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.

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 oceános 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 D’maisi (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

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