Demostrado: las ciudades afectan al fenotipo de las especies

Jueves, enero 5th, 2017

Desde hace bastante tiempo los expertos investigan indicios sobre la influencia de la urbanización en la genética de las especies a largo plazo, y ahora finalmente un nuevo estudio ha demostrado que las grandes ciudades tienen un efecto real.

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La Universidad de Washington ha dirigido un estudio científico en el que han participado varias instituciones y que ha demostrado que se producen alteraciones en el fenotipo de las especies que viven en las grandes ciudades. Los resultados se han obtenido después de analizar 1600 casos de especies a nivel mundial, prestando atención a rasgos como el comportamiento o el tamaño de los individuos.

Marina Alberti, directora del Laboratorio de Ecología Urbana de la Universidad de Washington, ha explicado que en el estudio han encontrado pruebas evidentes de la relación entre la influencia humana, la urbanización y los cambios fenotípicos de las especies, por lo que las grandes ciudades tienen un efecto diferente sobre la evolución de las especies en comparación con la influencia del medio natural.

Además, la velocidad a la que se producen los cambios en el entorno también se refleja directamente en los cambios fenotípicos de las especies. De hecho, la rápida urbanización  supone un reto todavía más difícil para las especies, que las obliga a adaptarse o reubicarse, aunque también hay muchas que no son capaces de afrontar el cambio y están condenadas, por tanto, a la extinción.

En el estudio se analizaron 1600 casos de cambios fenotípicos, empleando una compleja base de datos que permitía descartar y estudiar información relacionada con la influencia humana directa, la urbanización, y disturbios concretos especialmente molestos como la contaminación del aire, los ruidos, los vertidos, el calor provocado por las centrales de energía o industriales, etc.

Según Alberti, las consecuencias van mucho más allá de lo que se creía anteriormente: se modifican los patrones de expansión de semillas, se facilita la propagación de ciertas enfermedades y se alteran profundamente las costumbres y las rutas de las aves migratorias.

Fuente: Europa Press.

La evolución de las bacterias ha sido similar a la nuestra

Viernes, noviembre 25th, 2016

Un nuevo árbol de la vida de de las bacterias procariotas ha revelado que su proceso evolutivo a lo largo del tiempo ha sido bastante similar al nuestro, así como al de las bacterias eucariotas y al de otras especies vegetales y animales.

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Según una investigación llevada a cabo en las universidades estadounidenses de Oakland y Temple, el proceso evolutivo de las bacterias procariotas a lo largo del tiempo es bastante similar al que han seguido otros organismos, como nuestra propia especie. Para llegar a esta conclusión, los científicos se han basado en el estudio de 11.784 especies diferentes de bacterias, que han conseguido colocar en un nuevo árbol de la vida que pone de manifiesto los patrones de su proceso evolutivo.

El nuevo árbol se ha creado en una escala de tiempo que ha permitido comprobar la existencia de unos patrones bastante inesperados. Al contrario de lo que se pensaba, las bacterias procariotas analizadas han mantenido una tasa de diversificación constante, casi igual a la hallada en especies como la humana o en otros organismos con células eucariotas.

Los grandes avances en este tipo de investigación son posibles gracias a un abaratamiento de los costes de secuenciación. La acumulación constante de información obtenida por investigadores de todo el mundo permite a la ciencia seguir trabajando para conocer en detalle los procesos macroevolutivos implicados.

Precisamente gracias a estos estudios se ha podido comprobar que las especies eucariotas se han expandido constantemente sin modificar su velocidad, lo que significa que los nichos ecológicos eucariotas todavía no se están saturando ni llenando.

Por otra parte, al estudiar las diferencias entre las bacterias procariotas y las células eucariotas, se pudo comprobar que la tasa de diversificación de los organismos procariotas, la tasa de diversificación fue hasta 2,1 veces más lenta que en los organismos con células eucariotas, probablemente por un proceso de selección periódica que ha ralentizado la divergencia genética.

Fuente: Ecoticias.

Encontrado un antecesor de las tortugas actuales

Viernes, agosto 14th, 2015

Un grupo de científicos ha hallado restos fósiles de un antecesor de las tortugas actuales en el sur de Alemania. Los resultados del estudio realizado al respecto se han publicado en la revista Nature.

Encontrado un antecesor de las tortugas actuales

Representación artística de Pappochelys, realizada por Rainer Schoch.

El grupo de trabajo, formado por investigadores procedentes de distintas instituciones de Alemania y Estados Unidos, ha explicado en la revista Nature que los fósiles encontrados se pueden identificar dentro del género Pappochelys, y que vivió hace unos 240 millones de años, en un periodo en el que la región era un gran lago.

Las características de los fósiles encontrados apuntan a que Pappochelys se sitúa de manera intermedia entre Eunotosaurus y Odontochelys, otros dos géneros arcaicos de tortugas que ya se conocían. Hasta ahora, la gran duda de los expertos era el origen del caparazón de las tortugas actuales.

Según Hans-Dieter Sues, conservador de Paleontología de vertebrados en el Museo Nacional de Historia Natural (en la Institución Smithsonian) y uno de los autores del ensayo, la zona del vientre en Pappochelys se encontraba protegida por una serie de huesos con forma de bastón, algunos de ellos fundidos entre sí. Se trata, por tanto, de un estado que se suponía cierto en el proceso evolutivo, pero hasta entonces no se había podido demostrar por falta de evidencia fósil.

Este nuevo hallazgo apunta a que la parte ventral de la concha –el plastrón– se desarrolló mediante la unión de unas estructuras óseas similares a las costillas. Además, Pappochelys se caracterizaba por otra peculiaridad física: dos oquedades tras las cuencas oculares, a cada lado del cráneo. Las tortugas actuales carecen de ellas, pero sí están presentes en otros animales como cocodrilos y lagartos.

Fuente: Muy Interesante.

Hallan en China el fósil de esponja más antiguo conocido

Miércoles, marzo 18th, 2015

El descubrimiento de un nuevo fósil de esponja en el sur de China puede contribuir a realizar progresos en los conocimientos que se tienen sobre la historia de la evolución. Se trata de un ejemplar que mide aproximadamente 1 mm de ancho y de largo, pero su importancia es crucial porque se considera el fósil de esponja más antiguo encontrado hasta ahora.

Hallan en China el fósil de esponja más antiguo conocido

Al grupo de científicos que investigan en esa zona de China les ha sorprendido el buen estado en que se encuentra el fósil de esponja, que contiene cientos de miles de células. El descubrimiento se ha realizado en un área geológica caracterizada por gran abundancia de fósforo. Según explican en el estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Science, el ejemplar tiene unos 600 millones de años, por lo que se considera el fósil de esponja más antiguo encontrado hasta el momento. Ahora el trabajo continúa con la esperanza de hallar más fósiles.

Este descubrimiento podría ayudar a arrojar luz sobre los procesos de evolución de las esponjas, de los que aún se conoce muy poco. Hasta ahora se creía que estos animales no habían aparecido hasta el Cámbrico (hace unos 541 millones de años). Este fósil situaría el origen de las esponjas en un periodo anterior.

Según las declaraciones de Michael Balter en Science, una datación correcta de la aparición de las esponjas ayudaría a comprender mejor la evolución animal, ya que el momento de separación de las esponjas y los Eumetazoos fue clave en la fase inicial de la historia de la vida en la Tierra.

El estudio del genoma, clave para comprender la evolución de las aves

Miércoles, diciembre 24th, 2014

Secuenciando el genoma de 48 especies representativas de aves, un consorcio internacional ha presentado el árbol filogenético de las aves modernas, ofreciendo una nueva visión sobre su origen evolutivo y diversificación.

El proyecto, en el que han participado más de 200 científicos de 80 instituciones repartidas en 20 países, entre ellos científicos del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona y de la Universidad Pompeu Fabra, arroja luz a algunas incógnitas en cuanto a la evolución de las aves. Entre otros avances, define el árbol familiar de las aves y explica la evolución de su genoma; determina la función del canto y el momento en que apareció en las diferentes familias, identifica cuándo perdieron los dientes, estudia la relación entre los genomas de las aves y otros reptiles como los cocodrilos y presenta el origen de los cromosomas sexuales en este grupo; además, propone un nuevo método para el estudio filogenético basado en datos secuenciación genómica masiva. La idea es que las especies estudiadas, donde podemos encontrar cuervos, patos, halcones, periquitos, grúas, ibis, pájaros carpinteros y águilas, representen las principales familias de aves modernas. Los primeros resultados de este estudio se publican simultáneamente en 8 artículos en la revista Science y en 15 artículos más en otras revistas científicas como Genome BiologyGigaScience.

La genómica, una herramienta clave para establecer nuevos árboles familiares y explicar la evolución.

Hasta ahora, los estudios filogenéticos sobre la evolución de las aves se basaban en el examen de conjuntos de genes concretos relacionados con características anatómicas o con el comportamiento de estos animales. Sin embargo, para este proyecto se ha comparado el genoma al completo de las especies más representativas, pudiéndose, así, reconstruir el árbol filogenético de las aves con mucho más detalle. De esta forma, se han establecido las relaciones de parentesco entre grupos y el momento en que estos divergieron durante la evolución.

Algunas de las especies de aves analizadas para el estudio genómico comparativo descansan en una mesa en el Museo Nacional de Historia Natural en Washington, DC. (Foto: AAAS-Carla Schaffer)

A tenor de los resultados se sabe que las aves presentan escasas repeticiones en el ADN y que desde los primeros inicios de su aparición perdieron cientos de genes que en el pasado habrían compartido con nosotros, como aquellos genes implicados en funciones como la reproducción, la formación del esqueleto o los pulmones. Esto explicaría por qué las aves controlan ahora estos aspectos desde otra aproximación, presentando un esqueleto más ligero, un sistema respiratorio tan particular, una gran variedad de especialidades en la dieta y muchos otros rasgos característicos diferentes a los mamíferos.

Principales resultados

Gracias a este proyecto se conocen nuevos aspectos de la biología de las aves, desde la neurofisiología hasta la genética de poblaciones. Así, paralelismos entre los patrones de actividad genética en las áreas del cerebro involucradas en el canto de las aves y en el habla humana han sido descubiertos. Factores como el aprendizaje vocal, es decir, la capacidad para emitir sonidos, modificar el tono y reproducir un sonido por imitación, evolucionó de forma independiente, como mínimo, en dos ocasiones. Los circuitos cerebrales para el aprendizaje musical y vocal en aves y en humanos son similares, pero se ha llegado a ellos por vías diferentes en la evolución. Algunos trabajos publicados en el marco de este proyecto indican que la mayoría de los genes relacionados con el aprendizaje vocal están implicados en la formación de conexiones neuronales.

También se ha establecido el momento en que las aves perdieron los dientes. En uno de los trabajos publicados los científicos han comparado los pájaros actuales con especies de vertebrados y han constatado que los pájaros presentaban mutaciones en grupos de genes que codifican para el esmalte y la dentina. Cinco de estos genes relacionados con la formación de dientes se habrían inhabilitado hace más de 100 millones de años, en algún antepasado de las aves modernas.

Los datos también indican una explosión en la diversidad del grupo entre 67 millones y 50 millones de años atrás, cuando se cree que los dinosaurios no avianos se extinguieron a causa del impacto de un asteroide. Fue por aquel entonces cuando los mamíferos también habrían proliferando, aprovechándose ambos grupos del nicho ecológico desocupado por los dinosaurios.

Aves y demás parientes

Además, el proyecto también ha secuenciado los genomas de los reptiles actuales más cercanos a las aves, los cocodrilos, una tarea en la que ha participado el CRG. Así, al compararlos con los genomas de las aves se podido reconstruir parcialmente el que sería el genoma del ancestro común de los arcosaurios, lo que constituye una herramienta muy valiosa para el estudio del origen los cocodrilos, las aves y los dinosaurios.

La secuenciación de tres especies diferentes de cocodrilos nos sirve para contextualizar el trabajo del estudio genómico de las aves que ahora presentamos. Los datos que hemos estudiado nos demuestran que los cocodrilos han evolucionado relativamente poco y que, por tanto, son un reflejo bastante fiable de sus antepasados.“, explica Toni Gabaldón, profesor investigador ICREA en el CRG y uno de los coautores del papel publicado en Science sobre los genomas de cocodrilos. “Asimismo, el hecho de compararlo con los genomas de las aves nos ha permitido reconstruir parcialmente el que sería el genoma del ancestro común de los arcosaurios, y por tanto, una herramienta muy valiosa para el estudio del origen los cocodrilos, las aves y los dinosaurios.“, añade el Dr. Gabaldón. “La diversificación rápida de las aves en muchos grupos visiblemente diferentes contrasta con la estabilidad e inmovilidad de los cocodrilos que se han mantenido prácticamente iguales después de muchos años de evolución. Esto nos muestra cuán relativa es la velocidad evolutiva en grupos diferentes y de cómo la oportunidad de diversificación para ocupar nuevos nichos ecológicos genera diversidad morfológica y especiación muy rápidamente.“, concluye el investigador.

Por último, indicar que este trabajo ha supuesto todo un reto a diferentes niveles. Se han analizado muestras de tejido congelado y recolectado en los últimos 30 años provenientes de museos y otras instituciones. Se ha separado el ADN en la Universidad de Duke y en la Universidad de Copenhague. La mayoría de la secuenciación genómica y los primeros análisis se han llevado a cabo en el BGI de China y el estudio filogenómico de estos datos se ha compartido entre más de 80 instituciones en el mundo.

Para más información visitar Science y la página del proyecto Avian Phylogenomics Project.

Las ventajas de ser pequeño en el mundo animal

Martes, octubre 22nd, 2013

En el mundo animal, ser pequeño puede tener bastantes ventajas. Por ejemplo a la hora de percibir lo que sucede alrededor. Los animales más pequeños cuentan con una estructura visual que les permite detectar depredadores con más facilidad que los de mayor tamaño, señala un estudio irlandés publicado hace poco en la revista científica Animal Behaviour. Los resultados del estudio mostraron una fuerte relación entre el tamaño corporal y la rapidez con que la vista podía responde a los cambios en la información visual. La investigación sugiere que criaturas tan pequeñas como los insectos, pájaros, ardillas o palomas pueden observar cualquier movimiento a su alrededor en una escala temporal más fina que las criaturas mayores, lo cual optimiza su capacidad de visualizar el peligro. Algunas moscas, por ejemplo, tienen ojos que reaccionan a los estímulos cuatro veces más rápido de lo que lo hace el ojo humano.

Por otro lado, el derretimiento del hielo y el aumento del nivel del mar está afectando al tamaño de los organismos acuáticos. Y según han demostrado científicos franceses en un trabajo que publicaba la revista PNAS, lo hace favoreciendo a los más pequeños: en el plancton, el zooplancton y los peces del Mar del Norte y del Mar Báltico existe una clara tendencia al aumento de los individuos más pequeños. Y a que los animales alcancen la madurez sexual siendo más diminutos.

A esto se suma que, mientras la evolución favorece a los seres con un mayor tamaño corporal, la extinción favorece a los pequeños, ya que cuanto mayores son las dimensiones de un animal más fácil es que sucumba a la extinción, según un reciente trabajo del Museo de Historia Natural de Washington (EE UU).

Tres citas de Ernst Mayr, el “Darwin del siglo XX”

Viernes, julio 5th, 2013

Un día como hoy nació el biólogo de origen alemán Ernst Mayr, ornitólogo aficionado desde muy pequeño, y al que se le conoce como el “Darwin del siglo XX”. No en vano participó las primeras expediciones a las Islas Solomón y a Nueva Guinea para estudiar los efectos de la distribución geográfica en diferentes animales, y fue pionero en la definición moderna de las especies. Su libro Especies animales y evolución ha sido calificado como la obra más importante en evolución biológica desde El origen de las especies.

Él defendía: “La biología evolutiva se basa en los conceptos en lugar de en las leyes […]. Permítanme mencionar conceptos tales como la selección natural, lucha por la existencia, competencia, biopoblación, adaptación, éxito reproductivo […] Como consecuencia, una filosofía de la física basada en leyes naturales resulta ser algo muy distinto de una filosofía de la biología basada en conceptos”.

Y también escribió: “Lo que es particularmente característico de las civilizaciones es su corta expectativa de vida. Muchas de éstas duraron menos de mil años y ninguna ha sobrevivido varios miles de años.”

Otra de sus grandes citas: “Nada es tan característico de los procesos biológicos como las interacciones en todos los niveles, entre los genes del genotipo, entre los genes y los tejidos, entre las células y otros componentes del organismo, entre el organismo y su ambiente inanimado, y entre los diferentes organismos. […] Las interacciones de los componentes deben considerarse tanto como las propiedades de los componentes aislados.”

Ocho frases de Charles Darwin

Martes, febrero 12th, 2013

En el aniversario de su nacimiento, coincidiendo con la celebración del Darwin Day, rendimos homenaje al biólogo que sentó las bases de la teoría de la evolución con esta selección de algunas de sus mejores frases:

“Las especies que sobreviven no son las más fuertes, ni las más rápidas, ni las más inteligentes; sino aquellas que se adaptan mejor al cambio.”

“El hombre desciende de un cuadrúpedo peludo, con cola, probablemente arbóreo en sus hábitos.”

“No me cabe duda de que, en conjunto, mis obras han sido una y otra vez sobrevaloradas.”

“El fruncimiento de las cejas es el movimiento expresivo que se produce naturalmente cuando se encuentra alguna dificultad, cuando sobreviene cualquier pensamiento o sensación desagradable.”

“La historia se repite: ese es uno de los errores de la historia.”

“Sin duda no hay progreso.”

“La ignorancia genera confianza más frecuentemente que el conocimiento. Son los que saben poco, y no los que saben más, quienes afirman tan positivamente que este o aquel problema nunca será resuelto por la ciencia.”

“La música despierta en nosotros diversas emociones, pero no las más terribles, sino más bien los pensamientos dulces de ternura y amor.”

¿Por qué algunas ballenas tienen cráneos asimétricos?

Miércoles, agosto 24th, 2011

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.

Un estudio publicado esta semana en la revista Proceedings of the Nacional Academy of Sciences (PNAS) sugiere que los cráneos asimétricos pueden haber ayudado a que la ballenas primitivas 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. Un detalle curioso del estudio es que cuando Julia Fahlke y sus colegas de la Universidad de Michigan (EE UU) empezaron a estudiar con un modelo tridimensional generado por tomografía computarizada a las ballenas, concretamente el cráneo de un basilosauro que vivió hace 37 millones de años, observaron que el modelo era notablemente asimétrico, pero pensaron que la deformación se había producido durante el entierro yla  fosilización, bajo la presión de los sedimentos. Para corregir la deformación el coautor Aaron Word, enderezó el cráneo en el modelo digital. Pero cuando Fahlke empezó a trabajar con el modelo “corregido” las mandíbulas no se ajustaban correctamente.  “Finalmente, me dí cuenta: quizá los cráneos de los arqueocetos eran realmente asimétricos”, explica Fhalke. Para comprobarlo visitó el Museo de Paleontología de la Universidad de Michigan, que 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”.

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 compararlos hicieron medidas similares de los cráneos claramente asimétricos de artiodáctilos, el grupo de mamíferos terrestres a partir de los cuales evolucionaron las ballenas.

Facke asegura que sus estudios demuestran “que la asimetría apareció mucho antes de lo que se pensaba, antes de que se diferenciaran las ballenas barbadas de las ballenas dentadas”. “Esto significa que las primeras ballenas barbadas deben haber tenido asimétricos que luego se tornaron simétricos”, sugiere.

También en los búhos

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”.

Así juegan los bonobos

Viernes, mayo 13th, 2011

“Los bonobos son los menos comprendidos de los grandes simios”, asegura la ántropóloga Isabel Behncke Izquierdo. Y eso a pesar de que son, junto con los chimpancés, son nuestros parientes más cercanos. En esta charla TED, la investigadora chilena muestra vídeos de los primates filmados durante sus investigaciones en el antiguo Zaire -e inéditos hasta ahora- que dan testimonio de cómo la sociedad de los bonobos aprende a través del juego constante, ya sea en solitario, con amigos, e incluso como un preludio al sexo. “Para los bonobós, y para nosotros, el juego es fundamental para establecer vínculos y fomentar la tolerancia”, afirma Behncke, que asegura que además de aumentar la creatividad, “el juego es el pegamento que nos une”. “El juego es nuestro comodín de adaptación, para adaptarnos con éxito a un mundo en constante cambio”, concluye.