Un antepasado de los homínidos tenía el pie como un simio

Un fósil descubierto en Etiopía sugiere que los parientes prehistóricos de los humanos podrían haber vivido en los árboles durante un millón de años más de los que se pensaba.

El hallazgo puede ser la primera pista de una rama separada, y ya extinta, de la familia humana, es decir, de los homínidos. Al mismo tiempo que nos indica que pudieron existir distintos caminos evolutivos que llevasen a la consecución de un pie que permitiese caminar erguido.

El fósil, parte de un pie, se encontró en una rocas de 3.4 millones de años de antigüedad, en Woranso-Mille en la región de Afar, Etiopía. Huesos de homínidos pertenecientes a la especie Australopithecus afarensis, a la que pertenece la famosa Lucy, también fueron encontrados en este lugar y corresponden al mismo período.

El pie en los homínidos

 

Pero, al contrario que Au. afarensis, este último descubrimiento tiene un dedo gordo oponible, como un pulgar en el pie, lo que habría permitido a los miembros de esta especie agarrarse a las ramas al trepar. Los simios modernos tienen pies similares, pero la rama evolutiva de los homínidos dejó de tener estas características tras la desaparición de Ardipithecus ramidus, que vivió hace unos 4.4 millones de años.

El dedo gordo de Au. afarensis se encuentra prácticamente alineado con el resto de los dedos del pie, una adaptación que le da estabilidad al andar erguido. Para el autor del estudio, Yohannes Haile-Selassie, del Museo de Historia Natural de Cleveland, Ohio, Au. afarensis era completamente bípedo y había abandonado la vida en los árboles, mientras que la criatura recientemente descubierta no parece que estuviese adaptada a la vida en el suelo.

Para Haile-Selassie hay otros rasgos de este pie fósil que muestran que no pertenece a un simio, pero sí a un miembro de los homínidos, ya que su pie es muy parecido al de un Ardipithecus, que presenta muchos rasgos de homínido. Con esta postura también coincide Daniel Lieberman, antropólogo de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, quien no forma parte del equipo que ha realizado el hallazgo.

Mejorando el conocimiento de nuestra historia

Este nuevo descubrimiento muestra que un homínido de nuestro linaje tuvo pies prensiles durante, al menos, un millón de años más que Ar. ramidus. Así, para William Harcourt-Smith, antropólogo de la Universidad de Nueva York Lehman College, esta criatura  probablemente sería más ágil en los árboles que Au. afarensis, pero menos hábil para caminar erguida.

En su opinión, los nuevos hallazgos obligan a replantear los primeros pasos de la evolución de los homínidos, ya que sugieren que la nueva especie se separó del linaje de los homínidos antes de la aparición de Lucy y los suyos. Estos hechos fortalecen la idea que los humanos modernos no evolucionamos mediante una progresión linear de especies a partir de los simios, sino por medio de un proceso mucho más complejo.

Más información en Nature

Demuestran los efectos de los pesticidas en la desaparición de las abejas

El uso extendido de pesticidas daña las colonias de los abejorros (género Bombus) y las abejas (Apis mellifera), según dos estudios publicados por la revista Science.

Apis mellifera

Las poblaciones de los principales polonizadores han caído drásticamente en los últimos años, principalmente por un fenómeno conocido como síndrome de colapso de la colonia (CCD), más conocido como síndrome de desaparición de abejas.

Los investigadores han propuestos diferentes y múltiples causas sobre estos descensos poblaciones, como los pesticidas, pero hasta la fecha no se ha podido aclarar en qué manera perjudican a los insectos.

El contacto con microbios aumenta la inmunidad

Según la hipótesis de la higiene, propuesta hace más de 20 años, la exposición a los microorganismos a una edad temprana se asocia a una mayor protección frente a las enfermedades inmunitarias. En ausencia de esas interacciones tempranas, nuestras células inmunitarias tienden ocasionarnos problemas al avanzar la edad, con lo que aumenta nuestra propensión a las enfermedades inflamatorias y autoinmunitarias, como las alergias, el asma, la enfermedad inflamatoria intestinal y la esclerosis múltiple.

Polen: una de las principales causas de alegia

La hipótesis de la higiene permite explicar por qué niños que crecen en granjas, expuestos a una mayor cantidad y diversidad de gérmenes padecen con menor frecuencia de asma y alergias, en comparación con los niños de ciudad.

Ahora un experimento ha reforzado esa hipótesis, tras poner a prueba  el sistema inmunitario de dos grupos de ratones recién nacidos. Mientras que un grupo se hizo crecer en condiciones normales, en un entorno con microbios, el otro se desarrolló en un medio sin microorganismos. Los resultados demostraron que el segundo grupo de animales se mostraban más propensos a sufrir colitis (inflamación del colon) y asma alérgico que el primer grupo.

La biodiversidad del medio agrícola

La mayoría de los estudios realizados hasta la fecha sobre la biodiversidad vegetal de los ecosistemas agrícolas y las medidas que se aplican en España para conservar la diversidad en los cultivos extensivos de cereales (reducir la utilización de pesticidas y fertilizantes, restringir las prácticas agrícolas en ciertas fechas y dejar sin cultivar una pequeña parte de las parcelas) solo afectan a la composición florística local. Sin embargo, un estudio ha comprobado que la biodiversidad total del medio agrícola depende de factores que actúan a diferentes escalas espaciales.

Existen varios tipos de diversidad dependiendo de la escala considerada. Se habla de diversidad alfa cuando se estudia la riqueza de especies en un contexto local, como en un campo de cultivo; diversidad beta, cuando examinamos cómo cambia el número especies presentes a lo largo de un gradiente ambiental o geográfico; y diversidad gamma, si se estudia la diversidad en una región.

La investigación se ha realizado en 32 campos de cultivo de cereal de tres regiones agrícolas del centro de España. Se ha examinado cómo contribuyen a la diversidad total los componentes de la diversidad en las distintas escalas, y cómo estos componentes responden a diferentes factores, como la aplicación de medidas agroambientales, el tamaño de los campos de cultivo, la conectividad y el mosaico paisajístico.

El microscopio óptico

Objetivos

• Conocer las diferentes partes del microscopio, su funcionamiento y manejo.
• Adquirir destrezas en el uso del microscopio óptico y en el trabajo de laboratorio.
• Valorar la importancia de los microscopios para la biología, especialmente para la citología.

Fundamento

El microscopio óptico es un instrumento que sirve para observar de cerca objetos muy pequeños que no son visibles a simple vista. Lo que se ve a través del microscopio óptico es la luz que atraviesa el objeto que se quiere observar, para lo que resulta imprescindible obtener secciones o cortes muy finos del objeto, teñirlos y montarlos en un portaobjetos, es decir, obtener una preparación.

Los componenetes de un microscopio se pueden agrupar en elementos mecánicos y elementos ópticos:

• Elementos mecánicos: son las partes que constituyen la estructura del microscopio y soportan los elementos ópticos.
• Pie: pieza sobre la que descansa toda la estructura del microscopio, y que permite apoyar las manos cuando se manipulan los tornillos de enfoque. Así mismo, lleva el sistema de iluminación.
• Brazo:  pieza metálica, generalmente inclinada, que une la columna con la parte del microscopio donde se encuentran las lentes.
• Platina: pieza metálica, unida a la columna, generalmente cuadrada, con un agujero en la parte central para dejar pasar la luz que procede del sistema de iluminación. Normalmente tiene unas pinzas para fijar la preparación y, según el tipo de microscopio, otros accesorios para facilitar la observación de la preparación.
• Revólver o portaobjetivos: pieza metálica circular, giratoria, que porta los diferentes objetivos del microscopio (tres o cuatro). Un ligero movimiento de la mano permite cambiar el objetivo para realizar las observaciones de las preparaciones.
• Tubo: pieza metálica cilíndrica y vacía, en cuyo extremo superior va el ocular.
• Dispositivos de enfoque: son una o dos tornillos adosados a la base del brazo que permiten desplazar la platina hacia arriba o hacia abajo, situando la preparación más cerca o más lejos del objetivo. El tornillo más grande, el macrométrico, es más rápido y se usa para realizar el primer enfoque. El tornillo micrométrico es de paso lento y permite un ajuste preciso del enfoque.
• Elementos ópticos: son los que permiten aumentar el tamaño de las muestras observadas
• Ocular: es la lente a la cual acercamos el ojo para realizar las observaciones microscópicas. Se localiza en el extremo superior del tubo óptico, se puede quitar con facilidad y aumenta la imagen que da el objetivo. Normalmente lleva grabado su aumento en la parte superior.
• Objetivo: es la lente principal del microscopio y la que determina la calidad. La mayoría de los microscopios disponen de diversos objetivos que van enroscados al revólver. En la carcasa de cada objetivo hay grabada una cifra que indica sus aumentos.
• Condensador: situado debajo de la platina, es el sistema de lentes que conecta el haz de rayos luminosos procedentes de la fuente de iluminación, proporcionando una iluminación uniforme a todo el campo visual. Normalmente lleva un diafragma para regular la entrada de luz. El foco de iluminación puede ser un espejo que refleje la luz exterior hacia el condensador.

Materiales

• Microscopio óptico
• Preparaciones de epitelio vegetal

Procedimiento
Para manejar de manera correcta el microscopio hay que seguir los siguientes pasos:

1. Abrir el sistema de iluminación y comprobar su correcto funcionamiento.
2. Colocar la preparación en el centro de la platina y fijarla con las pinzas de fijación.
3. Mover el revólver y poner en posición de observación el objetivo de menor aumento.
4. Situar la platina cerca del objetivo.
5. Alejar el objetivo de la preparación utilizando el tornillo macrométrico.
6. Mirar por el objetivo y enfocar la preparación con precisión, hasta tener una visión nítida.
7. Mover la preparación y observar el conjunto de la preparación.
8. Centrar la parte que se quiera observar a mayor aumento.
9. Cambiar al siguiente objetivo y ajustar el enfoque con el tornillo micrométrico.

A medida que se usan objetivos de mayor aumento es necesario regular la iluminación por medio del condensador y del diafragma.

La "Gioconda" da las avispas

Las grandes colecciones —no solo las artísticas— guardan ejemplares sorprendentes. Y si no, que se lo digan a Lynn Kimsey, de la Universidad Davis de California (UC Davis). La entomóloga tiene un raro honor: ha descubierto una especie de avispa en Indonesia que ya figuraba desde los años treinta en la colección del Museo de Historia Natural de Berlín. El hallazgo recuerda a las sorprendentes reapariciones de obras maestras en los almacenes de los grandes museos.

Megalara garuda

El hallazgo se publica en la revista ZooKeys, y la investigadora estadounidense comparte el reconocimiento con Michael Ohl, del museo berlinés. No se indica quién pasó más penalidades. Si la que tuvo que recorrer la isla de Sulawesi capturando y clasificando ejemplares, o el que tuvo que revolver los almacenes del edificio alemán hasta encontrar el animal.

La Megalara garuda, que así se ha bautizado la avispa, debe su nombre a su gran tamaño (mega en griego). Garuda es el nombre de un animal mitológico indonesio, mitad águila y mitad humano. Su principal característica son las enormes mandíbulas de los machos, que son mucho mayores que las hembras. Como otros animales de similares características, se supone que una de las utilidades de este desarrollo es sujetar a la hembra durante el apareamiento.

Aunque no se la ha observado en libertad, pertenece al tipo de avispas cazadoras que inmovilizan a sus presas para poner en ellas sus huevos. Cuando nacen las larvas, se alimentan del animal que las hospeda.

Dispersión de esporas en los helechos

Esporangios en el envés de una hoja de helecho

Las plantas y los hongos han desarrollado dispositivos ingeniosos para dispersar sus esporas. Uno de ellos representa el mecanismo de catapulta de los esporangios de los helechos, que permite lanzar las células reproductoras a unos 10 metros por segundo. Los esporangios, las estructuras esféricas que contienen las esporas y que ocupan el reverso de las hojas de los helechos, se hallan rodeados por una hilera de una docena de células especializadas, el anillo. Cuando estas células se deshidratan, provocan un cambio drástico en la curvatura del esporangio, que libera su contenido de forma brusca tras la cavitación de las células del anillo.

A diferencia de la estructura de las catapultas humanas, el sistema de lanzado de las esporas del helecho no tiene larguero que detenga el movimiento a mitad de camino. Ahora, la investigación desvela por qué el helecho no lanza su munición directamente al suelo, a pesar de la ausencia de elementos estructurales que frenen el movimiento. El secreto está en la estructura espumosa de las paredes celulares del anillo, que lleva a dos escalas de tiempo diferentes.

Detalle de los esporangios de Polystichum

Al deshidratarse las células del anillo, aumenta en ellas la tensión hídrica, lo que provoca un cambio drástico en la curvatura del esporangio. El anillo se abre como un acordeón y deja expuestas las esporas. Cuando la tensión hídrica alcanza un valor crítico, se produce la cavitación en las células adyacentes, lo que lleva al cierre parcial del anillo (de un 30 a 40 %) en unos 10 μs. Ello provoca la rápida liberación de la energía almacenada en el anillo y a la expulsión de las esporas. A esta primera fase le sigue otra más larga, de centenares de milisegundos, en que el anillo continúa cerrándose (hasta el 85 %) a una velocidad mucho menor. En esta segunda fase se produce la lenta disipación poroelástica de la energía remanente en el anillo, como consecuencia del  flujo de agua a través de los pequeños poros de las paredes celulares.

La diferencia entre estas dos escalas de tiempo provoca el frenazo brusco de la catapulta a mitad del recorrido, lo que permite que las esporas se expulsen a una velocidad de más de 10 metros por segundo.

El aumento de medusas cuestionado

Durante las últimas décadas, se ha producido un aumento de las noticias sobre plagas de medusas en los ecosistemas marinos, generalmente asociadas a alteraciones antropogénicas y al cambio climático. Un estudio ha cuestionado ahora la teoría sobre la proliferación general de los organismos gelatinosos. Según los resultados, las poblaciones han crecido en ciertas regiones, pero hay otras zonas donde han descendido o han fluctuado de una década a otra.

El estudio indica que no existen suficientes pruebas que apoyen de modo concluyente el aumento generalizado de las poblaciones de medusas. Esa afirmación no está basada en datos o análisis rigurosos. El problema, según los científicos, radica en la enorme dificultad que entraña el estudio de estos organismos. Existen escasos datos sobre sus ciclos de vida, poblaciones y respuestas a los ciclos oceanográficos naturales.

Los autores proponen abordar la cuestión desde una perspectiva histórica, para lo cual se dispone de una base de datos global con información recopilada desde 1750. Este futuro catálogo estará integrado por unos 500.000 datos. La iniciativa la protagoniza el Global Jellyfish Group, un consorcio de 30 expertos en organismos gelatinosos, climatología, oceanografía y socioeconomía, se desarrolla en el marco del Centro Nacional para el Análisis y Síntesis Ecológicos (NCEAS), un centro asociado a la Universidad de California en Santa Bárbara (EE UU).

El análisis de los datos permitirá evaluar aspectos clave como la relación la actividad humana con los florecimientos de medusas, si surgen por causas naturales o si se les presta más atención por su impacto en sectores como la pesca o el turismo.

Más información en Bioscience (a través de Investigación y Ciencia).

Formación de Yellowstone

En la animación podemos ver cómo ser formó la cadena de volcanes que ha dado lugar al Parque Nacional de Yellowstone a partir de una pluma de magma.

De linces y hongos

Desde los años setenta del siglo pasado, la biodiversidad y, más concretamente, determinados grupos taxonómicos (mamíferos y aves) se han alzado como iconos de los programas de conservación. En España, entre 2003 y 2007 se destinaron a estos grupos de especies más del 75 por ciento de los presupuestos de conservación, de los cuales, más del 50 por ciento se dedicó a unos pocos mamíferos y aves rapaces. De hecho, la decisión de conservar este número reducido de especies parece estar legitimada por la sociedad, cuyo interés por proteger la biodiversidad recae exclusivamente en la especies carismáticas.

Nuestra afinidad innata por determinados seres vivos viene determinada por factores emotivos como la proximidad filogenética de los mismos al ser humano o la semejanza física con nuestros recién nacidos. De manera que se acaban aplicando criterios irracionales en la conservación de especies.

¿Podemos esperar que se conserven las especies mediante la aplicación de criterios meramente afectivos o emocionales, en vez de racionales o científicos? En este punto, surgen otras interesantes preguntas: ¿dónde empieza el sesgo, en la política o en la propia actividad científica? ¿Las estrategias de conservación no responden a criterios científicos o es que la información científica se encuentra también sesgada hacia determinados grupos de especies? Más del 50 por ciento de los artículos científicos publicados se centran en aves y mamíferos, aunque estos grupos representen solo menos del 2 por ciento de las especies conocidas en España. Si bien es cierto que son más fáciles de estudiar y monitorizar que los invertebrados o los hongos, no podemos aspirar a conservar la biodiversidad si conocemos solo menos del 2 por ciento de la misma.

Teoría celular

La teoría celular es una rama fundamental de la biología que explica la constitución de la materia viva en base a las células y el papel que éstas juegan para la vida.

Microscopio de Robert Hooke (1670)

Su formulación se basa en los trabajos de numerosos científicos, que empezaron a desarrollarla, ya en el siglo XVII. No obstante, hubo que esperar hasta el siglo XVIII para que Robert Hooke observara que el corcho y otras materias vegetales aparecen constituidas por celdas (en inglés "cell", de donde surge el término célula). Más tarde, ya en el siglo XIX, el botánico inglés Robert Brown, describió el núcleo celular, aunque para él sólo era un corpúsculo presente en las células.

Mathias Schleiden y Theodor Schwann

Basándose en estos y otros trabajos similares, los científicos alemanes Theodor Schwann y Mathias Jakob Schleiden, construyeron las bases de la teoría celular al ver las similitudes que presentaban, en cuanto a su organización fundamental, los vegetales y los animales. Publicaron sus observaciones en la obra Investigaciones microscópicas sobre la similitud de la estructura y el crecimiento de las plantas y animales, y asentando la idea de que todo en los seres vivos está formado por células o por productos secretados por éstas.

Charles Darwin

Charles Robert Darwin, nació en Shrewsbury, Shropsire, Inglaterra, el 12 de febrero de 1809. Era hijo de Robert Darwin, médico, y de Susannah Darwin. Además de nieto de Erasmus Darwin, uno de los primeros defensores de la herencia de los caracteres adquiridos. Siguiendo los pasos de su padre, empezó a estudiar medicina en la Universidad de Edimburgo, pero abandonó sus estudios para irse a Cambridge a estudiar teología y convertirse en pastor de la iglesia anglicana.

Viaje del Beagle

Su interés por la historia natural le llevó a entablar amistad con John S. Henslow, reconocido naturalista, lo que le proporcionó la oportunidad de viajar en el H.M.S. Beagle, capitaneado por Robert Fitz Roy. El viaje del Beagle duró casi cinco años, zarpando de Plymouth el 27 de diciembre de 1831 y arribando a Falmouth el 2 de octubre de 1836. A lo largo de toda la travesía Darwin tomó una gran cantidad de notas y muestras de todo los lugares que iba visitando la expedición. Pero Darwin no se limitaba a recolectar datos sin sentido, para él cualquier observación tenía que servir para apoyar o refutar una idea, una hipótesis científica o una teoría.

El motor de la tectónica de placas

Esta animación nos muestra el funcionamiento del interior de la tierra y explica cómo y porqué se mueven las placas tectónicas.

Origen de la fotosíntesis en las plantas

Las células eucariotas fotosintéticas contienen orgánulos, los plastos o cloroplastos, responsables de la fotosíntesis. Los plastos albergan ADN, un vestigio de su pasado como cianobacterias de vida libre. Un estudio ha utilizado la genómica comparativa en Cyanophora paradoxa para proponer una solución a la cuestión de cómo los plastos se extendieron entre los eucariotas y dieron lugar a algas y plantas.

En las últimas décadas, se ha hecho cada vez más evidente que los eucariotas fotosintéticos aparecieron por endosimbiosis, proceso de asociación en que una célula ecuariota acoge en su interior a una célula fotosintética, una cianobacteria. Los orgánulos de origen endosimbiótico aparecen muy transformados, pero conservan un genoma propio y se multiplican autónomamente, lo que revela su origen como organismos distintos.

Base genética de la variación fenotípica

Uno de los grandes retos de la biología actual consiste en determinar la relación entre la variación genética y las características observables de los individuos de una especie, como la altura de una persona o la manifestación de una enfermedad hereditaria (fenotipo). Hasta ahora, solo una pequeña parte de la variación de esos rasgos se ha podido atribuir a variantes genéticas. Para poder analizar la relación entre genes y fenotipo, un proyecto internacional ha obtenido la secuencia completa del genoma de 168 líneas procedentes de una población de la mosca del vinagre (Drosophila melanogaster), la especie modelo en los estudios de genética. El proyecto ha generado un gran volumen de datos que pueden ser consultados por cualquier científico interesado en estudiar la base genética de un fenotipo dado, así como determinar la huella de la selección natural en el genoma de la mosca.

Toda nueva mutación que contribuye a la adaptación al ambiente de un individuo se expande con rapidez en el seno de la especie, un proceso llamado selección adaptativa. Por el contrario, hay regiones del genoma en las que cualquier mutación resulta perjudicial y acaba siendo eliminada de la población, un proceso denominado selección purificadora. Ambos procesos de selección, la adaptativa y la purificadora, dejan firmas moleculares características en el genoma. Mediante  la comparación de los genomas de un gran número de individuos de la misma especie y de otras especies próximas, se ha logrado trazar el primer mapa de alta resolución de la selección natural de un genoma, tanto de las regiones que codifican proteínas como de las que no.

Deriva continental

 En la siguiente animación podemos ver cómo ha cambiado el aspecto de la Tierra durante los últimos 600 millones de años debido a la tectónica de placas.