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Fenomenal!!

Una historia sesgada: los cráneos de ballenas antiguas y la audición direccional



Modelo 3D del cráneo del Basilosaurus isis. (Foto: Julia Fahlke)

Los cráneos asimétricos pueden haber ayudado a que la ballenas antiguas discriminaran la dirección de los sonidos en el agua y no son, como se creía antes, sólo una adaptación más tardía relacionada con la ecolocación. Los investigadores de la Universidad de Michigan informan de esas conclusiones en un artículo en la revista Proceedings of the Nacional Academy of Sciences.
Los cráneos asimétricos son una característica bien conocida del grupo de ballenas modernas conocido como odontocetos (cetáceos con dientes). Estas ballenas también tienen estructuras nasales altamente modificadas con las cuales producen sonidos de alta frecuencia para la ecolocación, una especie de sonar biológico que usan para navegar y encontrar comida. El otro grupo moderno de ballenas, los misticetos (cetáceos barbados), tienen cráneos simétricos y no usan el sonido para ubicarse.
Estas observaciones llevaron a los científicos a creer que los arqueocetos, las ballenas antiguas y ya extintas de las que descienden todas las ballenas modernas, tenían cráneos simétricos y que la asimetría se desarrolló más tarde en las ballenas dentadas junto con la ecolocación. Pero un nuevo análisis de los cráneos de arqueocetos llevado a cabo por la doctorada Julia Fahlke de la UM y los coautores muestra que la asimetría evolucionó mucho más temprano, como parte de un conjunto de rasgos vinculados a la audición direccional en el agua.
“Esto significa que la asimetría inicial en las ballenas no está relacionada con la ecolocación”, dijo Fahlke, quien trabaja con Philip Gingerich, una autoridad sobre evolución de las ballenas internacionalmente reconocida, en el Museo de Paleontología de la UM.
Cuando Fahlke empezó a trabajar con Gingerich, Profesor Colegiado de la Cátedra Ermine Cowles de Paleontología y profesor de ciencias geológicas, ecología y biología y antropología evolucionaria, tenía la intención de estudiar un aspecto completamente diferente de la evolución de la ballena: la forma y función de los dientes.
“Las ballenas modernas no mascan su comida”, dijo Fahlke. “Las ballenas dentadas sólo muerden y tragan y las ballenas barbadas filtran la comida del agua. Pero los arqueocetos tienen patrones característicos de desgaste en sus dientes que muestran que mascaban su comida”.
Con el estudio de esos patrones Fahlke esperaba averiguar cómo y qué comían las ballenas tempranas y cómo sus hábitos de comida cambiaron con el tiempo. Comenzó estudiando el cráneo de un basilosauro, una ballena predatoria parecida a una serpiente que vivió hace 37 millones de años, usando un modelo digital tridimensional generado mediante tomografía computarizada de los fósiles que fueron elaborados en el Departamento de Radiología de la Escuela de Medicina de la UM.
El cráneo real sobre el cual se elaboró el modelo era notablemente asimétrico, pero Fahlke y sus colegas al principio no dieron importancia a la irregularidad.
“Pensábamos, como todos los demás antes que nosotros, que esa asimetría podría haber ocurrido durante el entierro y fosilización” dijo Fahlke. “Bajo la presión de los sedimentos a menudo los fósiles se deforman”.
Para corregir la deformación el coautor Aaron Word, un ex investigador doctorado de la UM que ahora trabaja en la Universidad de Florida, enderezó el cráneo en el modelo digital. Pero cuando Fahlke empezó a trabajar con el modelo “corregido” las mandíbulas no se ajustaban correctamente. Frustrada, Fahlke observó el cráneo real ponderando el problema.
“Finalmente, me dí cuenta: quizá los cráneos de los arqueocetos eran realmente asimétricos”, dijo Fhalke. Y no tuvo que ir demasiado lejos para explorar la idea: el Museo de Paleontología de la UM alberga una de las colecciones más grandes y completas de arqueocetos en el mundo. Fahlke comenzó a examinar los cráneos de los arqueocetos y, para su sorpresa, “todos mostraban el mismo tipo de asimetría: un sesgo a la izquierda cuando uno los mira desde arriba”, dijo.
Para estudiar la asimetría de forma más rigurosa Fahlke y sus colegas seleccionaron seis cráneos bien preservados que no mostraban señales de deformación artificial y midieron la desviación de una línea recta trazada del hocico a la parte de atrás del cráneo. Para comparación hicieron medidas similares de los cráneos claramente asimétricos de artiodáctilos, el grupo de mamíferos terrestres de los cuales evolucionaron las ballenas.
“Tomados en conjunto los seis cráneos se desvían significativamente de la simetría”, indicó Fahlke. “Tomados indiidualmente, cuatro de ellos se desvían significativamente”. Los otros dos parecen asimétricos pero sus medidas caben dentro de la gama de la muestra comparativa de cráneos simétricos.
“Esto demuestra que la asimetría existió mucho antes de lo que se pensaba, antes de que se diferenciaran las ballenas barbadas de las ballenas dentadas”, continuó. “Esto significa que las primeras ballenas barbadas deben haber tenido cráneos asimétricos que luego se tornaron simétricos”.
Los autores también muestran, en su artículo, que la asimetría de los arqueocetos es una torsión tridimensional, es decir un sesgo que afecta a todo el cráneo más que solamente una torcedura bidimensional.
Algo interesante es que los arqueocetos tiene estructuras similares a alas que se sabe que en las ballenas dentadas funcionan para la audición direccional en el agua: cuerpos grasosos en su mandíbula inferior que guían las ondas de sonido hacia las orejas, y un área de hueso en el exterior de cada mandíbula inferior suficientemente fina como para que vibre y transmita las ondas de sonido al cuerpo grasoso. Esta adaptación, junto con el aislamiento acústico de la región del oído del resto del cráneo, parecen haber evolucionado al mismo tiempo que la asimetría.
El vínculo entre la asimetría y la audición direccional no es único de las ballenas, dijo Fahlke.
“Los búhos tienen aperturas asimétricas de las orejas, lo cual les ayuda a descomponer los sonidos complejos e interpretar las diferencias en el espacio y el tiempo, de manera que pueden discriminar el crujido de las hojas alrededor de ellos causado por el movimiento de un ratón en el suelo”, dijo Fhalke. “Tal destreza también debe haber servido de ayuda cuando se trataba de detectar las presas en el agua, por lo cual interpretamos que el mismo tipo de mecanismo operaba en los arqueocetos”.  (Fuente: U. Michigan)

Más cerca de la prevención del dengue


El equipo de investigación consiguió introducir la bacteria Wolbachia en poblaciones salvajes del mosquito que transmite el dengue. (Imagen:Eliminate Dengue Program)

El programa para la erradicación del dengue (Eliminate Dengue Project), que desarrolla un nuevo enfoque para reducir los efectos de esta enfermedad en el mundo, comienza a dar sus frutos. El equipo de investigación consiguió introducir la bacteria Wolbachia en poblaciones salvajes del mosquito transmisor del dengue para reducir su capacidad de contagiar el virus a las personas.
Dos nuevos estudios revelan el éxito de los ensayos de control biológico con poblaciones salvajes de Aedes aegypti, el mosquito que transmite el virus del dengue. Los trabajos, publicados en Nature, suponen un nuevo enfoque para reducir su infección en el mundo.
El equipo científico consiguió introducir la Wolbachia, una bacteria que reduce la sensibilidad del mosquito al virus del dengue, en poblaciones salvajes del insecto. “Se trata de la primera liberación intencional de mosquitos infectados por la bacteria Wolbachia en la naturaleza para reemplazar a una población de insectos existente”, explican los autores, que afirman que si estos resultados son repetibles, “existe la posibilidad de que se produzcan reducciones drásticas en la incidencia de virus del dengue”.
Estos resultados son el trabajo del programa para la erradicación del dengue (Eliminate Dengue Project), dirigido por Scott O’Neill, de la Universidad de Monash (Australia), en el que colaboran institutos de investigación de Australia, Vietnam, Tailandia, EE UU y Brasil.
Los métodos de control actuales, basados en el uso de insecticidas, no consiguen detener este problema de salud mundial. Sin embargo, “los métodos que utilizan la Wolbachia son fáciles de usar y podrían ser la clave de un nuevo enfoque sostenible para controlar el dengue, que debería adaptarse a las grandes ciudades del mundo desarrollado, en las que las medidas de control convencionales han resultado poco efectivas y costosas. El método también debería ser compatible con las vacunas cuando se empiecen a utilizar”, afirma O’Neill.
La Organización Mundial de la Salud (OMS) calcula que 2.500 millones de personas viven en zonas de transmisión del dengue y se registran más de 50 millones de casos al año.
Hasta ahora, los experimentos realizados durante años demostraron que se podía introducir la Wolbachia en el mosquito en el laboratorio, sin embargo, los artículos publicados esta semana describen además la exitosa introducción de la misma cepa de Wolbachia en poblaciones salvajes de mosquito de Australia.
En enero de este año, los investigadores liberaron mosquitos portadores de la Wolbachia en Yorkeys Knob y Gordonvale, dos zonas de las afueras de Cairns, en Queensland (Australia). En tres meses, la Wolbachia había invadido completamente las poblaciones locales de mosquito.
“El ensayo de campo implicaba liberar mosquitos con Wolbachia cada semana durante más de dos meses. Cinco semanas después de haber liberado a los mosquitos, se calculó que el 100% de los mosquitos de Yorkeys Knob y el 90% de los de Gordonvale portaban la Wolbachia. Fue un gran día”, señala O’Neill.
Los autores prevén realizar más ensayos cuando el tiempo sea más húmedo, a fin de analizar si la Wolbachia se extiende a zonas menos controladas que las primeras en que se realizó el ensayo. Tras el éxito, se está intentando conseguir autorización legal para realizar ensayos en Tailandia, Vietnam, Brasil e Indonesia que determinen directamente la eficacia del método a la hora de reducir la incidencia de dengue en las poblaciones humanas. (Fuente: SINC)

Los Orígenes de la Radio

Los Orígenes de la Radio pretende ser una breve historia de los sueños y esfuerzos de todos aquellos personajes que, a caballo entre dos siglos, descubrieron que las palabras podían viajar mucho más lejos y rápidas que el viento. Personajes que utilizaron la incipiente tecnología eléctrica para convertir el electromagnetismo en un medio de comunicación para todos los pueblos del mundo.

Capítulo I - La Teoría Electromagnética
Capítulo II - Las Ondas Hertzianas
Capítulo III - Chispas, cohesores y antenas
Capítulo IV - Marconi el Emprendedor
Capítulo V - Los Americanos
Capítulo VI - La Evolución de la técnica
Capítulo VII - El reto del Atlántico
Capítulo VIII - Madurez sin futuro
Capítulo IX - Otros caminos
Capítulo X - El Efecto Azul

La obra, de La Web de Anilandro, se puede leer aquí.

El insólito pico de los colibríes


Un colibrí alimentándose de un botellín. (Foto: Commander John Bortniak, NOAA Corps.)


A los colibríes se les conoce mayormente por su asombrosa capacidad de mantenerse quietos en el aire como un helicóptero, pero su pico es también un portento de la "ingeniería" natural.
La forma del pico de un colibrí le permite atrapar insectos voladores en una pequeña fracción de segundo, con velocidad y potencia superiores a las que se podría lograr solamente mediante los músculos de la mandíbula.
El pico del colibrí está diseñado para alimentarse de las flores, pero estos animales no pueden vivir sólo de néctar. Para obtener suficientes proteínas y nutrientes, también necesitan comer insectos pequeños. Los colibríes necesitan el equivalente a 300 moscas de la fruta al día para sobrevivir.
Pero, ¿cómo un pico largo y delgado que está tan adaptado para sorber el néctar también puede ser bueno para capturar insectos, y a menudo en el aire?
En un estudio anterior, Gregor Yanega, del Centro Nacional de Síntesis Evolutiva en Carolina del Norte, y la bióloga Margaret Rubega, de la Universidad de Connecticut, llegaron a la conclusión de que parte de la respuesta se encuentra en el pico flexible del colibrí. Mediante filmaciones de alta velocidad de ejemplares de tres especies de colibrí capturando moscas de la fruta, los investigadores observaron que la mandíbula inferior del pico del colibrí se flexiona hasta en 25 grados cuando se abre, y al mismo tiempo se ensancha en la base creando así una mayor superficie para capturar a los insectos.
Sin embargo, al ver los videos de alta velocidad, Yanega también se percató de algo más: Tan pronto como el pico del colibrí alcanza su máxima flexión, rápidamente regresa a su posición original y se cierra, en menos de una centésima de segundo.
En el nuevo estudio, Yanega trabajó con los ingenieros Matthew Smith y Andy Ruina de la Universidad de Cornell para descubrir el secreto de cómo se cierra tan rápido el pico del colibrí. Armados con los datos sobre la longitud, grosor y densidad de los huesos y músculos de la cabeza del colibrí, los investigadores desarrollaron un modelo matemático de la energía elástica en el pico desde el momento en que se flexiona para abrirse hasta el momento en que se cierra bruscamente.
Los autores del estudio han descubierto que parte del "truco" está en cómo está formado el pico del colibrí. Mientras que otras aves insectívoras tienen una "bisagra" cartilaginosa cerca de la base de su pico, el pico del colibrí es de hueso bien sólido. Pero también es increíblemente delgado. Esto hace que la mandíbula inferior del pico sea rígida y flexible a la vez, como un trampolín.
El modelo matemático de los investigadores ha revelado que el movimiento descendente de flexión de la mandíbula inferior del pico del colibrí aplica tensión en el hueso, almacenando una energía elástica que finalmente se usa para cerrar de modo súbito el pico.
La velocidad adicional derivada de este fenómeno genera un mayor éxito al intentar atrapar insectos.

Nuevos datos sobre un misterioso hongo emisor de luz


Neonothopanus gardneri. (Foto: Cassius V. Stevani/IQ-USP, Brazil)

En 1840, el célebre botánico inglés George Gardner documentó científicamente la existencia de un hongo bioluminiscente que era conocido por la sabiduría popular entre los habitantes de ciertas áreas de Brasil. Gardner envió el hongo al Herbario de Kew, en Inglaterra, donde fue descrito científicamente y recibió el nombre técnico de Agaricus gardneri en honor a su descubridor oficial.
La comunidad científica no supo de ningún otro ejemplar de esa extraña especie hasta 2009. Y a partir de entonces, se ha reanudado la actividad científica en torno a este singular hongo, el cual puede llegar a resplandecer lo suficiente como para que una persona pueda leer con su luz. Ahora, Dennis Desjardin, investigador de la Universidad Estatal de San Francisco, y sus colegas, han recolectado nuevos ejemplares de este hongo olvidado, que ha sido reclasificado como Neonothopanus gardneri.
El equipo de Desjardin espera que seguir investigando meticulosamente el hongo brasileño, y sus primos evolutivos bioluminiscentes de todo el mundo, ayude a responder la pregunta de cómo y por qué exactamente resplandecen algunos hongos.
Desjardin y sus colegas determinaron que el hongo debía ser ubicado en el género Neonothopanus después de examinar cuidadosamente la anatomía, fisiología y linaje genético del hongo. Pero fue difícil encontrar nuevos ejemplares del hongo para examinarlos. Para percibir el delatador resplandor verde del hongo bioluminiscente, Desjardin y Cassius Stevani tuvieron que rastrear terrenos en noches sin luna, y deambular por la selva, con el riesgo de caídas y el de ser atacados por serpientes venenosas y jaguares.
Los hongos resplandecientes han estimulado la imaginación de las culturas que los han conocido. En el pasado, fue común tenerles miedo y considerarlos sobrenaturales.
Los investigadores creen que los hongos generan su luz de un modo parecido a como lo hacen las luciérnagas.
Sin embargo, a diferencia de los animales que sólo producen esta luz a ratos, estos hongos resplandecen las 24 horas del día, siempre y cuando estén disponibles el agua y el oxígeno. Esto demuestra que su bioluminiscencia se basa en una química distinta.
La razón evolutiva de esta bioluminiscencia, o, dicho de otro modo, la utilidad que para los hongos pueda tener emitir luz, es por ahora desconocida. Hay algunas hipótesis, pero no han podido ser avaladas todavía.

Identifican el mecanismo por el que las bacterias logran adaptarse a los cambios ambientales



Un estudio en el que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha identificado el mecanismo por el que las bacterias logran adaptarse a los cambios ambientales. Según esta investigación, publicada en el último número de la revista EMBO, las bacterias liberan un tipo de molécula al ambiente, los D-aminoácidos, que son capaces de modular la biosíntesis del peptidoglicano, principal componente de la pared celular bacteriana.
“La pared bacteriana es la primera barrera que permite a las bacterias protegerse y comunicarse con su entorno. Por tanto, la regulación de la síntesis de esta envoltura celular es fundamental para la supervivencia de la bacteria. En ciertas ocasiones, cuando las condiciones ambientales se vuelven desfavorables, bien por falta de nutrientes, presencia de antibióticos o cualquier otro tipo de estrés, las bacterias deciden detener su crecimiento. Por lo tanto, una falta de coordinación entre el ritmo de crecimiento y la síntesis del peptidoglicano supondría un riesgo letal para toda la población. La liberación de los D-aminoácidos permite que toda una comunidad bacteriana sea capaz de sincronizar su síntesis de peptidoglicano con el crecimiento celular en respuesta a los cambios ambientales.”, explica el investigador del CSIC Felipe Cava, del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa.
En aquellas situaciones en que deben parar su crecimiento, las bacterias liberan D-aminoácidos al ambiente, que se incorporan en la composición del peptidoglicano y de esta forma toda la población de bacterias se beneficia de estos reguladores. “Este tipo de sistemas, conocidos como quórum sensing, en el que las bacterias liberan metabolitos reguladores al ambiente para generar un tipo de comportamiento social coordinado, suele traducirse en cambios en la expresión de los genes. Sin embargo, este parece ser un nuevo paradigma de regulación poblacional ya que no hemos observado que los D-aminoácidos generen variaciones en la expresión génica; al contrario, parecen modular directamente la actividad las proteínas que sintetizan y modifican el peptidoglicano”, continúa Cava.
Según el estudio, que ha tomado como modelo el agente causante del cólera, Vibrio cholerae, el mecanismo mediante el cual los D-aminoácidos modifican la composición del peptidoglicano está ampliamente conservado en otros tipos bacterianos. Esto sugiere que, aunque muchos son los tipos bacterianos capaces de producir estas moléculas, son aún más aquellos capaces de responder ante ellas. De este modo, al menos en algunos casos, la presencia de la molécula en el medio puede representar un mecanismo por el cual las bacterias de una especie pueden modificar el comportamiento, ya sea de forma negativa o positiva, de otras especies que compartan un mismo nicho ambiental.
“El presente trabajo, que toma como punto de partida una investigación previa de nuestro grupo publicada en 2009 en la revista Science, muestra que tanto la producción de D-aminoácidos como su incorporación en la pared bacteriana se rige por un sistema de regulación mediado por estrés. Este hecho aumenta notablemente los escenarios hipotéticos, tales como en una infección, donde el papel de los D-aminoácidos pudieran ser clave para la supervivencia de la bacteria. Si los D-aminoácidos pueden favorecer a la bacteria a prosperar en un ambiente hostil, como es una infección, saber cómo funciona este mecanismo de adaptación puede permitirnos bloquearlo o reducirlo, lo que podría conducir a nuevas terapias para combatir enfermedades causadas por agentes infecciosos bacterianos”, concluye el investigador del CSIC.
Esta investigación ha sido fruto de un trabajo de colaboración entre el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa y la Universidad de Harvard, en Boston (EEUU). (Fuente: CSIC)