genética

Para entender la paleoantropología. 2ª parte: La evolución

Para entender la paleoantropología. 2ª parte: La evolución

     Última actualizacón: 10 agosto 2018 a las 06:39

Les propongo que hagamos un breve y sencillo experimento. Prueben a introducir en el buscador de imágenes de Google los términos “evolución”, “evolución humana” o “evolución del hombre”. Verán desfilar ante sus ojos ―en múltiples variantes pero con un claro denominador común― una de las imágenes que más daño ha hecho a la comprensión de la evolución de nuestra especie:

Sigan leyendo esta anotación porque espero que al final comprendan bien el porqué.

En la primera parte de esta serie analizamos qué es la paleoantropología y cómo se forma la “materia prima” ―por decirlo de alguna forma― de su objeto de estudio: los restos fósiles de los organismos que vivieron en el pasado. Cuando estos fósiles comenzaron a ver la luz y nació la paleontología moderna, gracias sobre todo al trabajo de Georges Cuvier, se inició un estudio sistemático de los mismos que llevó a la comprensión de que la vida tiene una historia, que existe variabilidad, y que se puede analizar el cambio en la morfología de los animales extintos. Este hecho fundamental, junto con algunos otros, llevaron al asentamiento de la idea de la evolución de las especies.

No vamos a hacer un estudio pormenorizado de las diversas corrientes que llevaron al planteamiento de la teoría de la evolución por Charles Darwin (y Alfred Russel Wallace) en 1859, ni tampoco vamos a detallar los avatares por los que ha atravesado la disciplina desde entonces ya que supondría alargar en exceso este texto. Lo que sí pretendo es ofrecer una visión clara y comprensible acerca de qué es la evolución biológica y cómo funciona.

En latín clásico, la palabra evolutio significa “desenrollar o abrir un libro” (detalle), por lo que podemos traducirla como «leer», ya que los libros y documentos eran, en época romana, rollos de papiro o pergamino que había que desenrollar para poder leerlos. El verbo relacionado, evolvere, tiene como raíz el verbo volvo que significa “girar, dar vueltas” (detalle). Lo que estos términos sugieren es una idea de movimiento, de un camino que se abre ante nosotros y que podemos seguir. Curiosamente, a pesar de que en la actualidad asociamos de forma casi inmediata el término «evolución» con la obra cumbre de Charles Darwin titulada “El origen de las especies”, éste prefería hablar de “teoría de la descendencia con modificación”; puntualizando que esa modificación no estaba predeterminada, orientada o dirigida, sino que era producida por lo que llamó la «selección natural». Tanto es así que en la primera edición de ese trascendental libro, la palabra «evolución» sólo aparece una vez, y es precisamente al final del mismo (de hecho es la última palabra de la obra):

Hay grandeza en esta concepción de que la vida, con sus diferentes facultades, ha sido alentada en unas cuantas formas o en una sola, y que, mientras este planeta ha ido girando según la constante ley de la gravitación, se han desarrollado [evolved] y se están desarrollando, a partir de un comienzo tan sencillo, infinidad de formas cada vez más bellas y maravillosas.

[…] from so a simple a beginning endless forms most beautiful and most wonderful have been, and are being, evolved.

La evolución no busca, pero encuentra *

Siguiendo los postulados de Francisco Ayala, podemos decir que la teoría de la evolución se ocupa de tres materias diferentes. La primera es el hecho mismo de la evolución, es decir, el hecho de que las especies cambian con el paso del tiempo y que es posible describir su historia. Si lo hacemos, descubrimos que todas ellas están emparentadas entre sí al tener un antepasado común. Podemos resumir este primer punto con la afirmación de que todos los seres vivos descienden de antepasados comunes, que son cada vez más diferentes de sus descendientes cuanto más tiempo ha pasado entre unos y otros.

Representación gráfica de la ascendencia común (por el autor).

La segunda materia es la historia de la evolución. A estudiar la evolución tratamos de establecer las relaciones de parentesco entre unos organismos y otros, así como determinar, de forma tan precisa como sea posible, en qué momento se produjo la separación entre los distintos linajes que llevan a las especies vivas en la actualidad (o saber en qué momento quedaron extintas). La evolución biológica implica por tanto el origen de nuevas especies.

La tercera y última materia se refiere a las causas de la evolución. Quizás sea este el punto que en la actualidad genera más debate en la comunidad científica, y también el más importante. Una vez sentado que los organismos cambian y que se diferencian cada vez más con el paso del tiempo, se vuelve esencial comprender los mecanismos o los procesos que causan esa evolución. Darwin, por ejemplo, describió el mecanismo de la selección natural, el proceso que explica la adaptación de los organismos a su ambiente y la evolución de órganos y funciones. Otros procesos evolutivos importantes son los relacionados con la genética (desconocida para Darwin).

Bueno, hasta ahora hemos hablado de muchas cosas pero no hemos explicado qué dice la teoría de la evolución. Como hemos apuntado, la evolución biológica es el proceso de cambio y diversificación de los organismos en el tiempo (y en términos genéticos, el proceso de cambio en la constitución genética de los organismos a través del tiempo). Actualmente, la teoría de la evolución combina las propuestas de Charles Darwin y Alfred Russel Wallace con las leyes de la herencia descritas por Gregor Mendel, así como otros avances posteriores en genética. Según esta teoría, que recibe el nombre de “síntesis moderna” o “teoría sintética”, la evolución se define como un cambio en la frecuencia de los alelos de una población a lo largo de las generaciones. Este cambio puede darse por diferentes mecanismos tales como la selección natural, la deriva genética, la mutación y la migración o flujo genético (más bajo explicaremos brevemente estos conceptos).

El argumento central de Darwin parte de la existencia de variaciones que se heredan. Las variaciones favorables, desde el punto de vista del organismo, son las que incrementan su posibilidad de sobrevivir, pero no vivir por vivir, sino vivir para dejar descendencia, para transmitir su carga genética. La selección natural surge como consecuencia de diferencias en la supervivencia, la fertilidad, el ritmo de desarrollo, el éxito en encontrar pareja, o en cualquier otro aspecto del ciclo vital del organismo. Todas estas diferencias pueden ser aglutinadas bajo el término de reproducción diferencial puesto que todas ellas afectan al número de descendientes que dejan los organismos. Las variaciones favorables serán entonces conservadas y multiplicadas de generación en generación a expensas de las menos ventajosas, precisamente porque quienes las portan viven lo suficiente como para transmitirlas a su descendencia con más eficacia. A medida que las variaciones más útiles van apareciendo, irán reemplazando a las menos ventajosas, y como consecuencia de ello, los organismos cambiarán en su apariencia y configuración. Este proceso de multiplicación de variaciones ventajosas, a costa de las que no lo son, es lo que Darwin llama selección natural.

Como resultado de tal proceso, los organismos estarán mejor adaptados a su ambiente. La razón de ello es que son precisamente las variaciones que mejoran la adaptación al ambiente las que aumentan la probabilidad de que un organismo sobreviva y se multiplique. El proceso se facilita por el hecho de que los ambientes en que los organismos viven también están en continuo cambio. Estos cambios ambientales incluyen no solo los relacionados con el clima y otros aspectos físicos, sino también el entorno biológico: los depredadores, los parásitos y los competidores con los que un organismo interactúa le afectan de manera importante. Al mismo tiempo, el entorno biológico de una especie cambia sin cesar puesto que las especies que constituyen ese entorno están evolucionando a su vez. De esta forma, el proceso de evolución por selección natural implica una retroalimentación que hace que la evolución continúe indefinidamente.

François Jacob

Cuando Darwin publicó “El origen de las especies” no tenía ninguna prueba de la existencia de la selección natural y elaboró su teoría sólo por inferencia. Ernst Mayr ha esquematizado los argumentos de Darwin en cinco hechos y tres deducciones que son muy útiles para comprender la esencia de esta cuestión:

  • Hecho número uno: Todas las especies tienen una gran fecundidad potencial que debería producir un crecimiento muy rápido de las poblaciones, siempre que todos sus miembros sobreviviesen y se reprodujesen.
  • Hecho número dos: salvo fluctuaciones anuales u ocasionales, el número de miembros de las poblaciones se mantienen estables.
  • Hecho número tres: los recursos naturales son limitados y en un entorno relativamente estable se mantienen más o menos constantes (debemos señalar que por recursos se entiende tanto el espacio físico como el alimento disponible).
  • Primera deducción: teóricamente, el número de individuos debería sobrepasar rápidamente las capacidades de mantenimiento del entorno; este desequilibro va a producir una “lucha por la existencia” que sólo permitirá que se reproduzca una pequeña parte de los miembros de las poblaciones. En realidad, Darwin empleó el término “lucha” de forma metafísica ―a pesar de algunas interpretaciones malintencionadas― por lo que hoy hablamos de “competencia”.
  • Hecho número cuatro: dos individuos de una población nunca son exactamente iguales y toda población manifiesta una gran variabilidad. Esta fórmula pone de manifiesto algunos datos esenciales de la revolución darwiniana. Los autores previos manejaban un concepto de especie según el cual existe un tipo, un modelo de cada especie, que se reproduce de forma inmutable (corriente que ha venido a llamarse fijismo), donde las variaciones observadas son meros accidentes de “copia”. En cambio, para Darwin la variabilidad es una propiedad fundamental de la especie; no puede existir un tipo privilegiado puesto que todos los individuos son igualmente representativos de la especie con una constitución única.
  • Hecho número cinco: gran parte de esta variabilidad es heredable. La variabilidad por tanto es el material del cambio evolutivo.
  • Segunda deducción: la supervivencia en este ambiente de competencia no se debe al azar, sino que depende en gran parte de la constitución genética de los supervivientes. Esta supervivencia desigual constituye el proceso de selección natural (hoy sabemos que esta afirmación debe ser matizada ya que, dependiendo de las especies, la parte debida al azar o al determinismo genético en la supervivencia varía en límites muy amplios, aunque siempre existe una combinación entre ambos).
  • Tercera deducción: a lo largo de las generaciones, el proceso de selección natural conduce a un cambio gradual de las poblaciones, es decir, a la evolución con producción de nuevas especies.  Este proceso de diversificación está contrarrestado por la extinción de las especies: se estima que casi el 100% de todas las especies que han existido en el pasado han desaparecido sin dejar descendientes. Las especies actuales, estimadas en unos 10 millones (las descritas por los biólogos son menos de 2 millones) son el saldo entre la diversificación y la extinción.

Vamos a explicar cómo opera la selección natural con un ejemplo que se ha convertido en clásico: el melanismo industrial. Tenemos una especie de polilla cuyos miembros pueden ser de color oscuro o claro, en este caso nos referimos concretamente a la polilla del abedul Biston betularia —en la imagen de abajo, la forma clara (definida como «común») está rotulada con el número 2; y la forma oscura (definida como «carbonaria») rotulada con el número 1.

En 1848, en pleno apogeo de la revolución industrial en Inglaterra, los naturalistas se dieron cuenta de que en áreas industriales, contrariamente a lo que pasaba en zonas no contaminadas, las formas oscuras de esta polilla predominaban sobre las claras.

La explicación tiene que ver con la contaminación ambiental: el hollín de las fábricas mata los líquenes grisáceos-claros que se encuentran sobre la corteza de los abedules, donde estas polillas pasan gran parte de su tiempo, haciendo al mismo tiempo que esa corteza se vuelva más oscura. A partir de esta evidencia, H. B. D. Kettlewell llevó a cabo una serie de experimentos que demostraron que las formas oscuras se camuflaban mejor de las aves depredadoras que la claras en la corteza de los árboles, siendo de esta forma favorecidas por la selección —en la imagen superior vemos una polilla común sobre una corteza de abedul sin contaminar (3), y en la imagen siguiente (4) ambas polillas sobre la corteza ennegrecida por el hollín de las fábricas. En este caso concreto, el color oscuro se convierte en un rasgo adaptativo porque sus portadores sobreviven más que los de color claro.

Pero esta ventaja de la forma oscura no tendría ninguna trascendencia si no fuese hereditaria. Dado que el color oscuro esta determinado por un tipo (o alelo) de un gen, mientras que el color claro lo está por otro alelo del mismo gen, el que las polillas oscuras dejen más descendientes implica que el alelo oscuro aumentará su representación en la población de la siguiente generación. Las adaptaciones son, por tanto, aquellas características que aumentan su frecuencia en la población por su efecto directo sobre la supervivencia o el número de descendientes que dejan aquellos individuos que la portan. En nuestro ejemplo, las formas claras eran miméticas en las zonas no contaminadas, siendo aquí seleccionadas a favor y, por tanto, más numerosas.

En este punto no quiero dejar pasar la oportunidad de traer a colación al genial Stephen Jay Gould, un gran científico y enorme divulgador, que era capaz de unir ciencia y arte cada vez que nos explicaba cualquier concepto:

la formulación básica ―el esqueleto― de la selección natural es un argumento de una simplicidad desarmante, basado en tres hechos innegables (sobreproducción de descendencia, variación y heredabilidad) y una inferencia silogística: la selección natural, o la afirmación de que los organismos con más éxito reproductivo serán, en promedio, las variantes que, por azar, resulten estar mejor adaptadas a los entornos locales cambiantes, las cuales, por herencia, transferirán a sus descendientes sus rasgos favorecidos.

Para mostrarnos gráficamente su visión de la teoría de la evolución escogió una figura procedente de la edición latina de 1747 de una obra precursora en la historia de la paleontología: el tratado de Agostino Scilla titulado La vana speculazione disingannata dal senso (La vana especulación desengañada por los sentidos). La obra fue publicada en italiano en 1670 y, entre otras bellas ilustraciones, cuenta con una etiquetada “coral articulado presente en gran abundancia en los acantilados y colinas de Messina”:

Gould nos explica que el tronco central del coral ―la teoría de la selección natural (1)― no puede cortarse porque la criatura moriría. Este tronco central se divide luego en un número limitado de ramas principales, que él llamó “los puntales básicos” (2, 3 y 4) y que se corresponden con las tres partes esenciales de la teoría darwiniana (sobreproducción de descendencia, variación y heredabilidad): son tan indispensables que la eliminación de cualquiera de ellas supondría poner en entredicho la teoría al completo de forma que sería necesario rebautizar la nueva estructura básica. Por último, hay otros posibles puntos de corte que, si bien obligan a repensar algunos conceptos, no suponen poner en peligro el esquema esencial. En estas partes más alejadas del tronco central podemos incluir el equilibrio puntuado, la teoría neutralista etc.

Mecanismos evolutivos

Ya hemos visto el principal mecanismo de cambio evolutivo, la selección natural. Pero como también hemos apuntado, existen otros que vamos a comentar brevemente a continuación (en futuras anotaciones los veremos con más detalle).

Las frecuencias génicas pueden cambiar por razones puramente aleatorias (lo que se llama deriva genética). En cada generación se produce un sorteo de genes (llamado recombinación) durante la transmisión de gametos de los padres a los hijos. La mayoría de los organismos son diploides, es decir, tienen dos copias de cada gen (una heredada de la madre y otra del padre). Sin embargo, los gametos de estos organismos portan solo uno de los dos ejemplares (alelos) de cada gen. El que un gameto lleve un alelo u otro es una cuestión de azar. Como el único componente que se transmite de generación en generación es el material genético (los genes), el que un individuo deje más descendientes implica que sus variantes génicas (alelos) estarán más representadas en la siguiente generación.

La deriva genética produce un cambio aleatorio en la frecuencia de los alelos de una generación a otra, resultando que estadísticamente se produce una pérdida de los alelos menos frecuentes y una fijación de los más frecuentes. Como es de esperar, este mecanismo provoca una disminución en la diversidad genética de la población y tiende a homogeneizar el acervo genético, motivo por el que la magnitud de los cambios está inversamente relacionada con el tamaño de la población: cuanto mayor sea el número de individuos en una población, menor será el efecto de la deriva genética. Podemos ilustrar este mecanismo con el clásico ejemplo de lo que sucede cuando lanzamos una moneda al aire. Si lanzamos una moneda dos veces, no nos sorprende que salgan dos caras, aun cuando eso significa que sale cara el 100% de las veces. Sin embargo, sí resultaría sorprendente y sospechoso que salieran 20 caras seguidas en 20 tiradas, que es también el 100% de los casos. Uno espera que la proporción de caras obtenidas en una serie de tiradas se aproxime a 0,5 (50%) cuando el número de tiradas es bastante alto.

La relación es la misma con respecto a la deriva genética. Cuanto mayor sea el número de individuos en la población, menor será la diferencia entre las frecuencias de una generación y la siguiente, aunque no debemos olvidar que lo que cuenta no es el número total de individuos en la población, sino su “tamaño eficaz”. El tamaño eficaz se define por aquellos individuos que dejan descendientes: la razón es que sólo los individuos reproductores transmiten sus genes a la generación siguiente, y si éstos son muy pocos, las consecuencias de la deriva pueden ser grandes (a efectos de la deriva genética, la existencia de pocos individuos reproductores, aunque la población total sea muy grande, es igual a una población muy pequeña). En general, para muchas clases de organismos se calcula que el tamaño efectivo de la población es aproximadamente un tercio del número total de individuos.

Los efectos de la deriva genética son normalmente pequeños de una generación a otra, dado que la mayoría de las poblaciones naturales constan de miles de individuos reproductores. Pero los efectos sobre muchas generaciones pueden ser importantes. Si no hubiera otros procesos de cambio evolutivo, tales como el de selección natural y el de mutación, las poblaciones llegarían al final a tener un solo alelo de cada gen. La razón es que tarde o temprano uno u otro alelo sería eliminado por la deriva genética. Debido a la mutación, los alelos desaparecidos de una población pueden reaparecer de nuevo y, si unimos a la ecuación la selección natural, podemos comprender que la deriva genética no tiene consecuencias importantes en la evolución de las especies salvo en aquellas que constan de poquísimos individuos.

Y este es precisamente el supuesto que Ernst Mayr llamó «efecto fundador». Variaciones fortuitas en las frecuencias alélicas similares a las debidas al efecto fundador tienen lugar cuando las poblaciones pasan a través de un «cuello de botella». Cuando el clima u otras condiciones son desfavorables, es posible que las poblaciones sufran una pérdida drástica de sus individuos y corran el riesgo de llegar a extinguirse. Sin embargo, si superan esa situación dramática, las poblaciones pueden recobrar su tamaño normal con el paso del tiempo aunque los genes portados por todos los miembros derivarán de los pocos genes presentes originalmente en los fundadores o supervivientes.


Representación gráfica de un cuello de botella poblacional (wikimedia commons).

En la historia evolutiva de nuestra especie se ha dado el caso de que las tribus eran diezmadas con frecuencia a causa de diversas enfermedades, bruscos cambios climáticos y otras circunstancias, aunque por suerte para nosotros, se recobraban a partir de los supervivientes o gracias a los inmigrantes de otras tribus. De esta forma, las diferencias entre las poblaciones actuales de seres humanos en la frecuencia de algunos genes parecen ser, al menos en arte, el resultado de los cuellos de botella por los que pasaron las poblaciones humanas primitivas.

Por otro lado tenemos la mutación. Podemos definir una mutación como cualquier cambio estable y heredable en la secuencia de nucleótidos del ADN. Cuando dicha mutación afecta a un sólo gen se denomina mutación génica; cuando es la estructura de uno o varios cromosomas la que se ve afectada, mutación cromosómica; y cuando una o varias mutaciones provocan alteraciones en todo el genoma se denominan mutaciones genómicas.

La tasa de mutación de un gen o una secuencia de ADN es la frecuencia en la que se producen nuevas mutaciones en ese gen o en la secuencia en cada generación. Una alta tasa de mutación implica un mayor potencial de adaptación en el caso de un cambio ambiental, pues permite a los individuos disponer de más variantes genéticas, lo que aumenta la probabilidad de que surja la variante adecuada necesaria para adaptarse al cambio ambiental. Del mismo modo, y como contrapartida, una alta tasa de mutación aumenta el número de mutaciones perjudiciales o deletéreas de los individuos y, por tanto, aumenta también la probabilidad de extinción de la especie.

Por lo tanto, una mutación en un lugar clave puede producir un cambio de características del organismo, que se presenta súbita y espontáneamente, y que se puede heredar o transmitir a la descendencia. Una vez en marcha, la selección natural actuará sobre ese cambio, manteniéndolo o eliminándolo en el caso de que permita o no al organismo adaptarse mejor al ambiente. También sucede en muchas ocasiones que una mutación no produce ningún efecto determinante.

Por último, el intercambio de genes entre poblaciones debido a la migración de los  individuos entre poblaciones es otro factor importante de cambio genético. Si dos poblaciones difieren en las frecuencias de los alelos de algunos de sus genes, entonces el intercambio genético entre individuos de las poblaciones emigrante y local producirá un cambio de las frecuencias de los genes en cada una de ellas. Las migraciones humanas durante la expansión neolítica por ejemplo determinaron significativamente el tipo y la cantidad de variación genética de nuestra especie.

La sistemática o cómo clasificamos los organismos

Una vez que hemos analizado la teoría de la evolución y comprendido la enorme diversidad biológica que es capaz de generar la selección natural, podemos entender la importancia que tiene contar con un sistema que permita clasificar nuestro conocimiento del mundo animal, no sólo por necesidades intelectuales y de organización, sino porque un buen sistema de este tipo permite extraer importantes conclusiones evolutivas.

En biología, la sistemática es el estudio de la identificación, la taxonomía y la nomenclatura (estas últimas son disciplinas auxiliares que tratan del análisis de las características de un organismo con el propósito de clasificarlo y nombrarlo conforme a unas reglas establecidas). Así, la sistemática trata del estudio de la clasificación de las especies con arreglo a su historia evolutiva. Inicialmente su interés se centró en la observación de los distintos organismos, actividad que permitió una rápida acumulación de datos descriptivos, lo que a su vez llevó a mediados del siglo XVIII a la revolución de Carl von Linné, quien estableció normas precisas para nombrar y clasificar los seres vivos (para más información ver esta anotación). Por lo tanto, la sistemática se ocupa de la diversidad biológica tanto en un plano descriptivo como en el explicativo o interpretativo.

¿Y qué método se emplea para llevar a cabo esta clasificación? El campo que ahora nos interesa, el de la paleontología humana, vivió una revolución gracias a la cladística, un método de clasificación planteado por el entomólogo alemán Willi Henning en 1950 en su obra Grundzüge einer Theorie der phylogenetischen Systematik (Fundamentos de una teoría de la sistemática filogenética). Es un método de clasificación que solo utiliza líneas de descendencia en lugar de parecidos morfológicos para deducir parentescos evolutivos y que agrupa estrictamente a los organismos en función de su proximidad relativa a un antepasado común.

Expliquemos un poco mejor esta cuestión: lo que hace la cladística es agrupar a las especies en “clados”, que significa “un grupo, una rama del árbol filogenético” (o árbol evolutivo, los dos términos son prácticamente sinónimos). Para ello se utiliza como criterio de reconocimiento de pertenencia al grupo (o clado) la identificación de al menos un carácter apomorfo compartido por todos los miembros de ese grupo y heredado de su especie ancestral (una apomorfia es un carácter nuevo evolucionado a partir de otro preexistente. El carácter original y el derivado forman una pareja homóloga). Por tanto, la idea central es la llamada monofilia estricta, según la cual un grupo es monofilético si todos los organismos incluidos en él han evolucionado a partir de un antepasado común. De esta manera, un clado incluirá a un grupo de especies y a su antepasado común (el fundador del clado) a partir del cual se diversificaron ―al clado se le denomina también “grupo natural” (porque es un reflejo de la verdadera historia evolutiva) y “grupo monofilético” (porque tiene un solo origen).

Tipos de clados (wikimedia commons).

Para formar los clados a partir de las especies con las que se está trabajando, la cladística divide los caracteres en dos tipos. Unos son los caracteres primitivos, que se heredan de un antepasado anterior al nacimiento del clado y por eso se encuentran también en otros clados. Otros caracteres son los llamados derivados, que sólo se observan dentro del clado porque aparecieron con la especie fundadora del mismo. Son los caracteres derivados 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” como hemos indicado más arriba.

Para concluir con este apartado, decir que la cladogénesis hace referencia a la diversificación o multiplicación de linajes, de clados. Por ejemplo, la diversificación de los linajes que llevan al hombre, el chimpancé y el gorila, a partir de un linaje único que existía entre hace ocho y diez millones de años es un ejemplo de cladogénesis. Los ejemplos de cladogénesis son innumerables puesto que la evolución ha producido la extraordinaria diversidad del mundo viviente. Como términos sinónimos que podemos encontrarnos para referirse a la cladogénesis son “evolución divergente” y “evolución diversificadora”.

Con toda la información que hemos analizado sobre sistemática y clasificación, podemos comprender que la evolución de los seres vivos puede ser representada como un árbol, un árbol cuyas ramas se van dividiendo a medida que se alejan de la base del tronco. Esta base representa la especie ancestral común a todas las del árbol, y la ascensión hacia la copa representa el paso del tiempo. Sus ramas se corresponden a los linajes en evolución, algunos de los cuales eventualmente se extinguen, mientras otros llegan hasta el presente. Tales “árboles” se denominan “dendrogramas” (del griego dendron árbol), “árboles filogenéticos” o simplemente, “filogenias”:

 


Cladograma que representa la diversificación entre los gibones, orangutanes, gorilas, chimpancés y humanos.

Conclusiones

Espero que el concepto de evolución y los diferentes mecanismos por los que se produce se hayan entendido bien (en caso contrario, en los comentarios podemos incidir en los aspectos que sea necesario reforzar). Dicho esto, hay quienes sostienen que Darwin no estuvo muy acertado al elegir la palabra «selección», ya que este término parece indicar que existe en la naturaleza alguien que selecciona deliberadamente los organismos mejor adaptados. En realidad, como ya hemos explicado, los individuos «seleccionados» son sencillamente los que sobreviven después de que se hayan eliminado de la población los individuos peor adaptados o menos afortunados. Por eso se ha propuesto sustituir la palabra selección por la frase «eliminación no aleatoria». En definitiva, se usa la palabra «selección» para designar el conjunto de circunstancias responsables de la eliminación de algunos individuos.

Volvamos ahora a la imagen con la que iniciábamos esta anotación. Esta imagen es engañosa y contraproducente para comprender la evolución humana por dos motivos fundamentales. El primero guarda relación con la errónea idea de «dirección», de evolución hacia la complejidad y la «perfección» que nos transmite. Vemos una serie de pasos «evolutivos» que van desde el ser más pequeño y atrasado hacia el más erguido, musculoso y de tez clara que se representa al final. La idea que se quiere transmitir es obvia: el ser humano ha evolucionado de un animal pequeño y peludo para convertirse, con el paso del tiempo, en la cima de la naturaleza. Sin embargo, las cosas no han sucedido de forma tan aséptica; la evolución del hombre no ha sido una limpia carrera de relevos en la que, tras cinco cómodas etapas, ha surgido el ser humano moderno en la meta. Aunque lo explicaremos con más detalle en una anotación posterior, la evolución de nuestra especie se asemeja más a un arbusto que a un árbol. Los últimos avances en genética nos dicen que nuestro pasado evolutivo ha sido más intrincado, mucho más complejo de lo que nunca habíamos imaginado. Y algo muy importante, muchos de los linajes de nuestros antepasados se extinguieron sin más.

El segundo motivo por el que esta imagen no ha sido afortunada tiene que ver con la ya famosa frase «el hombre desciende del mono». El primer ser de la imagen tiene un parecido enorme con un chimpancé, y es un error muy común ―demasiado común― pensar que descendemos de ellos o de cualquier otro simio actual (gorilas u orangutanes).

Debemos tener claro que el hombre no desciende del chimpancé, ni del gorila, ni del mono aullador, ni del macaco japonés, sino de primates que hoy en día ya no existen. A la pregunta de si el hombre desciende del mono, la respuesta de un biólogo evolutivo sería un rotundo «no», el hombre no desciende del chimpancé (el término «mono» no es taxonómico y, en cualquier caso, nuestros antepasados son simios). Lo que sí está perfectamente documentado es que el hombre desciende de otras especies de homininos ya desaparecidos, y que éstos, a su vez, provienen de otros primates igualmente desaparecidos que dieron lugar a otras ramas evolutivas de las que descienden los chimpancés actuales. Tenemos que ser conscientes que también existen restos fósiles de los antepasados de chimpancés, gorilas, orangutanes etc.

 

Esta anotación participa en la XXIX Edición del Carnaval de Biología que organiza ::ZTFNews

 

Referencias

Devillers, C. y  Chaline, J. (1993), La teoría de la evolución. Madrid: Akal, 383 p.

Mayr, E. (1998), Así es la biología. Madrid: Debate, 326 p.

Ayala, F. J. (2001), La teoría de la evolución. Madrid: Temas de hoy, 215 p.

Arsuaga, J. L. (2001), El enigma de la esfinge. Barcelona: Círculo de Lectores, 470 p.

Gould, S. J. (2004), La estructura de la teoría de la evolución. Barcelona: Tusquets Editores, 1426 p.

(*) Arsuaga, J. L. (2012), El primer viaje de nuestra vida. Madrid: Temas de Hoy, 430 p.

Más información de interés

  • Anotación de César Tomé para el Cuaderno de Cultura Científica sobre la evolución.
  • El siguiente vídeo es, sencillamente, una genialidad:

 

Publicado por José Luis Moreno en ANTROPOLOGÍA, 4 comentarios
Yo también soy raro

Yo también soy raro

     Última actualizacón: 29 abril 2019 a las 12:39

Hoy se celebra el día mundial de las enfermedades raras, un momento tan bueno como cualquier otro para recordar este tipo de dolencias, las personas que las sufren y el trabajo de aquellos que dedican su tiempo y esfuerzo a buscar soluciones. Con esta anotación me voy a apartar un poco de la línea seguida hasta ahora en el blog ya que voy a contar mi experiencia personal. Mi objetivo sin embargo no es hacer una exposición lacrimógena de los problemas, frustraciones y demás penalidades que sufren (sufrimos) los enfermos de este tipo, sino arrojar un poco de luz y esperanza y ofrecer un par de claves que a mí personalmente me han ayudado a sobrellevar esta situación.

Sí, yo también soy raro y sufro una enfermedad genética: “fiebre mediterránea familiar”.

He decidido describir mi experiencia personal con esta enfermedad para ofrecer dos consejos que creo que son muy útiles a la hora de enfrentarse con esta situación y que pueden ayudar a sobrellevar mejor cualquier enfermedad:

  1. Una enfermedad de este tipo, que se sufre desde el nacimiento aunque se manifieste a diferentes edades, puede convertirse en una carga muy difícil de soportar. Por eso considero esencial el apoyo, la implicación y comprensión de familiares y amigos. Yo me considero una persona “fuerte” mentalmente y este carácter me ha ayudado sin duda a ser pragmático y a acostumbrarme con relativa facilidad a la situación que me ha tocado vivir. Sin embargo es importante, aunque pueda parecer una obviedad decirlo, el apoyo de las personas más cercanas porque siempre hay momentos difíciles en los que no se aguanta más, en los que uno se harta de todo. Y es entonces cuando más falta hace un brazo donde apoyarse.
  2. El segundo consejo que puedo dar es que en cualquier dolencia, pero en las de este tipo más aún, es muy importante que el enfermo sea consciente de cómo es su enfermedad, estar lo más informado posible acerca de los mecanismos desencadenantes de las crisis así como de las investigaciones que se llevan a cabo. En mi caso se dio la circunstancia de que casi ningún médico conocía la enfermedad cuando los síntomas se hicieron más recurrentes, no sabían cuáles eran los síntomas o el mejor tratamiento; por eso tuvimos que hacer el trabajo por nuestra cuenta. De hecho fue mi mujer ­­―por entonces éramos novios― quien, viendo con impotencia nuestro deambular por diferentes consultas sin éxito, decidió zambullirse en el Harrison (el manual de medicina interna) y se puso a buscar qué enfermedad encajaba mejor con mis síntomas. Con una breve lista de candidatas acudimos a un cirujano digestivo quien se implicó en mi caso y así fue como dimos con la tecla que quedó confirmada más tarde con un análisis de ADN.

¿Qué es la fiebre mediterránea familiar?

La fiebre mediterránea familiar es una enfermedad genética caracterizada por episodios recurrentes de fiebre que generalmente vienen acompañados de dolor abdominal así como dolor e inflamación articular y pleural (la pleuritis, también conocida como pleuresía, es la inflamación aguda de las membranas que cubren los pulmones). El gen responsable de la enfermedad se ha denominado MEFV, y está localizado en el brazo corto del cromosoma 16 (16p13.3). Este gen contiene la información necesaria para producir una proteína que participa en el control de la inflamación, por lo que si está mutado, como sucede en los enfermos de FMF, esta regulación no se lleva a cabo correctamente.

La enfermedad se hereda de forma autosómica recesiva, lo que significa que se manifiesta únicamente cuando la mutación del gen MEFV que la provoca está presente en las dos copias del material genético del enfermo. Para comprender esto debemos saber que en cada una de nuestras células existen dos copias completas de nuestro ADN: una de estas copias la recibimos de nuestro padre y otra copia de nuestra madre. Pues bien, cuando se produce algún cambio en la secuencia del ADN de un gen concreto, tenemos un alelo, es decir, una forma alternativa o diferente de la forma normal o natural de cada gen (llamado alelo silvestre). De esta forma, pueden existir varias formas de un mismo gen aunque esta circunstancia no implica que las formas diferentes desencadenen una enfermedad. Por ejemplo, si el color de los ojos estuviera determinado por un único gen (en realidad es un carácter poligénico, intervienen varios genes), cada variante de color ―azul, verde, pardo, negro etc.― serían alelos del gen.

En el caso de la FMF, el que se trate de una enfermedad recesiva significa que para que se manifiesten los síntomas tienen que darse las dos copias mutadas del gen MEFV ya que, en caso contrario, la copia “buena” del gen supliría las deficiencias del otro. Dicho con otras palabras, puedo decir que me ha tocado la lotería, aunque sea una lotería genética que en este caso traiga como premio un fastidio.

Gen autosómico recesivo. Modo de herencia entre dos portadores de un gen autosómico recesivo (wikimedia commons)

Gen autosómico recesivo. Modo de herencia entre dos portadores de un gen autosómico recesivo (wikimedia commons)

Para que os deis cuenta de la casualidad (y como refleja perfectamente la imagen de más arriba), se ha dado la circunstancia de que cada uno de mis padres tiene una copia mutada del gen MEFV (así, son portadores de la enfermedad y pueden transmitirla pero no la padecen) y por cuestiones del azar y de la recombinación genética, esas dos copias vinieron a juntarse en mí (de hecho, mis hermanos también pueden ser portadores aunque ninguno de ellos la sufre). Por esto la “familiaridad” de la enfermedad se manifiesta no tanto en familiares directos (padres, hermanos o abuelos) sino en primos, tíos o parientes lejanos.

Y en mi caso particular ¿cómo se manifiesta la enfermedad?

Mi principal síntoma es un fuerte dolor abdominal que comienza en la fosa ilíaca derecha y termina extendiéndose por toda la región abdominal y que viene acompañado de fiebre alta (picos de 39o y 40o). Además tengo artritis en las articulaciones, sobre todo en las muñecas y las rodillas (que ya se ha cronificado aún sin crisis). Este brote o “crisis” tiene una duración variable que va desde las 24 horas hasta los dos o tres días. La evolución de las crisis es progresiva y autolimitada: en mi caso comienza con una leve molestia abdominal que poco a poco se va intensificando hasta que alcanza su máxima intensidad unas horas más tarde; llegando a desaparecer por completo al cabo de pocos días. El lado positivo de esto es que me permite anticiparme y saber cuándo voy a sufrir la crisis, pudiendo organizar más o menos mi trabajo y la vida cotidiana. Además de la duración, otro aspecto importante es la frecuencia, la recurrencia de las crisis. Esto también varía ya que hay épocas en las que sufro una crisis al mes, y otras en las que me libro durante 3 o 4 meses. Esta ha sido la tendencia habitual durante muchos años por lo que tampoco ha sido demasiado incapacitante.

Sin embargo, de un tiempo a esta parte se ha venido a complicar la cosa. No sólo ha aumentado la frecuencia de las crisis (ahora tengo una crisis cada semana o 10 días, lo que en la práctica supone que estoy enfermo todo el tiempo) sino se ha sumado la pleuritis, que quizás sea la manifestación más molesta ya que comienza justo cuando pasa la crisis de dolor abdominal y dura otras 24 o 48 horas en plenitud (es realmente molesto y me deja KO durante bastante tiempo).

En cualquier caso, la complicación más grave e importante es el desarrollo de amiloidosis. El amiloide es un material de naturaleza proteica que se deposita en ciertos órganos (riñones, hígado, intestino, piel y corazón) causando una pérdida progresiva de su función. La amiloidosis no es una complicación exclusiva de la FMF sino que puede aparecer en el curso de cualquier enfermedad inflamatoria crónica que no se trate adecuadamente.

¿Qué pasa concretamente con este gen MEFV?

Como hemos visto, la enfermedad está causada por las mutaciones del gen MEFV del cromosoma 16. Existen por lo menos 26 mutaciones asociadas a la enfermedad, la mayor parte de las cuales están agrupadas en el último exón (exón 10), aunque la mutación localizada en el exón 2 (E148q) parece ser la más común en los enfermos europeos.

El gen MEFV codifica para una proteína llamada “pirina” o “marenostrina” que se produce en ciertos leucocitos (neutrófilos, eosinófilos y monocitos) que juegan un papel en la inflamación y el combate a la infección. Por este motivo vamos a analizar con más detalle el funcionamiento del proceso inflamatorio:

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La respuesta típica de la inmunidad natural frente a una agresión externa es la inflamación. Si se produce una rotura en la piel los microorganismos pueden acceder al interior del organismo de ahí que, como reacción, se produzca la inflamación con varios fines: aislar, destruir al agente dañino, y reparar el tejido u órgano dañado. Todos conocemos los signos: rubor (coloración roja), tumor (hinchazón), calor y dolor. La coloración y el calor se deben a un aumento del flujo sanguíneo en el área y a la constricción de los vasos sanguíneos. Gracias a la intervención de mediadores químicos se aumenta la permeabilidad capilar para que los líquidos y las células sanguíneas pasen al espacio extravascular: esto provoca la hinchazón y el aumento de la presión local, que es lo que origina el dolor. El objeto de todo este movimiento orquestal es la acumulación de un fluido rico en proteínas, fibrina y leucocitos. Éstos últimos se dirigen hacia la zona afectada por un proceso denominado quimiotaxis (una locomoción dirigida) para, una vez allí, fagocitar los microbios y destruirlos.

Entre las sustancias que intervienen en la quimiotaxis se encuentran los componentes del sistema del complemento, sobre todo C5a. Para que nos entendamos, cada vez que se produce una lesión, un agente llamado C5a se libera con la función de decirle a los neutrófilos (que son quienes tienen que combatir la infección) ven aquí y defiende el organismo. Éstos son los primeros en llegar al lugar dañado y, además de trabajar como basureros, engullendo literalmente los agentes nocivos, actúan como mediadores de la inflamación (la causan y, al mismo tiempo, cuando la necesidad de la misma ha desaparecido, se encargan de su desaparición).

En las personas sanas, la proteína pirina (recordemos que es sintetizada por el gen MEFV) inactiva las C5a gracias a una enzima, lo que sirve para controlar la presencia de neutrófilos y, por tanto, la inflamación. Sin embargo, en una persona con FMF, esta enzima está ausente y el resultado es una espiral ascendente que culmina en una reacción inflamatoria desmedida: el ataque de FMF.

¿Cuál es el tratamiento?

El tratamiento es sencillo y consiste en la toma de un medicamento: colchicina. La medicación es para toda la vida ya que no solo controla los brotes de FMF (un 60% de los pacientes deja de tener crisis, un 30% tiene una mejora parcial, mientras que el 5-10% no tiene respuesta) sino que elimina el riesgo de amiloidosis. La razón por la  que la colchicina es un tratamiento efectivo es que reduce la velocidad y la eficacia de la respuesta de los neutrófilos a las céculas C5a.

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Conclusión

He querido contar mi experiencia porque, por ejemplo, el tener una información detallada me ha ayudado a adaptar mis hábitos de vida. Aunque en muchos artículos sobre FMF se afirma que la dieta no afecta a la incidencia de las crisis, he comprobado que no puedo tomar algunos alimentos difíciles de digerir ya que suelen ser desencadenantes. Del mismo modo, el estrés es uno de los factores que hay que evitar a toda costa (algo bastante complicado dada mi profesión…) En definitiva, llevo mucho tiempo siguiendo el método de ensayo y error para buscar una mejoría a mi enfermedad y en algunos aspectos lo he conseguido.

Digo esto porque sucedía (con el paso del tiempo el conocimiento de esta enfermedad ha mejorado bastante) que la mayor parte de los médicos no sabían nada de este tipo de enfermedades. No me refiero a que en urgencias no supieran a qué se están enfrentado cuando un paciente llegaba con dolor abdominal y fiebre recurrente (casi de forma automática te extirpaban el apéndice) sino al seguimiento periódico que debe hacerse para controlar los parámetros sanguíneos y la presencia de amiloide. En mi caso concreto, no exagero si digo que he desfilado por no menos de diez médicos internistas buscando alguno que, no ya conociera la enfermedad, sino que mostrase un mínimo interés y quisiera implicarse en buscar vías para mejorar en lo posible mi situación.

No quiero que esto parezca una crítica gratuita y generalizada, es sólo mi experiencia. Por eso creo que es esencial que nosotros, como enfermos, seamos los primeros interesados en conocer qué nos pasa y qué debemos hacer para controlar la enfermedad. Con esa información podremos acudir a nuestro médico más preparados, demostrando que estamos implicados, creo que así lograremos que el médico se implique también.

No puedo terminar este relato sin expresar mi reconocimiento a todos aquellos científicos que pasan literalmente toda su vida intentando desentrañar los mecanismos del funcionamiento de nuestro cuerpo. Es un trabajo muchas veces ingrato porque no reciben todo el apoyo que deberían, ni gozan de la visibilidad necesaria.

Nuestra sociedad debería ser consciente de la importancia que tiene la ciencia en general y la investigación biomédica en particular, la importancia de disponer de una enseñanza de calidad que a su vez permita que aquellas personas con una vocación de servicio a la sociedad (como creo que tiene cualquiera que decide dedicar su vida a la investigación) vean cumplidas sus expectativas y se les permita desarrollar su potencial en un marco de seguridad y estabilidad. A buen seguro redundará en una mejor calidad de vida para todos nosotros y, quien sabe, quizás algún día se halle una cura para este tipo de enfermedades.

Referencias y más información

Babior, B. M., Matzner, Y. (1997) «The familial Mediterranean fever gene – cloned at last«. New Eng. J. Med., vol. 337, p. 1548-1549.

Matzner, Y., et al. (2000), «Expression of the familial Mediterranean fever gene and activity of the C5a inhibitor in human primary fibroblast cultures«. Blood, vol. 96, núm. 2, p. 727-731. (descarga directa en formato PDF)

Familial Mediterranean Fever; FMF en OMIM

Federación Española de Enfermedades Raras (la primera y la última imagen de esta anotación provienen de esta página con autorización)

Esta página es fruto de la colaboración realizada entre la Organización Internacional de Ensayos en Reumatología Pediátrica (PRINTO, Paediatric Rheumatology International Trials Organisation) y la Sociedad Europea de Reumatología Pediátrica (PReS, Paediatric Rheumatology European Society)

Publicado por José Luis Moreno en MEDICINA, 22 comentarios
Siete días … 10 a 16 de febrero (dientes Dmanisi)

Siete días … 10 a 16 de febrero (dientes Dmanisi)

     Última actualizacón: 4 septiembre 2017 a las 09:59

BIOLOGÍA

Algunos genes del sistema inmunitario han evolucionado en rumanos y personas de etnia gitana bajo los efectos de la peste negra, mientras que el mismo grupo de genes en personas del noreste de la India, de donde los gitanos provienen, no ha sufrido ningún tipo de cambio.

La evolución de la población europea ha sido determinada, a lo largo de los siglos, por múltiples causas de orden natural. Precisamente, una de las causas más importantes han sido los diversos episodios de epidemias mortales que asolaron Europa durante el milenio pasado. Uno de ellos, el brote de peste bubónica o peste negra de 1348, es, probablemente, el más conocido, ya que fue extremadamente mortal en conseguir exterminar entre el 30% y el 50% de los europeos.

Varios estudios científicos han llegado a la conclusión de que las epidemias mortales afectan al sistema inmunitario humano, ya que los genes evolucionan bajo la influencia de este tipo de enfermedades infecciosas. Tanto es así que las personas con los genes que son más resistentes a la enfermedad logran vivir y reproducirse. En cambio, los portadores de genes que no son capaces de hacer frente a la enfermedad, mueren.

Los resultados muestran que los tres genes del grupo de los receptores tipo Toll (TLR) del sistema inmune, evolucionó de manera similar en los gitanos y los rumanos, bajo el efecto de la misma presión selectiva, mientras que los habitantes de la India no tienen el efecto de la selección natural para esta causa. Es un buen ejemplo de evolución convergente, donde las poblaciones de diferente origen (rumanos y gitanos) tienen la misma adaptación al estar sometidas a las mismas presiones ambientales, en este caso, el efecto de la epidemia de la peste.

La relación entre los genes TLR y la bacteria causante de la peste se ha demostrado experimentalmente. Por lo tanto este estudio muestra que la peste tuvo un papel importante en el cambio genético. Así, los científicos tomaron sangre de 100 personas de ascendencia europea en contacto con la bacteria que causa la peste, Yersinia pestis, y se observó una relación entre los genes TLR y un aumento de la producción de citoquinas, moléculas que juegan un papel importante en el sistema inmune y en la resistencia a la enfermedad.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: Convergente evolution in European and Rroma populations Reveal pressure exerted by plague donde Toll-like receptores

ECOLOGÍA

Científicos de la British Antarctic Survey (Reino Unido) han obtenido imágenes de satélite de alta resolución de una de las mayores poblaciones de ballenas francas australes, durante la época de cría en la costa argentina. Los investigadores creen que esta técnica puede ser muy útil para contar el número de ejemplares que existen en los diferentes océanos del mundo y ayudar a su conservación.

En el estudio, los autores seleccionaron un grupo de ballenas francas australes debido a su gran tamaño y su costumbre de tomar el sol cerca de la superficie en grandes grupos alrededor de las abrigadas aguas costeras durante la temporada de cría. Los científicos utilizaron esta población para poner a prueba el potencial del uso de imágenes de satélite de muy alta resolución para detectar y contar las ballenas. Las imágenes fueron proporcionadas por el satélite de mayor precisión, el WorldView2, que cubre 40 millas cuadradas y podía penetrar aún más en la masa de agua que las imágenes de otros satélites. Los autores utilizaron cuatro métodos diferentes de detección automática y se compararon los resultados con los de la detección manual de ballenas.

Los científicos identificaron 55 ballenas probables y otras 23 formas que podrían ser estos cetáceos en o justo debajo de la superficie. Además, observaron 13 objetos detectados solo en determinadas longitudes de onda de luz.

Los autores concluyen que estos métodos son más eficientes que los tradicionales para la evaluación de las poblaciones de mamíferos marinos, y que se pueden utilizar para calcular la abundancia de la población. Este es uno de los primeros estudios con éxito que utiliza imágenes de satélite para contar ballenas, un método que podría aplicarse a las futuras encuestas de distintas especies de ballenas y otras poblaciones de mamíferos marinos.

• Noticia ABC

• Artículo: Whales from Space: Counting Southern Right Whales by Satellite (descarga directa en formato PDF)

EVOLUCIÓN

El hallazgo del fósil de un pez primitivo de hace más de 400 millones de años ha permitido entender mejor cómo evolucionaron los vertebrados hasta desarrollar la mandíbula.

Tras un estudio exhaustivo, los investigadores mostraron cómo los fósiles documentan el ensamblado progresivo de la cara y la mandíbula en los vertebrados y proporcionan nueva e importante información de los pasos de esta compleja transición. En el caso del Romundina, se trata de un pez blindado, que data de hace 410 millones de años y que habitaba en la Australia Occidental en la época del Devónico superior.

Este antiguo fósil muestra la evolución de la anatomía craneal entre los ciclóstomos, una antigua clase de peces sin mandíbulas, y los galeáspidos, una clase extinta de peces que habitaron tanto en agua dulce como en salada desde el Silúrico Medio al Devónico Inferior (430 a 370 millones de años atrás).

“Este cráneo es una mezcla de rasgos primitivos y modernos, por lo que es un fósil intermedio entre los vertebrados sin mandíbula y aquellos que sí tenían”, dijo a Efe Vincent Dupret, principal investigador del estudio y profesor de la Universidad de Uppsala (Suecia), que reconoció que gracias a las nuevas tecnologías, el fósil se ha podido analizar.

La importancia del descubrimiento del fósil primitivo radica en su análisis a través de rayos X, que permitió crear una imagen virtual en el Laboratorio Europeo de Radiación Sincrotrón de Grenoble, en Francia, que proporcionó a los investigadores una representación exacta de las estructuras del cráneo.

• Noticia EFE

• Artículo: A primitive placoderm sheds light on the origin of the jawed vertebrate face

EVOLUCIÓN HUMANA

Un estudio del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH), liderado por la investigadora Laura Martín-Francés, ha publicado un artículo que desvela la dieta y enfermedades de Homo georgicus, de hace 1,8 millones de años.

El análisis paleopatológico, realizado en la mandíbula y los restos fósiles dentales de este individuo de 1,8 millones de años, conocido como D2600 y encontrado en los yacimientos de Dmaisi (Georgia), ha revelado signos de infección y dientes muy desgastados.

La hipótesis del equipo investigador sugiere que este patrón de desgaste puede estar relacionado con una ingesta de alimentos fibrosos y abrasivos, como frutas y plantas, y, por tanto, la dieta sería más parecida a la de chimpancés y gorilas.

Martín-Francés ha afirmado que este tipo de hábito alimenticio requiere procesos de masticación que serían los causantes de la morfología del desgaste de la dentición anterior y posterior. En el estudio también se propone que la severidad del desgaste, producido por la dieta, habría sido el causante del resto de patologías observadas.

En este sentido, la directora del grupo científico ha detallado que un desgaste tan acusado deja, por una parte, la cavidad pulpar expuesta a agentes infecciosos, lo que habría derivado en los abscesos.

Por otra parte, el mismo desgaste, la ruptura del esmalte y las migraciones dentales afectan a la estabilidad de los movimientos masticatorios que llegaron a causar la degeneración de la articulación mandibular o “artropatía temporomandibular”.

• Noticia EFE

• Artículo: Palaeopathology of the Pleistocene specimen D2600 from Dmanisi (Republic of Georgia)

PALEONTOLOGÍA

Una nueva investigación revisa las normas que permiten a los científicos descifrar el color de los dinosaurios y puede proporcionar una herramienta para entender cómo se produjo la aparición de la capacidad de volar y los cambios en la fisiología de los dinosaurios.

En un estudio comparando el pelo, la piel, la pelusa y las plumas de vertebrados terrestres vivos y muestras fósiles, un equipo de investigación de las universidades estadounidenses de Texas y Akron, la Universidad China de Geociencias y otras cuatro instituciones chinas encontró evidencia de cambios evolutivos en las reglas que rigen la relación entre el color y la forma de los orgánulos que contienen pigmento, conocidos como melanosomas.

El equipo descubrió inesperadamente que los antiguos dinosaurios maniraptora, paravians y mamíferos y aves vivos compartían de forma exclusiva el desarrollo evolutivo de diversas formas y tamaños de melanosomas. La diversidad en la forma y tamaño de los melanosomas permite a los científicos descifrar el color. La evolución de los diversos melanosomas en estos organismos plantea la posibilidad de que la forma y el tamaño de los melanosomas podrían dar pistas sobre la fisiología de los dinosaurios.

Mediante el análisis de la forma de los melanosomas de los especímenes fósiles, los científicos han sugerido recientemente el color de varias especies antiguas, incluyendo uno de los primeros dinosaurios con plumas descubierto, ‘Sinosauropteryx’, y especies aladas como ‘Microraptor’ y ‘Anchiornis’. Según la nueva investigación, la decodificación del color funciona bien para algunas especies, pero el color de otros puede ser más complicado de reconstruir de lo que se pensaba.

• Noticia Europa Press

• Artículo: Melanosome evolution indicates a key physiological shift within feathered dinosaurs

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La mayor de todas las extinciones masivas ocurridas en nuestro planeta sucedió hace unos 252 millones de años, justo al final del Pérmico. Durante ese catastrófico evento, desaparecieron de la faz de la Tierra más del 96 por ciento de las especies marinas y cerca del 70 por ciento de las terrestres, incluida la gran variedad de insectos gigantes que hasta entonces habían dominado el mundo.

Hasta el momento, se han aventurado distintas hipótesis sobre las causas de esta extinción en masa: el impacto de un asteroide, erupciones volcánicas generalizadas, o incluso una sucesión casual (y fatal) de cataclismos ambientales que terminaron por poner en serio riesgo la existencia misma de vida en la Tierra.

Por el momento, y a falta de un consenso sobre las causas de esta catástrofe planetaria, un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachussets (MIT) se ha centrado en averiguar cuánto duró exactamente el periodo de extinción, es decir, cuánto tiempo tardaron en desaparecer la mayor parte de las especies vivas al final del Pérmico. La respuesta podría dar pistas decisivas sobre el desencadenante de este trágico episodio que los investigadores han bautizado como «la Gran Mortandad».

El resultado de la investigación les ha dejado con la boca abierta. De hecho, todo sucedió a lo largo de un periodo máximo de 60.000 años (con un margen de incertidumbre de 48.000). Es decir, de forma prácticamente instantánea, desde una perspectiva geológica. La nueva escala temporal, muy inferior a lo que se pensaba, se basa en el uso de las más modernas técnicas de datación, e indica que la mayor extinción de todos los tiempos sucedió, por lo menos, diez veces más rápido de lo que los científicos habían pensado hasta ahora.

«Ahora tenemos exactamente el tiempo absoluto y la duración de la extinción -afirma Robert R. Shrock, profesor de Ciencias Planetarias del MIT-. ¿Cómo puedes matar al 96 por ciento de todos los seres vivos de los océanos en apenas unas decenas de miles de años? Una extinción excepcional requiere de una explicación excepcional».

• Noticia ABC

• Artículo: High-precision timeline for Earth’s most severe extinction

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Un equipo internacional de científicos ha encontrado en el Parque Nacional Kootenay (Canadá) un yacimiento que podría explicar la explosión repentina de vida animal que surgió durante el periodo Cámbrico.

Los expertos han destacado que se encuentra a sólo 42 kilómetros del Parque Nacional de Yoho, donde está el hogar de los primeros animales del planeta, incluyendo algunos de los humanos primitivos, por eso han denominado a este hallazgo como una «secuela épica» de la investigación.

Hace cien años que se descubrió el yacimiento de Burgess Shale en el Parque Nacional de Yoho. Sus 505 millones de años de edad lo han convertido en uno de los lugares «más importantes del mundo» para la arqueología, con descubrimientos en su territorio como ‘Pikaia’, el vertebrado más primitivo conocido y, por lo tanto, el ancestro de todos los vertebrados. La cercanía de este asentamiento con el nuevo hallado, hace pensar a los científicos que este logro será «de igual o más importancia» que el de Yoho.

• Noticia Europa Press

• Artículo: A new phyllopod bed-like assemblage from the Burgess Shale of the Canadian Rockies

FÍSICA

Desde la década de los años 50 del siglo XX, los científicos investigan en una fuente de energía ilimitada que podría acabar con los problemas energéticos del mundo: la fusión nuclear. Sin embargo, conseguir energía de esta forma precisa que los reactores de fusión generen más energía de la que consumen. Científicos del Livermore National Laboratory (LLNL) de Estados Unidos han logrado al menos una parte de ese objetivo: por primera vez han conseguido que el proceso libere más energía que la absorbida por el combustible utilizado.

Básicamente, se trata de un proceso –el mismo que activa a las estrellas- por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen y forman un núcleo más pesado, liberando una cantidad enorme de energía.

Sin embargo, conseguir energía a partir de la fusión nuclear presenta una gran dificultad: se debe lograr que los reactores de este tipo (distintos a los actuales de fisión nuclear) generen más energía de la que consumen.

Ahora, científicos del Livermore National Laboratory (LLNL), en Estados Unidos, han conseguido al menos una parte de este objetivo: por primera vez, han logrado en una reacción de fusión liberar más energía que la que absorbe el combustible utilizado en el proceso.

«Realmente es emocionante ver cómo de forma sostenida aumenta la contribución a la producción del proceso, aunque queda trabajo por hacer y problemas de física que necesitan ser abordados antes de que lleguemos al final», comenta el primer autor del trabajo, Omar Hurricane.

Los experimentos desarrollados en el NIF se hicieron con un tipo de confinamiento del combustible conocido como confinamiento inercial (FCI).

Éste consiste en una esfera que contiene un combustible (deuterio y tritio o DT), y que es tan densa que de ella no puede escapar prácticamente ninguna partícula.  La esfera se introduce en una cavidad, donde se desarrolla la reacción. Una vez dentro, sobre ella se hace incidir un haz de láser que aumenta la energía de su capa externa. Esta energía transcurre hacia el interior de la esfera en forma de partículas alfa, y provoca la implosión del combustible, lo que a su vez produce más partículas alfa.

Este proceso de retroalimentación es el mecanismo que propicia la ignición. La radiación emitida se va depositando en las paredes de la cavidad y luego es transferida a un líquido refrigerante. Así se consigue la energía.

Los experimentos de los científicos del LLNL fueron cuidadosamente diseñados para evitar la desintegración del armazón plástico que rodea y confina el combustible DT, a medida que es comprimido por la energía vertida sobre él. Los investigadores habían teorizado que dicha desintegración podría ser la causa del rendimiento degradado de los procesos de fusión, observado en experimentos previos. Lo consiguieron modificando el haz de láser utilizado, hasta suprimir la inestabilidad que causa la desintegración del armazón. Señalan que el alto rendimiento conseguido como consecuencia podría confirmar su hipótesis.

El reto pendiente, por tanto, sería obtener una “ganancia” en todo el sistema, de tal forma que la energía total empleada para controlar la reacción en el proceso de fusión nuclear (conocida como “ignición termonuclear”) sea superada por la energía producida.

• Noticia Tendencias21

• Artículo: Fuel gain exceeding unity in an inertially confined fusion implosion

INGENIERÍA

Consiguen mover nanomotores dentro de células vivas. De momento son como diminutas agujas (de unos tres nanómetros, tres milmillonésimas de metro), pero investigadores de la Universidad de Pensilvania han conseguido introducirlas y moverlas dentro de células vivas. Con ello abren la puerta a una herramienta para interaccionar con la estructura celular básica desde dentro, tanto para el estudio como para, en un futuro, curar. Los dispositivos están formados por una mezcla magnética de oro y rutenio, y se mueven desde fuera mediante ultrasonidos. Las fotografías tomadas con un microscopio muestran su recorrido.

En principio, se han movido para registrar qué sucede cuando los nanomotores chocan con los orgánulos celulares. “Hemos visto respuestas mecánicas desconocidas hasta ahora”, ha dicho Tom Mallouk, profesor de la Universidad Estatal de Pensilvania. Las células son como diminutas fábricas llenas de orgánulos y estructuras que se encargan de producir energía, procesar nutrientes, eliminar residuos, fabricar proteínas… En una primera aproximación, los minúsculos dispositivos se han usado como batidoras para destruir todo lo que encuentran o perforar las membranas. Parece un trabajo poco preciso, pero solo con pensar que esto pudiera usarse a gran escala para destruir células cancerígenas ya sería un avance.

De hecho, ha sido en cultivos de HeLa, la famosa estirpe de adenocarcinoma de cuello de útero (cérvix) donde se han ensayado. “Esta investigación es una demostración de que es posible usar nanomotores sintéticos para estudiar la biología celular de formas novedosas. Los podríamos utilizar para tratar el cáncer y otras enfermedades manipulando las células desde dentro; podrían efectuar microcirugías intracelulares y administrar fármacos de manera no invasiva”, explica Mallouk.

• Noticia El País

• Artículo: Fantastic Voyage: Designing Self-Powered Nanorobots

• Vídeos:

Publicado por José Luis Moreno en SIETE DÍAS, 1 comentario
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 … 23 a 29 de diciembre (evolución de la mano)

Siete días … 23 a 29 de diciembre (evolución de la mano)

     Última actualizacón: 24 agosto 2022 a las 07:54

EVOLUCIÓN HUMANA

El descubrimiento de un hueso en una antigua tumba en Kenia data el origen de la destreza manual del hombre más de 500.000 antes de lo que se pensaba.

La precisión y habilidad de la mano humana permitieron a nuestra especie prevalecer en el planeta. Pero no está claro cuándo sus distintivas características anatómicas, que permiten crear y usar utensilios, aparecieron por primera vez en la evolución. Ahora, una pieza ósea metacarpiana muy bien preservada que se parece mucho a los huesos de la mano de un humano moderno muestra esos rasgos.

El fósil de 1,4 millones de años fue identificado como hueso metacarpiano tercero y constituye la evidencia más antigua de la evolución humana que permitió a los homínidos primitivos desarrollar destrezas manuales para fabricar y utilizar herramientas.

La pieza hallada presenta una protuberancia que se conoce como apófisis estiloide, que es lo que engancha los dedos a la muñeca y permite realizar movimientos manuales más fuertes y muy precisos. Los simios y otros primates no humanos carecen de esta característica anatómica, lo que supone una desventaja en la habilidad para manipular objetos.

Este descubrimiento sugiere que la mano humana moderna se desarrolló más de 600.000 años de lo que se suponía, probablemente en tiempos del Homo erectus. «El apófisis estiloide refleja una mayor destreza que permitió a las especies humanas primitivas más precisión y fuerza de sujeción al manipular objetos. Con este descubrimiento estamos completando la historia evolutiva de la mano humana. Puede ser que no sea esta la primera aparición de la mano humana moderna, pero creemos que está cerca del origen, dado que no observamos esta anatomía en fósiles humanos de más de 1,8 millones de años de antigüedad”.

• Noticia BBC Mundo

• Arrtículo: Early Pleistocene third metacarpal from Kenya and the evolution of modern human-like hand morphology

GENÉTICA

Un gran estudio genético en descendientes de indígenas americanos desvela un gen que explica por qué hay más diabetes entre latinoamericanos que entre europeos.

Un gen heredado de los neandertales hace miles de años podría ser culpable de que los mexicanos y otros pueblos de América Latina sufran más diabetes que las personas de origen europeo. Eso es lo que apunta el mayor estudio genético sobre riesgo de sufrir diabetes tipo 2 que se ha realizado entre personas de México y otros países latinoamericanos.

. El estudio, realizado por expertos de prestigiosos centros de investigación en EEUU y México, ha analizado el ADN de 3.800 personas con diabetes tipo 2 de México y América Latina y los ha comparado con el de 4.300 personas de la misma muestra pero que no sufren la dolencia. El análisis desvela que la versión “de riesgo” del gen detectado en este estudio aumenta en un 25% la posibilidad de sufrir diabetes. Las personas que heredan de sus dos padres la variante de riesgo tienen un 50% más de posibilidades de sufrir la dolencia, según el trabajo. La variante de riesgo se ha encontrado en el 50% de los descendientes de indígenas americanos y en el 20% de las personas del este de Asia. Por el contrario es muy rara en europeos (y también en africanos), lo que explica por qué no se había detectado hasta ahora la versión defectuosa del gen en cuestión, llamado SLC16A11. Los autores señalan que este gen explica hasta el 20% de la mayor incidencia de la diabetes tipo 2 en mexicanos y latinoamericanos.

Los investigadores han rastreado el origen del gen defectuoso hasta su origen: los neandertales. En concreto, el equipo ha encontrado la variante en el genoma de una mujer neandertal que vivió hace 50.000 años en Siberia y cuya secuencia se publicó hace una semana.  Según su trabajo, hace miles de años, los neandertales y los humanos modernos se cruzaron, tuvieron hijos fértiles y, como consecuencia, algunos heredaron esa variante que hoy aumenta la posibilidad de sufrir diabetes a algunas poblaciones de América.

“Que yo sepa, éste es el primer ejemplo que demuestra que una variante que alberga mayor riesgo de enfermedad ocurre en un haplotipo [perfil genético] reintroducido en el linaje del humano moderno por contacto con neandertales”, explica José Flórez, médico y genetista español que trabaja en el Hospital General de Massachusetts y que es coautor del estudio.

• Noticia Materia

• Artículo: Sequence variants in SLC16A11 are a common risk factor for type 2 diabetes in Mexico

MEDICINA

Médicos franceses lograron trasplantar exitosamente por primera vez un corazón artificial hecho de tejidos biológicos que funciona de forma autónoma.

Desde la década de los 80 se han implantado dispositivos artificiales en el corazón quirúrgicamente. Sin embargo, ningún dispositivo ha sido capaz de sustituir el corazón humano de manera tan eficaz como los corazones biológicos. Recientemente, se han logrado importantes avances con la adición de material biológico a dispositivos artificiales para el corazón.

En 2008 la empresa francesa Carmat presentó una revolucionaria prótesis como una solución a «decenas de miles» de pacientes con insuficiencias cardiacas y que no tenían acceso a un donante natural. Se trata de un nuevo corazón artificial que utiliza tejido de bovino en aquellas zonas que tienen contacto directo con la sangre, para evitar así problemas como la coagulación.

Pero hasta septiembre pasado la empresa no tuvo el permiso de las autoridades sanitarias francesas para proceder al primer implante en un ser humano. Finalmente se lo otorgaron y el pasado miércoles la operación se llevó a cabo exitosamente en el hospital Georges Pompidou de París. El paciente está bajo vigilancia, se siente bien y ya se comunica con su familia, informó la empresa Carmat, que desarrolló este corazón único.

El corazón, resultado de minucioso trabajo de los científicos durante 15 años, tiene sensores electrónicos y un complejo sistema electromecánico que detectan la posición en la que se encuentra el paciente, la presión venosa y arterial. En la construcción de la prótesis, además de los médicos, participaron ingenieros del consorcio aeronáutico europeo EADS, propietario del fabricante de aviones Airbus. Mientras que algunas partes del corazón artificial están hechas de tejidos orgánicos y biológicos, otras son de materiales utilizados en la industria aérea.

• Noticia RT

GEOLOGÍA

Descubren agua que no se congela bajo el hielo de Groenlandia. Una enorme reserva de agua en forma líquida se esconde bajo la capa de hielo en Groenlandia todo el año. Los investigadores sostienen que el agua se almacena en los espacios de aire entre partículas de hielo, de forma similar al jugo que se mantiene líquido en las bebidas granizadas.

Los científicos aún tienen muchas preguntas sin respuesta sobre hacia dónde va el agua de deshielo y a qué velocidad. En este nuevo estudio se encontró que una parte significativa está almacenada bajo una capa de nieve parcialmente compactada llamada firn.

En la primavera de 2011 los investigadores perforaron en profundidad esta capa que se encuentra en un estado intermedio entre nieve y hielo glacial, y para su sorpresa encontraron agua líquida que manaba hacia la superficie a pesar de una temperatura ambiente de -15ºC. Y como esto ocurrió mucho antes del inicio del deshielo de verano, los científicos concluyeron que el agua había mantenido en estado líquido durante el invierno.

Los expertos estiman que la cantidad de agua contenida en este acuífero –que cubre un área de 70.000 km2– es de unos 140.000 millones de toneladas de agua. Esto equivale a 0,4 mm de aumento del nivel del mar al año, alrededor de la mitad del aporte anual de Groenlandia al nivel del mar. Sin embargo, los científicos desconocen el destino final del agua de esta reserva. «Depende de si está conectada a un sistema que está drenando hacia el océano o si está aislada y actúa como un depósito sin una conexión con las corrientes», dijo Forster.

• Noticia BBC Mundo

• Artículo: Extensive liquid meltwater storage in firn within the Greenland ice sheet

INGENIERÍA

La Universitat de València lidera una investigación en nuevas células solares finas, flexibles y semitransparentes hechas de perovskita. Se podrían poner en las ventanas de los edificios, donde filtrarían rayos solares y, al mismo tiempo, generarían electricidad.

La célula solar desarrollada por los investigadores del ICMol está formada por una capa de perovskita, un material híbrido orgánico-inorgánico de fácil síntesis y bajo coste, colocada entre dos capas ultra finas de semiconductores orgánicos, con un grosor total de menos de media micra (millonésima parte de un metro).

Además, “existe la posibilidad de hacer los dispositivos de apariencia semitransparente, una característica muy útil para el aprovechamiento solar desde los edificios, ya que, también por su poco espesor y bajo peso, se podrían colocar en las ventanas y, al mismo tiempo que frenaran la entrada de rayos solares, generarían electricidad”, agrega el investigador, quien apunta que empresas de la construcción ya han mostrado su interés.

Las células fotovoltaicas que convierten la luz solar directamente en electricidad usan en la mayor parte de los casos –alrededor del 85%– silicio cristalino como material activo, un producto muy caro, mientras que el resto está basado en capas delgadas de teluro de cadmio y sulfuro de cadmio, más económicas de producir, pero basadas en materias primas muy escasas y contaminantes por incluir cadmio.

Por este motivo, “la demostración de altas eficiencias en células solares de capa delgada usando materiales muy abundantes y baratos, como los que constituyen las perovskitas, abre la puerta para aumentar el porcentaje de energía solar en la mezcla de fuentes renovables”.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: Perovskite solar cells employing organic charge transport layers

ARQUEOLOGÍA

Un equipo de arqueólogos ha descubierto un panel que contiene el único ejemplo conocido de arte rupestre con arañas en Egipto y, al parecer, en todo el Viejo Mundo.

El panel de roca, ahora en dos piezas, fue hallado en la pared oeste de un wadi de arenisca poco profundo (un valle) en el Oasis de Kharga, situado en el desierto occidental de Egipto, alrededor de 175 kilómetros al oeste de Luxor. Mirando hacia el este, e iluminado por el sol de la mañana, el panel es un hallazgo «muy inusual», en palabras de Salima Ikram, egiptóloga y profesora en la Universidad Americana de El Cairo, la cual co-dirige el Proyecto de Investigación del Oasis Norte de Kharga.

La identificación de las criaturas como arañas es provisional y la datación de las mismas, incierta. Aun así, con base a otra actividad arqueológica en la zona, el arte rupestre podría datarse aproximadamente alrededor del 4000 a.C., o antes, por lo que se situaría en tiempos prehistóricos, antes de que Egipto fuera unificado.

El panel principal muestra lo que parecen ser unas cuantas arañas, con una «estrella» que está posiblemente representando una red o malla al lado de una araña en el extremo izquierdo. También hay dibujos en forma de peine, los cuales son más enigmáticos; Ikram dijo que podrían ser insectos que están atrapados por las arañas, plantas o incluso hilos de seda tejidos por las arañas.

Las arañas juegan un papel en las mitologías de varias culturas alrededor del mundo, incluyendo la griega, la acadia, y (en el Nuevo Mundo) la Cherokee. «Estas imágenes son dignas de mención si, de hecho, son arácnidos, ya que serían las únicas representaciones de estas criaturas en el arte rupestre del Viejo Mundo».

• Noticia LiveScience

• Artículo: A possible panel of arachnids in Kharga Oasis (Egypt’s Western Desert)

Publicado por José Luis Moreno en SIETE DÍAS, 2 comentarios