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Siete días … 24 de febrero a 2 de marzo (Beringia)

Siete días … 24 de febrero a 2 de marzo (Beringia)

     Última actualizacón: 22 marzo 2019 a las 21:45

EVOLUCIÓN HUMANA

Los ancestros de los primeros americanos salieron de Asia hace 25.000 años y ocuparon «refugios» naturales en la tundra de Beringia hasta que las capas de hielo glaciares se derritieron y se abrieron rutas de migración.

Los investigadores reconocen que no hay evidencias arqueológicas que defiendan su tesis, ya que habrían quedado hundidas bajo el Mar de Bering cuando los niveles del mar subieron, pero se basan en pruebas genéticas y paleoambientales.

«Nadie discute que los antepasados de los pueblos nativos americanos vinieron de Asia a lo largo de la costa y el interior del puente de tierra», durante una edad de hielo llamada el «último máximo glacial», que se produjo hace al menos entre 28.000 y 18.000 años», dice Rourke.

Durante el largo período glacial, Siberia y Alaska quedaron unidas por el puente terrestre de Bering, en realidad una enorme franja de tierra al norte, entre y al sur de Siberia y Alaska, en los sitios actuales del mar de Chukchi, el estrecho de Bering y el mar de Bering, respectivamente. En su parte más larga, Beringia medía hasta 1.000 millas de norte a sur y hasta 3.000 millas desde Siberia al este del río Mackenzie, en Canadá.

Debido a la ausencia de los sitios arqueológicos y la naturaleza inhóspita del paisaje abierto y sin árboles, la tundra esteparia, «los arqueólogos no han dado mucho crédito a la idea de que había una población que vivió en el puente de tierra de Bering durante miles de años», añade el investigador.

Sin embargo, en los últimos años los paleoecólogos -los científicos que estudian los ambientes antiguos – han perforado núcleos de sedimentos desde el mar de Bering y los pantanos de Alaska. Esos sedimentos contienen fósiles de polen, plantas e insectos, lo que sugiere que el puente de tierra de Bering no era sólo una estepa estéril cubierta de hierba, sino que estaba salpicada por «refugios» donde había arbustos e incluso árboles como el abeto, el abedul o el sauce. En esas zonas también pudieron existir muchos pequeños animales, aves y alces.

«En algún momento, el mapa genético que define las poblaciones nativas americanas tuvo que convertirse en distinta del de origen asiático», explica. «La única manera de hacerlo era que la población estuviera aislada. La mayoría de nosotros no cree que el aislamiento se realizara en Siberia, ya que no vemos un lugar donde una población podría estar lo suficientemente aislada. Siempre habría estado en contacto con otros grupos asiáticos en su periferia». Pero estos refugios de arbustos en el centro de Beringia podrían proporcionar un lugar donde se produjo el aislamiento.

Un estudio del ADN mitocondrial de los nativos americanos demuestra que su mapa genético surgió en algún momento antes de hace 25.000 años, pero no se extendió a través de las Américas hasta hace unos 15.000. «Este resultado indica que existía una importante población en algún lugar, aislada del resto de Asia, mientras que su genoma se fue diferenciando del asiático», señala O’Rourke.

El investigador cree que es posible que, aunque la mayoría de las pruebas arqueológicas de la larga presencia humana en Beringia estén bajo el mar, pueden conservarse algunas evidencias de presencia humana en la tundra de arbustos, en las partes bajas de Alaska y el este de Chukotka en Rusia.

• Noticia ABC

• Artículo: Out of Beringia?

GENÉTICA

Descubren un “yacimiento” microbiano en dientes humanos de 1.000 años. A lo largo de nuestra vida, se van acumulando y mineralizando en nuestros dientes microorganismos, saliva y restos alimenticios. Es lo que se llama “cálculo dental”, y se preserva mucho después de la muerte. Un equipo de científicos ha analizado los cálculos dentales de esqueletos humanos de 1.000 años de antigüedad, y han hecho algunos interesantes descubrimientos.

El cálculo, por tanto, preserva las bacterias y partículas microscópicas de los alimentos en las superficies de los dientes, dando lugar a una auténtica “tumba” de microorganismos. Allí es donde los científicos han descubierto que la cavidad bucal de los antiguos humanos estaba poblada por numerosos patógenos, como los que provocan las caries y la enfermedad de las encías o periodontal.

En aquel entonces, esta enfermedad era causada por la misma bacteria que actualmente, a pesar de los importantes cambios que se han producido en la dieta y la higiene bucal humanas, revela el estudio.

El análisis del microbioma (conjunto de microorganismos) de esos dientes antiguos ha revelado asimismo que ésta contendía ya la maquinaria genética básica de resistencia a los antibióticos, a pesar de que estos medicamentos no existieron hasta la década de 1940. En cuanto a los alimentos que consumían aquellos humanos, el estudio del cálculo dental ha revelado que en su dieta había verduras.

• Noticia Tendencias21

• Artículo: Pathogens and host immunity in the ancient human oral cavity

MEDICINA

Estudios epidemiológicos sostienen que enfermedades del sistema nervioso central como el Alzheimer, el Parkinson o la esquizofrenia protegen de algunos tipos de cáncer. El ejemplo más llamativo es la enfermedad de Alzheimer, que puede reducir hasta un 50% el riesgo de padecer cáncer. Varias son las propuestas que han tratado de explicar esta asociación entre enfermedades a priori muy distintas-farmacológicas, genéticas y medioambientales- pero los resultados disponibles no eran lo suficientemente sólidos como para confirmar  estos modelos.

El investigador del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) Alfonso Valencia, vicedirector de Investigación Básica del centro, presenta la primera evidencia sobre la base molecular de esta relación entre cáncer    y enfermedades del cerebro y del sistema nervioso central. En concreto, el trabajo identifica casi un centenar de genes como posibles responsables de esta asociación. Es decir, han visto que unos cien genes que inducen a tener cáncer son los mismos que frenan la posibilidad de tener una enfermedad neurodegenerativa.

Eso hace que el riesgo de cáncer se reduzca a la mitad en enfermos neurológicos y viceversa. Ahora que conocen la asociación entre esas enfermedades proponen ir más allá: empezar a cruzar fármacos, es decir, utilizar medicamentos de Alzheimer para el cáncer o al revés.

Para llegar a conclusiones concretas, los científicos cruzaron datos genéticos de cerca de 2000 pacientes con cáncer o enfermedades del sistema nervioso. Ahora seguirán estudiando el comportamiento de esos genes ya definidos.

• Nota de prensa del CNIO

• Artículo: Molecular Evidence for the Inverse Comorbidity between Central Nervous System Disorders and Cancers Detected by Transcriptomic Meta-analyses (descarga directa en formato PDF)

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Investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford y del Hospital Infantil Lucile Packard de Stanford (EEUU) han desarrollado un método de examen de pacientes jóvenes con cáncer sin radiación. La técnica, basada en la resonancia magnética y en un medio de contraste formado por nanopartículas de hierro, podría reducir el riesgo de desarrollar otros cánceres posteriormente.

Según un comunicado de la Escuela Médica de Stanford, el método es tan eficaz como las exploraciones de detección de cáncer que utilizan la radiación ionizante -específicamente, la tomografía por emisión de positrones (PET) y tomografía computerizada-. Aunque la tecnología PET proporciona información esencial para la detección del cáncer, tiene un gran inconveniente: una sola exploración expone al paciente a más radiación que las radiografías de tórax.

Esta exposición es especialmente peligrosa para niños y adolescentes, que son más vulnerables a la radiación que los adultos debido a que todavía están creciendo. Los niños también tienen más probabilidades de vivir el tiempo suficiente como para desarrollar un segundo cáncer. «Estoy emocionada de contar con una prueba para pacientes con cáncer que no requiere exposición a la radiación», afirma la autora principal del avance y radióloga, Heike Daldrup-Link.

• Noticia Tendencias21

• Artículo: Ionising radiation-free whole-body MRI versus 18F-fluorodeoxyglucose PET/CT scans for children and young adults with cancer: a prospective, non-randomised, single-centre study

NEUROCIENCIA

Max Ortiz Catalán, un investigador mexicano que realiza su doctorado en el grupo de Señales y Sistemas Biomédicos de la Universidad de Tecnología Chalmers, en Gotemburgo (Suecia), ha desarrollado un nuevo método para tratar la sensación de dolor que sufren algunos amputados y que se conoce como síndrome del miembro fantasma.

Según el estudio el nuevo método utiliza señales musculares del muñón del paciente para manejar una aplicación de realidad aumentada. Las señales eléctricas en los músculos son detectadas por los electrodos en la piel. Luego estas señales se traducen en movimientos del brazo por medio de algoritmos complejos. El paciente puede verse a sí mismo en una pantalla con un brazo virtual superpuesto, que es controlado utilizando su propio comando neural en tiempo real.

El investigador comprobó su método con un paciente que ha sufrido dolor constante en su brazo amputado desde hace 48 años, con índices que van desde moderado a insoportable. Tras un periodo de tratamiento con la nueva técnica, el dolor del paciente se redujo drásticamente. Ahora tiene momentos en los que está completamente libre de dolor, y ya no se despierta por períodos intensos de dolor por la noche como le sucedía anteriormente.

El científico cree que es la combinación de varias características de este sistema lo que ocasiona el alivio del dolor. «Las áreas motoras del cerebro necesarias para el movimiento del brazo amputado se reactivan, y el paciente obtiene una respuesta visual que engaña al cerebro haciéndole creer que hay un brazo ejecutor de tales órdenes motoras. Él se ve a sí mismo como un todo, con su brazo amputado de nuevo en su lugar”, añade.

Max Ortiz Catalán explica que el método desarrollado por él y su equipo se diferencia de tratamientos previos en que “las señales de control vienen del muñón, por lo que el brazo afectado es el que está al mando. La ejecución motora y la vívida sensación de haber completado una tarea suministrada por la realidad aumentada puede ser el razón de la mejoría del paciente”, destaca.

El grupo de investigación también ha desarrollado un sistema que se puede utilizar en casa. Los pacientes podrán utilizar el tratamiento por su cuenta, una vez que haya sido aprobado. El método se podrá usar asimismo en pacientes que necesiten recuperar su movilidad tras un accidente cerebrovascular o hayan sufrido lesiones de médula espinal, señala el experto.

• Noticia Tendencias21

• Artículo: Treatment of phantom limb pain (PLP) based on augmented reality and gaming controlled by myoelectric pattern recognition: a case study of a chronic PLP patient (descarga directa en formato PDF)

• Vídeo

FÍSICA

Aunque sorprendente, no nos resultaría demasiado extraño que los físicos descubran un nuevo estado de la materia en un gran acelerador como el LHC o en algún otro experimento de altísima tecnología, pero lo que es difícil de imaginar es que semejante hallazgo se encuentre en los ojos de un animal, concretamente en los de un pollo común y corriente. Pero, por lo visto, es posible. Al menos, así lo afirma un equipo de físicos de la Universidad de Princeton y la de Washington en St. Louis (EE.UU.), que han observado una inusual disposición de células en los ojos de estas aves, lo que, según ellos, constituye la primera aparición biológica de un potencialmente nuevo estado de la materia llamado «hiperuniformidad desordenada». Este tipo de materiales tienen propiedades únicas en la transmisión y el control de las ondas de luz.

Esta disposición de las partículas parece desorganizada a pequeñas distancias, ero tiene un orden oculto que permite que el material se comporte tanto como un cristal como un líquido. Combinadas, estas características significan que los circuitos ópticos hiperuniformes, detectores de luz y otros materiales pueden ser controlados para ser sensibles o insensibles a ciertas ondas de luz.

Los investigadores crearon un modelo computacional para imitar la disposición de los conos del pollo y descubrieron una configuración sorprendentemente ordenada. Alrededor de cada cono hay una región conocida como «zona de exclusión» que prohíbe que otros conos de la misma variedad se acerquen demasiado. Esto significa que cada tipo de cono tiene su propio arreglo uniforme, y cada uno de ellos descansa en capas diferentes una encima de la otra de una forma organizada pero desordenada. La distribución solo se reconoce uniforme a gran distancia, eso es la «hiperuniformidad desordenada».

Los materiales en ese estado son como cristales, ya que mantienen la densidad de partículas consistentes a través de grandes distancias espaciales. Pero también como los líquidos, ya que tienen las mismas propiedades físicas en todas las direcciones. Según los investigadores, lo más asombroso del asunto es que es la primera vez que se observa este orden en un sistema biológico. Anteriormente, solo se había visto en sistemas físicos como el helio líquido y plasmas simples.

• Noticia ABC

• Artículo: Avian photoreceptor patterns represent a disordered hyperuniform solution to a multiscale packing problem

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Físicos de Alemania y EE UU han descrito por primera vez un tipo de cuasipartícula formada por un puñado de electrones y huecos. Sus propiedades se asemejan a las de las gotas de los líquidos, por lo que ha sido bautizada como dropletón, nombre derivado de la palabra inglesa droplet, ‘gotita’.

Las cuasipartículas son excitaciones cuánticas formadas por partículas más pequeñas que, juntas, actúan como si fueran una sola de comportamiento predecible. Un ejemplo es el excitón, una cuasipartícula integrada por un electrón y un hueco (donde el electrón podría estar pero no está) unidos por fuerzas electrostáticas. «Estamos hablando de gotitas con alrededor de cinco electrones y cinco huecos», dice uno de los investigadores

El dropletón es la suma de un pequeño grupo de excitones, es decir, unos pocos fotones y huecos que se condensan durante un instante (25 picosegundos, o una 25 billonésima de segundo) como las gotas de los líquidos.

Sus propiedades y aspecto de ‘gotita’ (droplet, en inglés) han inspirado a los científicos para bautizar a la nueva cuasipartícula como dropletón. En español sería algo así como ‘gotitón’. También tiene una estructura y características cuánticas diferentes a los de otras conocidas.

«Las gotitas de electrones y huecos se conocen en los semiconductores, pero por lo general contienen miles de millones de estos electrones y huecos», explica el físico de JILA Steven Cundiff, uno de los autores. «Aquí estamos hablando de gotitas con aproximadamente cinco electrones y cinco huecos”.

Para crear las nuevas cuasipartículas se han utilizado pulsos de láser ultrarrápidos. Con ellos se ha generado el plasma de electrones y huecos necesario para producir los excitones, de los que después surgen los dropletones.

El tiempo de vida relativamente ‘largo’ de estas cuasipartículas las hace lo suficientemente estables como para facilitar el estudio de interacciones cuánticas entre la luz y la materia. Según los investigadores, su detección será de interés en el campo de la física fundamental.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: Quantum droplets of electrons and holes

ASTRONOMÍA

Investigadores de la Universidad de Huelva y del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) observaron el pasado 11 de septiembre de 2013 un destello casi tan brillante como la estrella Polar en la superficie de la Luna, que duró hasta ocho segundos. Se trataba del choque más grande de una roca contra el satélite de los detectados hasta la fecha.

Estos impactos los producen, mayoritariamente, fragmentos de cometas y asteroides que giran alrededor del Sol y que técnicamente se conocen como meteoroides. La Tierra posee una atmósfera protectora que evita que la mayoría de los metoroides que impactan contra ella alcancen el suelo, pero la Luna carece de ese escudo y hasta los fragmentos más pequeños pueden chocar contra su superficie y producir un cráter.

Como este tipo de impactos tiene lugar a velocidades de decenas de miles de kilómetros por hora, las rocas se funden y vaporizan instantáneamente en el punto de impacto. «Por eso no llamamos meteoritos a estas colisiones, ya que ese término implica que haya fragmentos», aclara José Luis Ortiz (IAA-CSIC). El choque produce una súbita elevación de la temperatura, que da lugar a un destello que se observa con telescopios en tierra y que presenta una duración media de una fracción de segundo -muy por debajo de los ocho segundos que tardó en extinguirse el brillo del impacto del 11 de septiembre-.

El análisis llevado a cabo por Madiedo y Ortiz calcula que el nuevo cráter podría medir unos cuarenta metros de diámetro, y que el meteoroide que produjo el impacto presentaba una masa de unos cuatrocientos kilos y un diámetro comprendido entre 0,6 y 1,4 metros. Se trata de cifras aproximadas, ya que su determinación depende sobre todo de un parámetro físico no muy bien conocido, denominado eficiencia luminosa. La colisión tuvo lugar a unos 61.000 kilómetros por hora en la zona conocida como Mare Nubium (Mar de las Nubes), una antigua cuenca de lava solidificada con una extensión similar a la de la Península Ibérica.

• Noticia Tendencias21

• Artículo: A large lunar impact blast on September 11th 2013 (descarga directa en formato PDF)

• Vídeo:

HISTORIA DE LA CIENCIA

Según publica la revista Nature, un manuscrito de Albert Einstein, que había pasado desapercibido por los científicos durante décadas, ha sido recientemente encontrado.

En él, Einstein escribió una teoría sobre el origen del universo alternativa a la del Big Bang‎, que señala que el cosmos comenzó a expandirse a partir de una gran explosión hace aproximadamente 15.000 millones de años y que, nada más nacer, estaba muy caliente y contenía partículas elementales o cuánticas que convivían con masivos campos gravitatorios.

El texto, del año 1931, propone concretamente que el universo se expande de manera estable y eterna, una hipótesis similar a la planteada a finales de los años 40 del siglo XX por el astrofísico británico Fred Hoyle, la Teoría del Estado Estacionario.

Los problemas con la hipótesis de Hoyle comenzaron a surgir a finales de los años 60, cuando las evidencias observacionales empezaron a mostrar que, de hecho, el Universo estaba cambiando.

En cuanto a la hipótesis alternativa al Big Bang elaborada por Einstein, aunque es cierto que el científico la abandonó pronto, el manuscrito muestra una reticencia a aceptar que el universo se creó a partir de un único evento explosivo.

Las evidencias de que la teoría del Big Bang es cierta comenzaron a aparecer en la década de 1920, cuando el astrónomo Edwin Hubble y otros descubrieron el movimiento de las galaxias distantes y la expansión del propio universo. Esto implicaba que, en el pasado, los contenidos del cosmos observable procedían de un “caldo primordial” muy denso y caliente.

En general, hoy día se considera que las evidencias empíricas que respaldan el Big Bang son las siguientes: la mencionada expansión del universo, que se expresa en la Ley de Hubble; las medidas detalladas del fondo cósmico de microondas (que demuestran variaciones en la radiación del universo con el paso del tiempo); y la abundancia en el universo de elementos ligeros o primordiales (del origen del cosmos). Además, las observaciones detalladas de la morfología y estructura de las galaxias y cuásares proporcionan una fuerte evidencia del Big Bang.

Antes de contar con estas pruebas, Hoyle argumentó que el espacio podría estar expandiéndose eternamente, manteniendo una densidad constante. Lo haría añadiendo nueva materia continuamente que, al condensarse, formaría nuevas galaxias, estrellas, etc.

Mucho tiempo antes, demuestra el manuscrito encontrado, Einstein tuvo la misma idea. Así, en 1931 escribe: “Para que la densidad se mantenga constante, nuevas partículas de materia deben formarse continuamente”.

• Noticia Tendencias21

• Artículo: A steady-state model of the universe by Albert Einstein (descarga directa en formato PDF)

Publicado por José Luis Moreno en SIETE DÍAS, 1 comentario
Siete días … 17 a 23 de febrero (mandíbulas Dmanisi)

Siete días … 17 a 23 de febrero (mandíbulas Dmanisi)

     Última actualizacón: 24 septiembre 2017 a las 12:56

BIOQUÍMICA

Investigadores del Memorial Sloan Kettering Cancer Center de Nueva York han conseguido una remisión completa de la leucemia avanzada en un 88% de los pacientes sometidos a un estudio clínico, el más extenso realizado a este respecto hasta la fecha. El logro fue posible gracias a una terapia celular que abre nuevas esperanzas.

Un adulto con leucemia linfoblástica aguda‎ de células B (B-ALL), un tipo de cáncer sanguíneo que se forma en las células B –una clase de glóbulo blanco que elabora anticuerpos–, se enfrenta a un complicado tratamiento, pues la mayoría de los pacientes recaen. Así, los pacientes con B-ALL que recaen tienen pocas opciones de tratamiento, de hecho solo el 30% responde a la quimioterapia. Sin un trasplante de médula, no son muchos los que tienen alguna esperanza de supervivencia a largo plazo.

En este estudio, 16 pacientes B-ALL con recaída recibieron una infusión de sus propias células inmunes modificadas genéticamente, llamadas células T‎. Las células fueron “reeducadas” para reconocer y destruir las células cancerosas que contienen la proteína CD19.  Mientras que la tasa de respuesta completa general para todos los pacientes fue de 88%, en aquellos con enfermedad detectable antes del tratamiento la tasa fue del 78%, muy superior a la obtenida solo con quimioterapia.

Según los autores, “ya están en marcha estudios adicionales para determinar si la terapia celular puede ser aplicada a otros tipos de cáncer, y se están planeando análisis para probar si los pacientes con B-ALL pacientes se beneficiarían de recibir inmunoterapia específica como tratamiento primario”.

• Noticia en Tendencias21

• Artículo: Efficacy and Toxicity Management of 19-28z CAR T Cell Therapy in B Cell Acute Lymphoblastic Leukemia

BIOLOGÍA

Un equipo interdisciplinario de investigadores de la Universidad de Maryland (UMD), en Estados Unidos, y la Universidad de Padua, en Italia, propone una respuesta a la reflexión sobre las formas geométricas de la vida basada en una famosa fórmula matemática que ha sido aceptada como verdadera durante generaciones, pero nunca completamente entendida. El equipo ofrece un replanteamiento de la norma conocida como Ley de Kleiber: el metabolismo es igual a la masa elevada a la potencia de tres cuartos.

El equipo sugiere que plantas y animales evolucionaron en paralelo en formas muy diferentes, como fórmulas idóneas de resolver el problema de cómo utilizar la energía de manera eficiente. Llamada así por el biólogo suizo Max Kleiber que la formuló en la década de 1930, uno de los pocos principios generalmente aceptados en la biología, muestra que a medida que los seres vivos se hacen más grandes, su metabolismo y su vida se extiende en tasas predecibles y se utiliza, por ejemplo, para calcular la dosis humana correcta de un medicamento probado en ratones, entre muchas otras cosas.

«Las primeras plantas y los animales tenían cuerpos simples y bastante diferentes, pero la selección natural ha actuado en los dos grupos de forma que las geometrías de los árboles y los animales modernos muestran, sorprendentemente, eficiencias energéticas equivalentes. Ambos son igualmente aptos y eso es lo que la Ley de Kleiber nos muestra»

Para nutrir su masa, un animal necesita combustible y laa quema de combustible genera calor, por lo que el animal tiene que encontrar una manera de deshacerse del exceso de calor corporal. La forma obvia es enfriar su superficie pero como la superficie del tigre es proporcionalmente menor que su masa, la superficie no está a la altura, por lo que la piel de la criatura tendría un exceso de calor y su pelaje podría arder en llamas.

Entonces, como los animales se hacen más grandes en tamaño, su metabolismo debe aumentar a un ritmo más lento que su volumen o no serían capaces de deshacerse del exceso de calor. Si la superficie fuera lo único que importa, el metabolismo de un animal aumentaría de la misma forma que crece en tamaño, a razón de su masa a la potencia de dos tercios. Pero la Ley de Kleiber, respaldada por muchos grupos de observaciones, dice que la tasa real es la masa a la potencia de tres cuartos. De forma que hay un factor que falta, por lo que los científicos estudiaron minuciosamente los datos en un intento de averiguar qué es.

Los investigadores de UMD y la Universidad de Padua sostienen que se ha pasado por alto una variable crucial: la velocidad a la cual los nutrientes son llevados por todo el cuerpo de los animales y se elimina el calor. Así que los miembros del equipo calcularon la velocidad a la que el corazón de los animales bombea sangre y encontraron que la velocidad del flujo sanguíneo fue igual a la masa de los animales a la potencia de una doceava parte.

«La información estaba allí todo el tiempo, pero su importancia se pasó por alto -apunta el hidrólogo Andrea Rinaldo, de la Universidad italiana de Padua y la Escuela Politécnica Federal de Suiza-. Los animales necesitan para ajustar el flujo de nutrientes y el calor a sus cambios de masa para mantener la mayor eficiencia energética posible. Es por eso que los animales necesitan un surtidor, el corazón, y los árboles no». Al incluir esa información en su ecuación, los expertos encontraron que habían alcanzado una explicación completa de la ley de Kleiber.

• Noticia Europa Press

• Artículo: Form, function, and evolution of living organisms (descarga directa en formato PDF)

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Uno de los dogmas más firmes de la ciencia es que las formas de vida complejas de la Tierra sólo pudieron desarrollarse cuando los niveles de oxígeno de la atmósfera se elevaron hasta alcanzar casi los niveles actuales. El estudio de una pequeña esponja marina parece desafiar este dogma, pues ha demostrado que la vida compleja no necesitó niveles altos de oxígeno para vivir y crecer.

¿Cómo pudieron las pequeñas células primitivas y primigenias evolucionar hacia la diversidad de formas de vida que existen en la Tierra en la actualidad? La explicación que puede encontrarse en todos los libros de texto es: el oxígeno. La vida compleja evolucionó gracias a que los niveles atmosféricos de oxígeno comenzaron a aumentar hace unos 635 millones de años.

Sin embargo, nuevos estudios realizados con una esponja de mar común de un fiordo de Kerteminde, en Dinamarca, señalan que esta explicación debería ser reconsiderada. Los análisis sugieren que los animales pudieron vivir e incluso desarrollarse con un suministro de oxígeno muy limitado, en concreto con una cantidad de oxígeno en la atmósfera de sólo el 0,5% de los niveles actuales.

La gran pregunta entonces es: si esos niveles bajos de oxígeno no impidieron que los animales evolucionaran, entonces, ¿qué lo hizo? ¿Por qué la vida se limitó en la Tierra a bacterias unicelulares primitivas y a amebas durante miles de millones de años, antes de que todo eclosionara de repente y surgieran las formas de vida complejas?

«Debe haber habido otros mecanismos ecológicos y evolutivos en juego. Tal vez la vida microbiana se mantuvo durante tanto tiempo porque tardó en desarrollar la maquinaria biológica necesaria para crear un animal. Quizá, la antigua Tierra carecía de animales porque, simplemente, es difícil que evolucionen organismos pluricelulares complejos»

• Noticia en Tendencias21

• Artículo: Oxygen requirements of the earliest animals

ECOLOGÍA

Científicos británicos han desarrollado unas patatas modificadas genéticamente que son resistentes a la plaga del hongo phytophthora infestans, que se considera la mayor amenaza para el tubérculo. Este logro, que ha requerido tres años de estudio, necesita ahora la aprobación de la UE para que se pueda comercializar.

La phytophthora infestans ha afectado a los agricultores a lo largo de generaciones y fue la responsable de la hambruna irlandesa de la década de 1840. Según explican los expertos a la BBC, las patatas son especialmente vulnerables a este hongo, que aparece en zonas de gran humedad. La velocidad con la que esta infección se afianza y el impacto que causa son «devastadores» y pueden llegar a afectar a seis millones de toneladas de las patatas producidas en Reino Unido en un año.

Ante estas cifras, los investigadores del Centro John Innes y el Laboratorio Sainsbury comenzaron a buscar una solución agregando un gen a las patatas Desiree, de un pariente silvestre de América del Sur. A su juicio, el uso de técnicas para agregar genes extra fue crucial en el desarrollo de una planta resistente a la plaga.

En 2012, el tercer año de la prueba, todas las patatas no modificadas genéticamente se infectaron con el tizón tardío de agosto, mientras que los vegetales modificados permanecieron totalmente resistentes al final del experimento. Hubo también una diferencia en el rendimiento, con la nueva variedad se produjo el doble de cantidad de tubérculos.

• Noticia ABC

• Artículo: Elevating crop disease resistance with cloned genes

EVOLUCIÓN HUMANA

La variabilidad de las cuatro mandíbulas de Dmanisi evidencia la existencia de varias especies. Un equipo de investigadores del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH), liderado por José Mª Bermúdez de Castro, coordinador del Programa de Paleobiología de Homínidos y codirector de los yacimientos de Atapuerca, acaba de publicar un artículo en el que se realiza un estudio de morfología comparada de las cuatro mandíbulas encontradas en el yacimiento georgiano de Dmanisi.

El trabajo supone una visión conceptual y metodológica diferente a la realizada hasta el momento, ya que propone la existencia de al menos dos especies distintas frente los estudios que consideran que solo puede hablarse de Homo erectus.

Como cabía esperar de una población tan antigua del género Homo, con una cronología en torno a 1,8 millones de años, todas las mandíbulas presentan rasgos primitivos en común. Sin embargo, mientras que dos de la mandíbulas estudiadas (D 211 y D 2735) recuerdan a la especie Homo habilis, la mandíbula D 2600 tiene una constelación de rasgos derivados, propios de especies recientes, como los neandertales.

El equipo del CENIEH, que ha participado en las excavaciones y en varios trabajos científicos sobre los fósiles humanos de Dmanisi, ha realizado una revisión exhaustiva de los datos geológicos del yacimiento, lo que les ha permitido detectar las incongruencias que existen entre diferentes publicaciones sobre los fósiles humanos de este yacimiento.

“En algunos casos resulta imposible conocer con precisión la procedencia de algunos ejemplares. Además y a la luz de las investigaciones, cabe pensar que estos fósiles pueden proceder de capas geológicas distintas, lo que pone en duda que los fósiles humanos de Dmanisi pertenezcan a la misma población o a la misma especie” afirma Bermúdez de Castro.

La conclusiones del estudio del cráneo D 4500 sugieren que los homínidos de Dmanisi reúnen las variabilidad de docenas de ejemplares hallados en África y Eurasia en un período de tiempo comprendido entre dos millones años y unos 100.000 años y, en consecuencia, todos ellos pertenecerían a la especie Homo erectus. “Estas conclusiones todavía no han sido respondidas en revistas científicas”, aclara Bermúdez de Castro.

“Esperamos que este primer trabajo científico, tras la publicación en 2013 del cráneo D 4500, conocido como cráneo 5, y sus provocadoras conclusiones sobre la evolución del género Homo, anime a otros investigadores a revisar la muestra de fósiles humanos de Dmanisi”, concluye Bermúdez de Castro.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: On the variability of the Dmanisi mandibles

GENÉTICA

Descubren la clave que está detrás del envejecimiento muscular. La maquinaria celular humana está programada para reparar aquellos daños generados por heridas, enfermedades o patógenos que asaltan nuestro cuerpo. Las células madre presentes en los tejidos son las encargadas de generar nuevos repuestos cuando hacen falta. Sin embargo, a medida que envejecemos el organismo va perdiendo su capacidad regenerativa y con ello se va restando eficacia a la hora de recuperar funciones dañadas, por ejemplo, tras un accidente.

El deterioro es evidente en la masa muscular que va, poco a poco, disminuyendo con el paso de los años y que es más difícil de restaurar a edades ancianas. Ese daño en la capacidad de renovación de este tejido se había achacado a alteraciones que se producen en el ambiente que rodea a las células madre del músculo. Pero, un estudio español viene a cambiar esa concepción y trae una nueva explicación de lo que está detrás del deterioro muscular.

En los últimos años, grupos americanos habían establecido un axioma que afirmaba que la reducción de la capacidad regenerativa del músculo relacionada con el envejecimiento se debía no a las células madre del músculo sino al ambiente, bien por alteraciones en la circulación, en el propio tejido muscular o en otro aspecto de su entorno. A esta conclusión habían llegado porque si trasplantaban células madre de ratones viejos en ratones jóvenes, estas células se comportaban como si fueran jóvenes.

El cambio de paradigma ha venido con una investigación más exhaustiva en el concepto de envejecimiento en ratones. Porque los grupos anteriores consideraban que un ratón era viejo cuando era mayor de 18 meses. Pero el equipo español ha marcado diferencias en la vejez. De esta manera, han estudiado el comportamiento de las células madre del músculo procedentes de ratones de 20 meses, que se podrían equiparar con personas de unos 60 años, con el de células de roedores de 28 meses, que representarían más o menos a personas de 75 u 80 años. Al trasplantar todas estas células en ratones jóvenes, se observa que aquellas que proceden de los animales más viejos no se regeneran en individuos con menos años, pero las que tienen su origen en ratones de 20 meses sí que lo hacen. «Esto demuestra que el ambiente no lo es todo».

Las células madre musculares (también denominadas células satélite) se encuentran normalmente en un estado de quiescencia, como si estuvieran echando una siesta, y sólo se despiertan cuando es necesario, por ejemplo, en caso de que tengan que reparar los daños de un accidente. Pero cuando se llega a un estado de vejez avanzada, la expresión del factor p16 y otros genes hace que las células pasen de una semivigilia a un estado comatoso. Es como si p16 marcara la frontera entre el declive progresivo y el agudo, o lo que es lo mismo, el deterioro que se da en los grandes ancianos. Otro hecho que ha demostrado el equipo español es que al inhibir p16 se desbloquean las células satélite y empiezan a formar nuevas fibras. Lo que abre la puerta al intento de buscar una herramienta para investigar el envejecimiento progresivo y las enfermedades musculares.

• Noticia en El Mundo

• Artículo: Geriatric muscle stem cells switch reversible quiescence into senescence

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Los científicos están cerca de ser capaces de rejuvenecer los músculos que envejecen. En estudios con ratones, unos investigadores de la Stanford descubren el motivo potencial que subyace al declive muscular en la vejez.

En unos estudios con ratones que envejecían, los investigadores de la Universidad de Stanford hallaron que, con el tiempo, las células madre que ayudan a reparar a las células musculares dañadas se hacen menos capaces de hacerlo. Esto ayuda a explicar por qué recuperar la fuerza y recuperarse de una lesión muscular se hace más difícil con la edad.

«En el pasado, se pensaba que las células madres en sí no cambiaban con la edad, y que cualquier pérdida de la función se debía principalmente a factores externos en el ambiente de la célula», comentó en un comunicado de prensa de la Universidad de Stanford la autora principal del estudio, Helen Blau. «Pero cuando aislamos las células madre de ratones mayores, hallamos que exhiben cambios profundos con la edad. Dos terceras partes de las células son disfuncionales cuando se les compara con las de ratones más jóvenes, y el defecto persiste incluso cuando se trasplantan a músculos jóvenes».

Sin embargo, la investigación también reveló que hay un defecto que es específico de las células madre musculares viejas que puede ser corregido, permitiendo a los científicos rejuvenecer las células.

Las células madres musculares de los ratones de dos años de edad son equivalentes a las halladas en personas de 80 años. Al llevar a cabo el estudio, los investigadores hallaron que muchas células madre musculares de esos ratones tenían una mayor actividad en una vía biológica en particular que interfiere con la producción de las células madre. Pero un medicamento específico que bloquea esta vía en las células madre vieja permitió que esas células produjeran una mayor cantidad de nuevas células que podían reparar el daño muscular con efectividad.

• Artículo: Rejuvenation of the muscle stem cell population restores strength to injured aged muscles

MEDICINA

Investigadores del Centro de Investigación en Salud Internacional de Barcelona (CRESIB) han coordinado un estudio sobre la proteína AP2-G, un regulador esencial de la reproducción sexual de parásitos de la malaria. Dicha proteína actúa como un interruptor del desarrollo al activar la transcripción de los genes tempranos de gametocitos, formas sexuales del parásito del género Plasmodium, causante de la malaria.

El estudio revela nuevas dianas para interrumpir la transmisión de la enfermedad mediante la prevención de la formación y maduración de las etapas sexuales del parásito, esenciales para la transmisión del humano al mosquito.

Los ciclos de vida de muchos parásitos implican transiciones entre especies hospedadoras dispares. Por ello, los parásitos han de pasar por varias etapas de desarrollo para adaptarse a cada uno de estos nichos. Así, para la transmisión de parásitos de la malaria (Plasmodium falciparum) de las personas al mosquito vector es necesario que se produzca una diferenciación de las etapas asexuales de replicación en los glóbulos rojos a etapas sexuales (gametocitos masculinos y femeninos).

En la fase asexual de los parásitos en sangre, el gen que codifica la proteína AP2-G está “apagado” (silenciado) en la mayoría de los parásitos pero es propenso a la activación espontánea. Según se relata, los parásitos en que se “enciende” (activa) la expresión de este gen se desarrollarán como gametocitos sexuales, que son los únicos que pueden sobrevivir en el mosquito y transmitir la enfermedad a otra persona. Por lo tanto, la proteína AP2-G actúa como un interruptor molecular del desarrollo sexual, que es una etapa básica para la transmisión de la malaria.

Los investigadores han demostrado que la función de la proteína AP2-G es esencial para la diferenciación sexual del parásito de la malaria ya que la expresión de esta proteína de unión al ADN se correlaciona fuertemente con los niveles de formación de gametocitos. También lo han demostrado mediante manipulación genética del parásito, ya que la expresión de AP2-G se regula a nivel epigenético.

• Noticia Agencia SINC

• Artículo: A transcriptional switch underlies commitment to sexual development in malaria parasites

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Un grupo internacional de científicos, con participación española, ha logrado regenerar en cerdos células cardíacas dañadas tras un infarto de miocardio. Los resultados se han conseguido gracias a la aplicación de terapia génica (transferencia de material genético a las células periféricas al infarto).

Gabriela Guzmán, del Hospital Universitario La Paz (Madrid) y una de las firmantes de esta investigación, ha explicado que hasta ahora las células cardíacas de los mamíferos, también los humanos, no se podían regenerar como respuesta al daño: «Cuando una persona tiene un infarto la zona dañada del corazón se muere, sus células no se pueden recuperar». Para revertir esta situación, los investigadores, que ya lo habían conseguido en ratones, introdujeron ADN en aquellas células del corazón del cerdo -«in vivo»- en la zona adyacente el infarto. «Mediante inserción de un determinado gen se consiguió que las células se regeneraran», ha confirmado Guzmán.

Esta investigadora también en el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) ha detallado que esto se hizo mediante un virus, el citomegalovirus, que sirvió de vector para hacer llegar ese material genético a las células. «Lo que hicimos fue modificar el ADN del virus con el gen que quisimos y lo inyectamos en el corazón», ha manifestado Guzmán.

Una vez dentro, el gen llamado Ciclina A2 consiguió que las células comenzaran a regenerarse (provocó la división de las células cardíacas y su crecimiento, lo que es imprescindible para recuperar el tejido).

Los investigadores trabajaron con dos grupos de cerdos: a los que se inyectó el ADN modificado y a los que no y comprobaron, siete semanas después del infarto, que la función ventricular del corazón era «significativamente superior» en los animales del primer grupo y observaron evidencias de nuevas células musculares cardíacas en las áreas alrededor del ataque cardíaco.

• Noticia Libertad Digital

• Artículo: Cyclin A2 Induces Cardiac Regeneration After Myocardial Infarction Through Cytokinesis of Adult Cardiomyocytes

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Mejorar el oído con la oscuridad. Lo que ya se sabía era que los cerebros jóvenes eran capaces de reaprovechar las conexiones sensoriales del cerebro, pero una nueva investigación ha determinado que la oscuridad puede ser un buen tratamiento contra la pérdida de audición, cuando está provocada por causas neuronales. Los investigadores de las universidades de Maryland y Johns Hopkins (en EEUU ambas) lo han comprobado dejando a varios ratones sin luz durante una semana.

En ese período, las redes neuronales entre la corteza auditiva (encargada de procesar el sonido) y el tálamo (encargado de los sentidos, excepto el olfato) se reforzaban e incrementaban. Para Patrick Kanold, uno de los autores de la investigación, «esto revela que hay cierta conexión entre unos sentidos y otros» y que «privándonos de la vista temporalmente un cerebro adulto puede lograr las adaptaciones necesarias para que la audición mejore».

El detalle de que se haya logrado en ratones adultos es importante, porque se supone que su cerebro menos adaptable que el de un individuo joven. Según explica Kanold, «hay un llamado período crítico en el que los niños aprenden a reconocer y responder a los sonidos más habituales que les rodean» pero después, digamos, admiten pocos tipos más. Pero ahora parece que no sería tan difícil reeducar el oído.

• Noticia Libertad Digital

• Artículo: Crossmodal Induction of Thalamocortical Potentiation Leads to Enhanced Information Processing in the Auditory Cortex

NEUROCIENCIA

Científicos del King College de Londres han identificado un gen que vincula el espesor de la materia gris en el cerebro con la inteligencia. El estudio podría ayudar a que los científicos entiendan los mecanismos biológicos detrás de algunas formas de deterioro intelectual.

En estudios anteriores se había demostrado que el espesor de la corteza cerebral, o “grosor cortical”, se correlaciona estrechamente con la capacidad intelectual, sin embargo todavía no se habían identificado ningún gen. Ahora, un equipo internacional de científicos ha analizado muestras de ADN e imágenes por resonancia magnética de 1.583 adolescentes sanos de 14 años. Los adolescentes también se sometieron a una serie de pruebas para determinar su inteligencia verbal y no verbal.

La Dra. Sylvane Desrivières, autora principal del estudio, dice que el objetivo principal era encontrar cómo se relacionan las diferencias estructurales del cerebro con diferencias en la capacidad intelectual. Añade que la variación genética que han identificado está relacionada con la plasticidad sináptica –es decir, la forma en que se comunican las neuronas. El descubrimiento puede ayudar a entender lo que ocurre a nivel neuronal en ciertas formas de deficiencias intelectuales, en las que la capacidad de las neuronas para comunicarse de manera efectiva se ve comprometida de alguna manera.

La Dra. Desrivières advierte que “es importante señalar que la inteligencia se ve influida por muchos factores genéticos y ambientales. El gen que hemos identificado sólo explica una pequeña proporción de las diferencias en la capacidad intelectual, por lo que no es de ninguna manera un ‘gen de la inteligencia”.

• Noticia en Ciencia al día

• Artículo: Single nucleotide polymorphism in the neuroplastin locus associates with cortical thickness and intellectual ability in adolescents (descarga directa en formato PDF)

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Algunas personas recuerdan sus sueños cada mañana, mientras que otras rara vez recuerdan uno. Un equipo dirigido por Perrine Ruby, investigador del INSERM en el Centro de Investigación de Neurociencia de Lyon, ha estudiado la actividad cerebral de estos dos tipos de soñadores con el fin de comprender las diferencias entre ellos. En el estudio los investigadores muestran que la unión temporo-parietal, un centro de procesamiento de información en el cerebro, es más activo en los “recordadores”. El aumento de la actividad en esta región del cerebro puede facilitar la orientación de la atención hacia los estímulos externos y promover la vigilia en intrasueño, facilitando de este modo la codificación de los sueños en la memoria.

La razón de los sueños sigue siendo un misterio para los investigadores que estudian la diferencia entre “recordadores de alto perfil”, que recuerdan los sueños con regularidad, y “recordadores de perfil bajo”, que raramente recuerdan los sueños. En enero de 2013 el equipo dirigido por Perrine Ruby hizo las dos observaciones siguientes: los “recordadores de alto perfil” tienen el doble de tiempo de vigilia durante el sueño que los “recordadores de bajo perfil” y poseen cerebros más reactivos a estímulos auditivos durante el sueño y la vigilia. Este aumento de la reactividad cerebral puede promover despertares durante la noche, y por lo tanto puede facilitar la memorización de los sueños durante breves períodos de vigilia.

En este nuevo estudio, el equipo de investigación buscó identificar qué áreas del cerebro se diferencian entre ambos. Utilizaron Tomografía por Emisión de Positrones (PET) para medir la actividad cerebral espontánea de 41 voluntarios durante la vigilia y el sueño. Los voluntarios se dividieron en 2 grupos: 21 “recordadores de perfil alto” que recordaban sueños 5,2 mañanas  por semana en promedio, y 20 de perfil bajo, que informaron de sueños 2 días por mes de  promedio. Los de tipo “perfil alto”, tanto cuando estaban despiertos como cuando dormían, mostraron una actividad cerebral más fuerte espontánea en la corteza prefrontal medial (mPFC) y en la unión temporo-parietal (TPJ), un área del cerebro involucrada en la atención orientando hacia los estímulos externos.

“Nuestros resultados sugieren que ambos  difieren en la memorización del sueño, pero no se excluye que también difieran en la producción de sueño. De hecho, es posible que los “recordadores de perfil alto” produzcan una mayor cantidad de sueños” , concluye el equipo de investigadores.

• Noticia en Inserm (traducción al castellano)

• Artículo: Resting Brain Activity Varies with Dream Recall Frequency Between Subjects

Publicado por José Luis Moreno en SIETE DÍAS, 2 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 … 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