia. Debido a que el terreno donde se formó el cráter está cubierto de polvo, el cráter aparece de color azul en la imagen de color mejorado debido a la ausencia de polvo rojizo.

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Astrónomos australianos aseguran haber encontrado una estrella de 13,600 millones de años de edad, por lo que sería la estrella más antigua jamás vista. La estrella, afirman, se formó sólo un par de cientos de millones de años después del Big Bang que creó el universo. Se encuentra en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, a una distancia de unos 6.000 años luz de la Tierra. Los catálogos de estrellas la listan por el número de SMSS J031300.36-670839.3.

“La señal de que la estrella es tan antigua es la ausencia completa de cualquier nivel detectable de hierro en el espectro de luz que emerge de la estrella”.

El Big Bang dio origen a un universo lleno de hidrógeno, helio y trazas de litio. Todos los demás elementos que vemos hoy se forjaron en las estrellas, que nacen en nubes de gas y polvo legadas por las estrellas muertas como supernovas enormes que explotan al final de su vida. Este proceso de reciclaje sin fin ha dado una herramienta interesante a los astrofísicos.

Una forma de determinar la edad estelar es el hierro, cuyo contenido en una estrella enriquece con cada parto sucesivo. Así, cuanto menor es el contenido de hierro en el espectro de la luz de una estrella, más antigua es esta.

“En el caso de esta estrella que hemos anunciado, la cantidad de hierro presente es menos de una millonésima parte que de la del sol y está presente con un factor de, como poco, 60 veces menos que cualquier otra estrella conocida. Esto indica que nuestra estrella es la más antigua y encontrada.”

• Noticia en Physorg (traducción al castellano)

• Artículo: A single low-energy, iron-poor supernova as the source of metals in the star SMSS J031300.36−670839.3

INGENIERÍA

Un profesor chino desarrolla un sistema ecológico que abarata el coste de imprimir en un 99%. El profesor de la Universidad de Jilin en China Sean Zhang ha desarrollado un sistema de impresión que emplea agua en lugar de tinta, y un papel especial que cambia de color al reaccionar con la humedad.

Este sistema presenta dos grandes ventajas, ya que además de no contener sustancias tóxicas que sí se encuentran presentes en la tinta convencional, cada hoja de papel puede reutilizarse hasta 50 veces, ya que el contenido del folio desaparece 22 horas después de haber sido impreso.

Por si todo esto fuera poco, los cartuchos con los que funciona este novedoso método se rellenan con agua del grifo y funcionan en cualquier impresora de inyección de tinta sin necesidad de realizarle ningún tipo de adaptación especial. Teniendo en cuenta el elevado precio de la tinta convencional y el del papel empleado en este sistema, los investigadores aseguran que su método de impresión permite un ahorro de hasta el 99 por ciento en comparación con los métodos actuales.

• Noticia ABC

• Artículo: Hydrochromic molecular switches for water-jet rewritable paper

Publicado por José Luis Moreno en SIETE DÍAS, 1 comentario
Siete días … 27 de enero a 2 de febrero (ADN neandertal)

Siete días … 27 de enero a 2 de febrero (ADN neandertal)

     Última actualizacón: 1 septiembre 2017 a las 18:47

BIOQUÍMICA

Un estudio en el que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas ha propuesto una nueva aproximación para explicar el origen de la vida en la Tierra basada en la química de sistemas. Según este planteamiento, los primeros seres vivos, que aparecieron hace más de 3.500 millones de años, surgieron en medios heterogéneos, que posibilitaron una química suficientemente compleja.

El trabajo propone un escenario heterogéneo y complejo, en el que soluciones acuosas de diferentes monómeros y biopolímeros convivirían con moléculas anfifílicas capaces de formar vesículas y otros compartimentos. En tales sistemas habría sido fundamental el papel de diferentes tipos de catalizadores, entre ellos superficies minerales, interfases reactivas y organocatalizadores.

La existencia de un protometabolismo encapsulado en su propia membrana, apunta el estudio, permitió a los sistemas que estaban formándose mantenerse fuera del equilibrio termodinámico, mediante diversos mecanismos de control cinético y espacial sobre los procesos de autoorganización y transformación molecular implicados. Esto condujo a la transición entre los sistemas químicos y los biológicos.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: Prebiotic Systems Chemistry: New Perspectives for the Origins of Life

BIOLOGÍA

Revelan el secreto de las serpientes voladoras. Las inusuales serpientes voladoras, que habitan en las selvas del sudeste asiático, son capaces de lanzarse desde los árboles y planear en el aire. ¿Y cómo lo hacen? Cambian radicalmente la forma de su cuerpo para generar las fuerzas aerodinámicas necesarias para realizar su hazaña.

Los investigadores sostienen que ahora entienden cómo estos reptiles pueden planear por la jungla en lugar de caer en picada al suelo.

«Al saltar, se aplana desde justo detrás de la cabeza hasta donde empieza la cola. Lo que hace es rotar sus costillas hacia adelante, hacia la cabeza, y hacia arriba, hacia la columna vertebral. Y esto hace que sea mucho más ancha –dobla su anchura– y esto produce esa forma de sección única».

El cuerpo de la serpiente pasa de ser redondeado a ser mucho más achatado y cóncavo en la parte de abajo. Los científicos analizaron las fuerzas aerodinámicas que esta forma alterada genera en el aire, y para ello crearon una copia plástica de la culebra y la colocaron en un tanque de agua en movimiento.

Los científicos creen que el animal combina la transformación física con una danza ondulante en el aire para volar por lo alto de los árboles.

«Mueve la cabeza de un lado a otro, así pasa ondas por el cuerpo y parece que estuviera nadando en el aire», expresó Socha.

Los investigadores dicen que el secreto de las serpientes voladoras podría inspirar el desarrollo robóticos de máquinas capaces de reptar, trepar y planear.

• Noticia BBC Mundo

• Artículo: Aerodynamics of the flying snake Chrysopelea paradisi: how a bluff body cross-sectional shape contributes to gliding performance

GENÉTICA

Los restos de ADN neandertal en los humanos modernos –del que se mantiene hasta un 20%– están implicados con genes que afectan tanto a diversas enfermedades, como la de Crohn, como en otros aspectos relacionados con la adaptación al medio, como la producción de queratina.

Los científicos saben que los neandertales procrearon con los ancestros de los humanos modernos y dejaron rastros de su material genético. De qué forma afecta al ser humano actual este legado de ADN neandertal y qué cantidad de segmentos han sobrevivido son cuestiones que no están claras.

Un estudio, dirigido por los genetistas de la Escuela de Medicina de Harvard (EE UU) y publicado en Nature, sugiere que el material genético heredado de los neandertales ha ayudado al ser humano moderno a adaptarse –por ejemplo, con genes relacionados con la piel–, pero también está implicado en enfermedades como la diabetes tipo 2, la enfermedad de Crohn, el lupus y la cirrosis biliar.

Los científicos saben que los neandertales procrearon con los ancestros de los humanos modernos y dejaron rastros de su material genético

Asimismo, otro artículo de la Universidad de Washington (EE.UU.), publicado de forma simultánea hoy en la revista Science, ha estudiado con detalle cuántos de estos segmentos de ADN han sobrevivido.

Al comparar las secuencias del genoma arcaico y moderno, sus resultados indican que aunque la cantidad total de la secuencia neandertal en cualquier humano moderno es relativamente baja, la cantidad acumulada del genoma neandertal que persiste a través de todos los seres humanos es el 20%.

Los investigadores también se han encontrado con que hay regiones del cromosoma humano que carecen totalmente de genoma neandertal.

“El cromosoma 7, por ejemplo, no tiene absolutamente ninguno. No sabemos a ciencia cierta por qué no hay ADN neandertal allí, pero podría ser que era incompatible con el ADN del humano moderno. Curiosamente, el gen FOXP2, que se sabe que está asociado con las habilidades del lenguaje, se encuentra justo en el centro de esa región”

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: The genomic landscape of Neanderthal ancestry in present-day humans

• Artículo: Resurrecting Surviving Neanderthal Lineages from Modern Human Genomes

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Los animales transgénicos son el modelo ideal para estudiar enfermedades debidas a mutaciones del ADN. Pero las técnicas existentes tenían un problema: se basaban en producir muchos cambios en el genoma y luego seleccionar los ejemplares adecuados. Este método puede servir en ratones, que se reproducen mucho (por ello hay mucha variedad en cada camada y se puede elegir) y maduran pronto, lo que permite una investigación exhaustiva. Pero en simios, con camadas muy pequeñas y largos tiempos de crianza, eso no era posible. Algo que puede empezar a cambiar después del trabajo que ha publicado el equipo del chino Jiahao Sha, de la Universidad de Nanjing.

El trabajo se basa en la aplicación de la llamada tecnología CRISPR/Cas9, que básicamente consiste en utilizar unas bacterias para que hagan de tijeras genéticas que sirvan para introducir los genes que se quieren investigar, con la peculiaridad de que se puede dirigir exactamente dónde va a producirse la mutación. Con ello se evita generar animales inviables (que si bien en los roedores no es algo muy grave desde el punto de vista de la investigación, en monos con gestaciones largas es un obstáculo) y, además, se consiguen ejemplares que se parecen lo más posible a lo que sucede en la naturaleza.

El único requisito es que el proceso de modificación debe hacerse justo después de la fecundación, cuando el futuro macaco es solo un embrión de una célula. De esta manera se asegura que todo el organismo lleva la mutación. Ya han nacido dos animales después de aplicarle esta técnica.

• Noticia El País

• Artículo: Generation of Gene-Modified Cynomolgus Monkey via Cas9/RNA-Mediated Gene Targeting in One-Cell Embryos

MICROBIOLOGÍA

Corría el año 541 y la ciudad de Constantinopla era una trampa mortal. Lo que había comenzado como un simple brote de una nueva enfermedad se convirtió en una imparable epidemia que se cebaba especialmente con los más jóvenes y fuertes. Su avance fue fulminante. En cuestión de semanas la cifra de muertes pasó de 5.000 al día a 10.000. Ni aun entonces el emperador Justiniano renunció a recaudar impuestos a sus súbditos y les hizo pagar incluso los de sus vecinos muertos. Así lo relató el cronista de cabecera del emperador, conocido como Procopio de Cesarea. Pero todo fue inútil. La llamada Plaga de Justiniano fue el último clavo en el ataúd de lo que un día fue el Imperio Romano y se expandió por todo el mundo matando a unos 40 millones de personas en una de las peores pandemias de la Historia.

Ahora, casi 1.500 años después del desastre de Constantinopla, un equipo de científicos ha conseguido reconstruir el genoma completo del patógeno que desató aquella plaga y ha respondido las preguntas que la humanidad llevaba haciéndose más de un milenio.

Los dientes de dos cadáveres en un cementerio de Alemania han aportado la clave. De sus restos, que datan de las fechas aproximadas de la plaga, se ha conseguido extraer pequeños fragmentos de ADN de la Yersinia pestis, la bacteria de la peste. El análisis ha permitido reconstruir el genoma completo del patógeno y su análisis.

Lo que sí ha permitido el análisis de ADN antiguo es demostrar que Procopio, el historiador, no siempre era fiable. En una de sus crónicas de la peste describió su origen y expansión. “Empezó con los egipcios de la ciudad de Pelusium. Se dividió y parte fue a Alejandría y el resto de Egipto y otra parte fue a sus vecinos los palestinos y, desde allí, recorrió toda la Tierra”. Al reconstruir el genoma de la peste, Poinar puede aclarar de dónde surgió por primera vez y cómo viajó desde allí. Su trabajo aclara que el origen de la plaga no fue África, sino Asia. Desde allí se expandió a Europa siguiendo vías comerciales como la ruta de la seda. En total, hubo tres oleadas que convirtieron un pequeño brote localizado en una pandemia mundial que, según Procopio, mató a 100 millones de personas y estuvo a punto de “extinguir” al ser humano de la faz de la Tierra. Por eso es irónico que fuera Justiniano el que le haya puesto nombre a la plaga, pues él sobrevivió a ella.

• Noticia Materia

• Artículo: Yersinia pestis and the Plague of Justinian 541–543 AD: a genomic analysis

PALEONTOLOGÍA

Ver o ser vistos es la cuestión que tuvieron que plantearse los humanos que habitaron durante el Paleolítico la cornisa cantábrica. Un estudio analiza la visibilidad de los yacimientos paleolíticos de la mitad oriental de Cantabria y las provincias de Vizcaya y Guipúzcoa, mediante programas informáticos de análisis geográfico.

“Hemos comprobado que los cazadores y recolectores nómadas que habitaban estas tierras, hace entre 17.000 y 10.700 años, cambiaron cuevas y refugios situados a media ladera o en altitud por otros en los fondos de los valles y pies de ladera”, apunta Alejandro García Moreno, de la Universidad de Cantabria y autor principal del estudio.

Los yacimientos más antiguos suelen situarse en montes de forma cónica, como las cuevas de El Castillo en Cantabria y Santimamiñe en Vizcaya. Destacan en el paisaje; es decir, no solo puede verse muy bien desde ellos, sino que también resultan muy visibles.

A lo largo del Paleolítico aparecen yacimientos nuevos, muchos de ellos en cuevas que no estaban habitadas hasta entonces y en lugares de menor altitud. “Desde estas cuevas podían ver a mucha menos distancia, pero abarcan un horizonte mayor”, expone el científico.

En total, los investigadores estudiaron 25 yacimientos arqueológicos del final del Paleolítico Superior –los periodos denominados Magdaleniense y Aziliense– y emplearon un sistema de información geográfica (GIS, por sus siglas en inglés) que combina datos espaciales, como mapas y modelos digitales del terreno, con información alfanumérica.

• Noticia en Agencia SINC

• Artículo: To see or to be seen… is that the question? An evaluation of palaeolithic sites’ visual presence and their role in social organization

ARQUEOLOGÍA

¿Qué comían y bebían nuestros antepasados hace miles de años? Conocer la dieta de los diferentes pueblos de la antigüedad se ha convertido en una parte primordial de la arqueología. Y es que identificar los menús de épocas pretéritas es un aspecto fundamental para saber más sobre su estilo de vida, su organización social e incluso su comercio (para adquirir los distintos productos). Ahora un grupo de investigadores de la Universidad de Pensilvania han conseguido descifrar los elementos que componían el’ grog nórdico’, una bebida alcohólica milenaria muy común en los territorios escandinavos en la Edad de Bronce utilizada especialmente para mantenerse calientes frente a las bajas temperaturas.

En concreto, el estudio ha detectado mediante técnicas de arqueología biomolecular la utilización de miel, arándanos rojos, mirto, enebro, resina de abedul y hasta cereales para la fabricación de dicho brebaje. Para lograr estos resultados, el equipo de investigadores analizaron restos de ‘grog’ de diferentes lugares de Suecia y Dinamarca. La muestra más antigua está datada entre el 1500 y el 1300 a. C. y se halló en el interior de una vasija de cerámica que formaba parte de un ajuar funerario de un príncipe guerrero de la localidad danesa de Nandrup. Pero también se examinaron otras muestras fechadas entre el 1100 y el 200 a. C.

Según el doctor Patrick E. McGovern, director del Proyecto de Arqueología Biomolecular de la Universidad de Pensilvania, este trabajo confirma la existencia de un comercio de vino entre los pueblos nórdicos y el sur de Europa desde II Milenio a. C. que fue incrementándose rápidamente con el paso de los siguientes siglos hasta desterrar prácticamente el ‘grog’. Aunque según este experto algunos de los ingredientes de esta bebida local se utilizaron posteriormente como productos de las cervezas medievales. Actualmente la bebida más parecida a lo que pudo ser el ‘grog’ original se produce en la isla sueca de Gotland y se la conoce como ‘Gotlandsdryka’.

• Noticia El Correo

• Artículo: A biomolecular archaeological approach to ‘Nordic grog’ (descarga directa en formato PDF)

Publicado por José Luis Moreno en SIETE DÍAS, 3 comentarios
Siete días … 25 de noviembre a 1 de diciembre (Stonehenge)

Siete días … 25 de noviembre a 1 de diciembre (Stonehenge)

     Última actualizacón: 27 octubre 2017 a las 13:49

BIOQUÍMICA

Un grupo internacional de investigadores consigue descifrar desde cero la estructura de una proteína y prueba las posibilidades de una tecnología para conocer las piezas que componen el rompecabezas de la vida.

Un grupo internacional de investigadores ha logrado por primera vez generar con láseres de rayos X un modelo 3D de la lisozima, una proteína que abunda en la clara del huevo, sin tener conocimiento previo de su estructura. Eso ha sido posible gracias al láser de rayos X LCLS del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC y a un sistema de análisis de datos por ordenador que ha dado sentido a la información obtenida con el láser.

Esta tecnología puede superar algunas de las limitaciones de la cristalografía de rayos X tradicional. Normalmente, los rayos X, cuando se proyectan sobre los compuestos orgánicos que se pretende estudiar, pueden descolocar los átomos y sacarlos de su posición natural dentro de la estructura de la molécula. Además, para conocer esa estructura es necesario exponer a las moléculas que se quieren analizar a dosis importantes de radiación que dañan la información que contienen. Este problema se puede resolver en moléculas que forman grandes cristales bien ordenados, pero ese no es el caso de la mayor parte de las moléculas orgánicas. El sistema de cristalografía de láseres de rayos X somete a las estructuras que quiere estudiar a intensos bombardeos de rayos X, pero en un periodo extremadamente breve, del orden de los femtosegundos (en un segundo hay mil billones de femtosegundos). De esta manera, es posible obtener la información necesaria para reconstruir la estructura natural de la molécula antes de destruirla.

Los autores del artículo quieren pulir su técnica para poder estudiar proteínas aún más complejas, como las proteínas de la membrana que cubre las células, que son la diana a la que van dirigidos más de la mitad de los nuevos fármacos en desarrollo. Hasta ahora, solo se conoce en detalle la estructura de unas pocas de esas proteínas de membrana y el diseño de los medicamentos que funcionan porque se vinculan a ellas podría ser mucho más preciso, mejorando un sistema que tiene mucho de ensayo y error.

• Noticia Materia

• Artículo: De novo protein crystal structure determination from X-ray free-electron laser data

GENÉTICA

Exigen la retirada del estudio que vinculaba transgénicos con tumores.

Ratas alimentadas con maíz transgénico que desarrollaban en una proporción alarmante unos tumores del tamaño de una pelota de ping-pong. El estudio que el año pasado publicó la revista Food and Chemical Toxicology parecía mostrar el vínculo entre los alimentos modificados genéticamente y el cáncer. De hecho, se trataba, aparentemente, de la primera prueba científica de esta relación. El artículo, firmado por el biólogo molecular Gilles-Eric Séralini, fue recibido con escepticismo por la comunidad científica desde el primer día. Ahora, un año después, el director de la revista ha hecho pública una carta dirigida a Séralini en la que le pide que se retracte del artículo. Si no lo hace, le dice, será la publicación la que lo retire.

El editor jefe de la revista, A. Wallace Hayes, explica que un comité de expertos lleva meses revisando los datos proporcionados por los investigadores después de haber recibido cartas al editor posteriores a la publicación del artículo. «El comité expresó muchas dudas sobre la calidad de los datos y finalmente recomendó la retirada del artículo. He intentado contactar con usted para hablar de las razones de esta recomendación. Si no está de acuerdo con retractarse del artículo, este será retirado», le dice a Séralini.

El equipo de la Universidad de Caen, liderado por Séralini, investigó durante dos años a 200 ratas de laboratorio a las que dividió en tres grupos: las que alimentaron con el maíz transgénico NK603 (producido por Monsanto) en distintas proporciones (11%, 22% y 33% de su dieta); aquellas a las que además le suministraron Roundup, el herbicida al que la modificación genética las hace resistentes; y los roedores que crecieron tan solo con maíz no transgénico. Resultó que, pasados 17 meses desde el comienzo del estudio, habían muerto cinco veces más animales masculinos alimentados con el maíz modificado genéticamente.

“Por primera vez en el mundo, se ha evaluado un transgénico y un pesticida por su impacto en la salud de una forma más amplia que la realizada hasta ahora por los Gobiernos y la industria. Los resultados son alarmantes”, declaró entonces Séralini. Pero otros científicos enseguida pusieron en tela de juicio dos cuestiones: el reducido número de animales estudiados y la elección de un tipo de rata, llamado Dawley, que es muy sensible a las mutaciones y a los tumores.

• Noticia El País

NEUROCIENCIA

Investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona han hallado un gen responsable de la susceptibilidad a padecer un trastorno de pánico, una patología que afecta a un 5 % de la población y que se encuentra incluida entre las enfermedades relacionadas con la ansiedad.

Cinco de cada cien personas en España sufren un trastorno de pánico, una enfermedad incluida dentro de los trastornos de la ansiedad, y padecen ataques de miedo frecuentes y repentinos que pueden acabar influyendo en su vida cotidiana y, en ocasiones, incluso incapacitarlas para realizar acciones cotidianas, han señalado fuentes del CRG.

Aunque se sabía que esta enfermedad tenía una base neurobiológica y genética y se intentaban hallar los genes implicados en el desarrollo de la enfermedad, hasta ahora no se conocía la contribución fisiopatológica de los genes.

Esta investigación ha descrito por primer vez que el gen ‘ntrk3′, responsable de codificar una proteína esencial para la formación del cerebro, es un factor para desarrollar el pánico.

“Hemos visto que la desregulación de ‘ntrk3′ produce cambios en el desarrollo cerebral que conllevan que la memoria relacionada con el miedo no funcione correctamente”, ha explicado la investigadora Mara Dierssen, líder del grupo de Neurobiología celular y de sistemas del CRG.

• Noticia EFE

• Artículo: Hippocampal hyperexcitability underlies enhanced fear memories in TgNTRK3, a panic disorder mouse model

CIENCIAS PLANETARIAS

Un equipo de astrofísicos del Centro Aeroespacial Alemán (DLR) ha descubierto a 2.500 años luz de la Tierra el sistema planetario más extenso hasta la fecha, con la excepción del nuestro propio. Siete planetas giran alrededor de la estrella KOI-351, dispuestos en una manera similar a los ocho mundos del Sistema Solar, con pequeños planetas rocosos cerca de la estrella madre y los gaseosos gigantes a distancias mayores. Estos mundos se mueven más cerca unos de otros que los de nuestro hogar cósmico, pero proporcionan una interesante comparación, afirman sus descubridores.

«Ningún otro sistema planetario muestra una “arquitectura” tan similar a la de nuestra casa cósmica como lo hace el sistema planetario alrededor de KOI -351», dice Cabrera, uno de los investigadores.

• Artículo: The planetary system to KIC 11442793: A compact analogue to the Solar System (descarga directa en formato PDF)

INGENIERÍA

Hasta ahora tenían forma de avión de juguete caro, pero no es extraño que dentro de poco aparezcan con forma de pájaros, insectos…o de medusas. La revista “The American Physical Society” ha publicado un estudio de la Universidad de Nueva York sobre el diseño de un robot aéreo inspirado en el mecanismo de locomoción de este animal marino.

Este prototipo pesa tan sólo dos gramos y tiene únicamente ocho centímetros de envergadura. Vuela con cuatro alas, que asemejan los tentáculos de las medusas o los pétalos de una flor. De momento, es capaz de mantenerse suspendido en el aire, de ascender y de volar hacia una dirección concreta.

Su sistema de locomoción se basa en una fuente de energía externa a la que está unida, pero con la que no puede ni volar automáticamente ni a través de control remoto. Para sus creadores, estas limitaciones no son importantes porque su objetivo era ser capaz de reducir el tamaño de los robots aéreos de modo que puedan infiltrarse fácilmente sin ser detectados. «Cuanto más sencillo, mejor. Y nuestro modelo es uno de los más sencillos, puesto que sólo utiliza alas desplegables», explica Leif Ristroph, uno de los componentes del grupo de investigación.

Otro aspecto del que sus autores se muestran especialmente satisfechos es que han conseguido que el aparato sea estable. «Para mantenerse y maniobrar, una mosca debe estar constantemente controlando su ambiente, ajustando sus movimientos en fracciones de segundo», continúa Ristroph. Es este complejo mecanismo de vuelo el que dificulta recrear un robot-insecto y uno de los motivos por los que Ristroph y su equipo cambiaron de ‘musa’.

• Noticia El Mundo

• Artículo: A simple computational model of a jellyfish-like flying machine

ARQUEOLOGÍA

El origen de las piedras de Stonehenge no está donde se creía. Durante casi un siglo los arqueólogos que han trabajado para resolver uno de los misterios que envuelven el anillo de Stonehenge, el origen de las piedras, habrían estado buscando en el lugar incorrecto. Los enormes bloques que se necesitaron para construir el conjunto del Neolítico, uno de los mayores quebraderos de cabeza para los expertos, se habían situado hasta ahora en las Colinas Preseli en Pembrokshire.

Sin embargo, el responsable de Geología del Museo Nacional de Gales, Richard Bevins, ha llevado a cabo un estudio geoquímico comparativo de las piedras de Stonehenge y de las que hay en el supuesto lugar de su origen, Carn Meini, en Preseli cuyo resultado evidencia que tienen perfiles distintos.

Bevins y su equipo han utilizado muestras del célebre anillo del Neolítico, uno de los monumentos más emblemáticos de la humanidad, envuelto en todo tipo de cábalas y teorías y han concluido que  en realidad las piedras se corresponden con una cantera situada en las mismas colinas Preseli, pero en Carn Goedog, a casi dos kilómetros de distancia.

Preseli, y concretamente Carn Meini, fue el lugar identificado en 1923 por el renombrado geólogo Herbert Henry Thomas que estableció que el tipo de piedra conocido como “Bluestone” fue el utilizado por los habitantes prehistóricos de Gran Bretaña para erigir Stonehenge. Desde entonces, numerosos equipos de arqueólogos y geólogos han trabajado en lugar con el objetivo de averiguar más datos sobre el mítico conjunto.

Las revelaciones de Richard Bevins siguen sin responder el verdadero enigma de las piedras de Stonehenge, la forma en la que fueron trasportadas desde Preseli, ya fuera Carn Meini o Carn Goedog, como apunta el nuevo estudio, ya que ambas se encuentran a una distancia de más de 300 km de Wiltshire, cerca de Salisbury, en el corazón del Sur de Inglaterra, donde se erige desde hace unos 4.500 años Stonehenge.

• Noticia La Aventura de la Historia

• Artículo: Carn Alw as a source of the rhyolitic component of the Stonehenge bluestones: a critical re-appraisal of the petrographical account of H.H. Thomas

PSICOLOGÍA

Los sentimientos automáticos, viscerales y más bien inconscientes que tenemos hacia nuestras nuevas parejas tienden a ser acertados, según se puede comprobar en la vida real cuatro años después. De hecho, son siempre más acertados que esos otros sentimientos, los que albergamos con plena consciencia y admitimos abiertamente a la mínima ocasión. Son los resultados de una investigación de psicología experimental que tres universidades estadounidenses han estado haciendo con 135 parejas durante los últimos cuatro años, y lo bastante sólido como para presentarlo en la revista Science.

El responsable de la investigación, el psicólogo James McNulty de la Universidad Estatal de Florida, tal vez sea el primer científico que ha titulado un artículo técnico con un twit: “Aunque lo desconozcan, los recién casados conocen de forma implícita si su matrimonio será grato”. Directo, al punto y claro como el cristal.

Una tradición de la psicología social ha sostenido durante décadas que los procesos automáticos de la mente producen efectos sociales, pero la teoría carecía hasta ahora de soporte empírico y había empezado a ser cuestionada. El experimento de McNulty y sus colegas aporta exactamente esa clase de evidencia que se echaba de menos.

Los psicólogos han estudiado a 135 parejas heterosexuales desde que estaban recién casadas hasta cuatro años después, haciéndoles un examen cada seis meses durante ese periodo. Cada vez les han preguntado —por supuesto, a cada miembro de la pareja por separado— sus sentimientos explícitos sobre el cónyuge. Pero también han medido, con los trucos enrevesados típicos de la psicología experimental, sus sensaciones viscerales sobre su pareja, la clase de sentimiento que no se revela filtrada ni metabolizada por la razón, sino que surge virgen y brutal de las capas más oscuras de nuestro cerebro profundo o reptiliano.

• Noticia El País

• Artículo: Though they may be unaware, newlyweds implicitly know whether their marriage will be satisfying

PUBLICACIONES CIENTÍFICAS

Una investigación del departamento de prensa de Science revela un mercado negro en auge de las publicaciones científicas en China, donde los investigadores están dispuestos a pagar decenas de miles de yuanes para que añadan sus nombres al trabajo de otra persona. Añadir dos nombres costaría unos 26.300 dólares.

Mara Hvistendahl, editora colaboradora de Science, publica un artículo en la última edición de la revista sobre la investigación a 27 empresas chinas para comprobar si venden la autoría de los artículos científicos al mejor postor. Según la autora del texto, esta práctica “sin escrúpulos” ha ido en aumento.

“Muchos artículos de revistas científicas chinas los venden las empresas, de acuerdo con los editores. Así que los investigadores que ponen sus nombres a los documentos no son necesariamente las personas que lo escribieron”, declara a SINC Hvistendahl.

Para llevar a cabo esta investigación encubierta que duró cinco meses, el personal del departamento de prensa de Science se hizo pasar por estudiantes de posgrado y científicos que querían comprar la autoría de un artículo o pagar a la empresa por escribir un estudio para ellos.

Solo cinco de las 27 empresas contactadas declararon que se negarían a hacer una de estas prácticas.

“El científico encubierto accedía a los teléfonos que aparecen en sus webs y a las ventanas de chats que se abren en sus páginas para contactar. Este es uno de los muchos ejemplos: http://sciedit.cn/”, indica Hvistendahl.

La investigación recalca que no hay víctimas obvias de esta práctica ilegítima ya que tanto los científicos como las empresas y las editoras se benefician de ella.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: China’s publication bazaar

Publicado por José Luis Moreno en SIETE DÍAS, 1 comentario