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Cuando dos parásitos quieren cosas diferentes, sólo uno puede triunfar

Si dos tenias infectan al mismo anfitrión, pueden unirse para aumentar su influencia sobre su comportamiento. Pero si se encuentran con objetivos opuestos, pueden sabotearse activamente entre sí en un concurso para hacerse con el control, sugieren los investigadores

Los científicos saben hace tiempo que los parásitos pueden influir en el comportamiento de su hospedador. Algunos nematodos, por ejemplo, pueden hacer que hormigas, que de otra manera son cuidadosas, se vuelvan de color rojo brillante y levanten el abdomen en un remedo de una baya. Esto aumenta las posibilidades de que la hormiga sea confundida con una fruta y sea devorada por un pájaro, donde ocurre la siguiente etapa del ciclo de vida del nematodo. Incluso se ha sugerido que el protozoo Toxoplasma gondii (causante de la toxoplasmosis) puede ser responsable de cambios en el comportamiento humano, tales como la toma de riesgos.

Larva de una media de un milímetro de largo del copépodo Macrocyclops albidus, dentro del cual los parásitos se involucran en un tira y afloja para su control mental

En muchos casos, los parásitos pasan por diferentes etapas de su ciclo de vida en diferentes huéspedes, por lo que deben afectar las acciones de su anfitrión para permitir que el parásito se mude en el momento adecuado. Pero si el hospedador contiene múltiples parásitos de diferentes edades, cuando eso sucede los parásitos tendrán intereses que los ponen en competencia.

Nina Hafer y Manfred Milinski, que estudian parásitos en el Instituto Max Planck de Biología Evolutiva en Plön, Alemania, infectaron unos pequeños crustáceos llamados copépodos (Macrocyclops albidus) con múltiples tenias Schistocephalus solidus. Éstas viven en copépodos y luego se trasladan a los peces para su siguiente etapa del ciclo de vida.

Actividad letal

El trabajo deb un equipo que incluyó a Milinski y algunos otros ha demostrado previamente que los copépodos que se infectan con tenias más jóvenes que aún no están dispuestas a vivir en peces resultan en copépodos menos activos que los animales no infectados, y por lo tanto con menos probabilidades de ser comidos por los peces. Cuando los parásitos están listos para mudarse, hacen que los copépodos se vuelvan más activos que sus parientes que no tienen tenias, si bien no se conoce el mecanismo por el cual se produce esta manipulación. Los copépodos tienen, por lo tanto, más posibilidades de ser vistos y comidos por un pez.

Hafer y Milinski encontraron que cuando dos tenias en el mismo copépodo estaban dispuestas a mudarse, se combinaron para hacer al copépodo aún más activo que con un único parásito, informaron los investigadores en Evolution. Pero cuando una solitaria mayor está compartiendo un hospedador con una más joven, el animal más viejo siempre gana. Las tenias jóvenes no logran influenciar a sus anfitriones en absoluto cuando están en conflicto con sus hermanos mayores, y no bajaron la actividad comparativamente con los anfitriones infectados con un único parásito.

La actividad del hospedador no alcanza un nivel intermedio como resultado de la competencia de los dos parásitos. Esto indica que el parásito mayor está «saboteando» la actividad del más joven, dice Hafer, ya que «no esperamos que el parásito no infeccioso detenga lo que está haciendo», dijo Hafer. El parásito más viejo, incluso, ganó cuando estaba en competencia con dos individuos más jóvenes.

 

 

Frank Cézilly, que estudia las interacciones huésped-parásito en la Universidad de Borgoña en Dijon, Francia, dice que el trabajo es interesante y sólido, ya que utiliza hospedadores criados en laboratorio, lo que elimina el riesgo de que los copépodos hayan estado expuestos previamente a los parásitos.

Sin embargo, Cézilly pide prudencia al afirmar que un parásito está ‘saboteando’ activamente el otro, si no se tiene aún comprensión del mecanismo por el que los parásitos están influyendo en su anfitrión. «Podría ser un sabotaje, pero podría ser simplemente que el parásito más joven no puede superar la manipulación [preexistente] del parásito más viejo», dice.

Nature doi: 10.1038/nature.2015.16875

Fuente: Nature. Aportado por Eduardo J. Carletti

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El cerebro más extraño del mundo

Para buscar seres extraños, la mayoría de las personas miran hacia el cielo. Pero si miraran hacia abajo, más precisamente hacia el mar, descubrirían que ya viven entre nosotros

Estos entes tienen cerebros, pero están dentro de sus tentáculos: cada extremidad actúa como si tuviera una mente propia.

Hablo de los pulpos, claro. Estos animales, junto a sus familiares cefalópodos, calamares y sepias, son algunas de las criaturas más raras de nuestro planeta.

Si a los científicos les ha costado adentrarse en las mentes de nuestros parientes más cercanos, los simios y los monos -sin mencionar a mamíferos más distantes como delfines o elefantes- con los pulpos es aún más difícil.

Nuestro último ancestro común con ellos existió probablemente hace unos 800 millones de años.

Aunque sabemos que son capaces de escurrirse por agujeros de dos centímetros de tamaño, abrir frascos y camuflarse, aún nos desconcierta cómo y por qué el pulpo pudo desarrollar un cerebro diferente al de casi cualquier otra criatura inteligente.

Si no le caes bien a un pulpo, él lo recordará durante mucho tiempo

Muchas lenguas para probar el mundo

Hasta el tamaño es un tema de debate: los cálculos van desde 100 hasta 500 millones de células cerebrales, según la especie en cuestión y según a quién se le pregunte.

Pero todos coinciden en que más de la mitad de ellas se encuentran dentro de sus ocho tentáculos. Los seres humanos, en cambio, tienen unos 85 mil millones de neuronas, la mayoría dentro del cráneo.

Cada tentáculo del pulpo contiene unos 40 millones de receptores, en su mayoría a lo largo de los bordes de sus ventosas, que utilizan para palpar y para detectar sustancias químicas de manera similar a nuestros sentidos del gusto y el olfato.

Para tratar de entender mejor la vida de un pulpo, imagínate como sería si la mayor parte de tu cuerpo estuviera compuesta de lenguas, capaces de palpar y degustar todo el mundo a su alrededor.

La piel del pulpo también está repleta de cromatóforos, células que contienen pigmentos, que el pulpo puede controlar para cambiar su aspecto.

Aristóteles observó eso hace miles de años, cuando escribió: «busca su presa cambiando su color para que coincida con el color de las piedras adyacentes a él».

Pero el pensador griego también anotó «el pulpo es una criatura estúpida», así que solo tenía razón en parte.

Desenredo

Cada tentáculo del pulpo actúa como si tuviera una mente propia, con sus propias intenciones.

En caso de amputar uno en un laboratorio (los pulpos pueden regenerar extremidades perdidas, así que este procedimiento es mucho menos horrible de lo que parece), seguirá respondiendo durante una hora.

Puede alejarse arrastrándose, si quiere. O puede utilizar sus ventosas para aferrarse a sus objetos preferidos, o para rechazar los repulsivos.

Y a pesar de tener ocho tentáculos que funcionan de forma independiente, el pulpo logra que no se enreden.

Esto atrajo el interés de Nir Nesher, neurobiólogo de la Universidad Hebrea, cuyo equipo descubrió que las ventosas rechazan los tentáculos de pulpo de forma automática. Así se explica cómo evita enredarse.

Sin embargo, los pulpos a veces se devoran entre ellos, lo que significa que no siempre evitan los tentáculos. ¿Por qué?

Los quimiorreceptores de sus ventosas le permiten degustar lo que palpa

Nesher descubrió que los pulpos eran capaces de distinguir sus propios tentáculos amputados de aquellos que habían sido extirpados de otros pulpos.

Así, mientras tiene sentido que los tentáculos del pulpo eviten engancharse a los tentáculos de otros pulpos en general, también tiene sentido que un pulpo omita algunas veces esa regla, si eso supone disfrutar de una sabrosa comida.

También revela una especie básica de reconocimiento propio: es aceptable comer tentáculos de pulpo, a menos que sean los propios.

Nesher además descubrió que aunque los tentáculos actúan de forma independiente, el pulpo puede anular los reflejos más simples de sus extremidades cuando necesita hacerlo.

De esa manera, aprovecha lo mejor de ambos mundos: los tentáculos pueden realizar la mayoría de sus funciones por su propia cuenta y dejar que el animal utilice procesos de decisión de alto nivel solo cuando sea necesario.

¿Quién podría olvidar al pulpo Paul y sus predicciones del Mundial de 2010?

En cierto modo, algunas partes del sistema nervioso humano funcionan de manera similar.

Cuando sentimos una sensación de dolor, como un pinchazo agudo o una quemazón en alguno de nuestros dedos, nos alejamos por instinto.

Ese reflejo, que proviene de la médula espinal, nos permite evitar el peligro incluso antes de que nuestro cerebro haya registrado el dolor.

Pero el tipo de decisiones que los tentáculos del pulpo pueden tomar por sí mismos, como las que implican el reconocimiento propio y el camuflaje, parecen ser más complejas que solo evitar el dolor.

Personalidad

Además de las impresionantes capacidades sensoriales de sus tentáculos, los cefalópodos tienen una excelente visión, son capaces de generar y guardar recuerdos tanto a corto como a largo plazo y pueden aprender nuevas tareas con facilidad.

Algunas especies incluso utilizan herramientas. Se ha observado muchas veces que los pulpos salvajes utilizan rocas para bloquear las entradas a sus guaridas y que algunos utilizan cáscaras de coco vacías como refugios temporales.

Se sabe que juegan en los acuarios. Tienen personalidades, que presentan diferencias individuales en rasgos tales como la agresión o la interacción.

Incluso pueden aprender a resolver problemas observando a otros pulpos y pueden recordar las soluciones, sin practicar, durante varios días.

A veces dirigen sus admirables mentes hacia los seres humanos, formándose sus propias opiniones de quiénes les agradan y quiénes no.

El pulpo Roger Moore, de un centro marino británico, había aprendido a abrir frascos

No es prudente ser enemigo de un pulpo: los rencores pueden durar un tiempo sorprendentemente largo.

El escritor Sy Montgomery cuenta la historia de Truman, un pulpo de acuario, en la revista Orion, especializada en medio ambiente:

«Con su sifón, la abertura situada a un costado de la cabeza que utiliza para propulsarse por el agua, Truman le disparaba una corriente de agua salada a esta joven cada vez que tenía la oportunidad.

Más tarde, ella dejó su puesto voluntario para asistir a la universidad.

Pero cuando volvió de visita varios meses después, Truman, que no había salpicado a nadie durante todo ese tiempo, le echó un vistazo y la empapó de forma instantánea otra vez».

Todo esto es especialmente impresionante teniendo en cuenta que estos animales solamente viven algunos años.

Los primates, los delfines, los elefantes, los loros y el resto de los denominados «animales inteligentes» pueden vivir durante décadas.

Tiene sentido que la evolución nos haya llevado a desarrollar habilidades de memoria a largo plazo, ya que la capacidad de recordar a nuestros amigos y enemigos puede ser decisiva para la supervivencia.

Pero eso no es cierto en el caso de los cefalópodos, que no son seres sociales y que viven durante un período muy breve.

Entonces, ¿cómo desarrolló este invertebrado marino una inteligencia que rivaliza con la de los animales vertebrados más inteligentes?

Las pruebas han demostrado que los pulpos pueden reconocer colores y formas

Enemigos

Andrew Packard, fisiólogo de la Universidad de Edimburgo, piensa que esto se debe a que los cefalópodos invertebrados evolucionaron en un entorno en el que tenían que competir por el alimento con los peces.

Ya que los antepasados de los peces y de los pulpos fueron devorados por los mismos depredadores, entre los que se destacan los ictiosaurios («los delfines de los mares del Mesozoico», dice Packard), estaban sometidos a las mismas presiones de selección.

Los registros fósiles revelan patrones de migración similares entre cefalópodos y peces.

Aparecieron por primera vez en aguas costeras poco profundas, luego se adentraron en las aguas más profundas del océano y, finalmente, volvieron a recolonizar las costas.

Si Packard está en lo correcto, entonces la inteligencia evolucionada de los extraños pulpos es el resultado de tener que sobrevivir en un mundo dominado por los vertebrados.

 

 

El comportamiento de nuestros antepasados, en cierto modo, presionó involuntariamente a los cefalópodos a parecerse a ellos.

O como Packard sugiere: «es como si la selección natural hubiese favorecido a los que pusieron en práctica el dicho ‘si no puedes con tu enemigo, únete a él'».

Fuente: BBC Mundo. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Diseño de medusas robot lleva a descubrir reglas de curvatura en el impulso de las alas o aletas de los animales

Un proyecto patrocinado por la Armada de los EEUU para diseñar robot medusas nadadores de inspiración biológica ha llevado a los científicos al sorprendente descubrimiento de reglas de flexión comunes para las puntas de las alas, aletas, orejas, miembros de moluscos y otros propulsores en una amplia gama de especies animales

Ingenieros colaboran con biólogos para replicar el movimiento eficiente de las medusas en un robot nadador

El estudio, dirigido por John H. Costello, de Providence College y el Laboratorio de Biología Marina (MBL) en Woods Hole, donde él es un científico visitante, se publica esta semana en Nature Communications.

Estudiando videos de la manera de impulsarse de 59 animales —desde moscas de la fruta a ballenas jorobadas— a través del aire o el agua en un movimiento de avance estable, el equipo descubrió que los propulsores de los animales se curvan de una manera similar en la punta, con una gama muy limitada y predecible de movimientos característicos. (El movimiento en estado estable consise en continuos ciclos, replicables, de movimientos de propulsión, en contraste con una rápida aceleración o desaceleración.)

«Estábamos interesados en ver cuántos animales utilizan bordes (o extremidades) flexibles en su impulsión, porque sabemos que en los vehículos medusa, la eficiencia del propulsor mejora en varios órdenes de magnitud cuando ponemos un borde pasivo de silicona, flexible, alrededor de la campana [de la medusa]», dice Costello. «La cuestión para nosotros fue, ¿cómo y por qué la flexibilidad aumenta el empuje? Y desde el punto de vista de la ingeniería, ¿cómo incorporar flexibilidad en un diseño para que se incremente el empuje?»

El equipo analizó los propulsores naturales, que han tenido millones de años para evolucionar su eficiencia de diseño, para orientar sus modelos. «Encontramos que es clave la forma en que los propulsores se mueven —la cinemática— parece ser seleccionada por una amplia gama de animales, en lugar de las propiedades de materiales tales como plumas o escamas», dice Costello. «Descubrir estas características de curvatura uniforme ha reorientado nuestra búsqueda por comprender las ventajas de la flexibilidad en la propulsión.»

El autor principal del artículo, Kelsey N. Lucas, fue un consejero de pregrado del coautor Sean Colin, de la Roger Williams University en el momento del estudio, y ahora es un estudiante graduado en la Universidad de Harvard. Colin también es un científico visitante en el Laboratorio de Biología Marina e investigador principal con Costello en el proyecto de las medusas robot de la Marina.

«Los animales voladores y nadadores tienen un costo de transporte mucho menor (energía necesaria para mover una masa de una distancia determinada) que los actuales diseños hechos por el hombre de escala similar», dice Costello. «Eso es parte de nuestra motivación para entender el diseño biológico: los animales lo hacen mejor.»

Lucas KN, Johnson N, Beaulieu WT, Cathcart E, Tirrell G, Colin SP, Gemmell BJ, Dabiri, JO, Costello JH (2014) Bending rules for animal propulsion. Nature Communications. 5: 3293 DOI: 10.1038/ncomms4293

Colin SP, Costello JH, Dabiri JO, Villanueva A, Blottman JB, Gemmell BJ, Priya S (2012) Biomimetic and Live Medusae Reveal the Mechanistic Advantages of a Flexible Bell Margin PloS One. DOI:. 10.1371/journal.pone.0048909

El Laboratorio de Biología Marina (MBL) está dedicado a los descubrimientos científicos y la mejora de la condición humana a través de la investigación y la educación en la biología, la biomedicina y las ciencias ambientales. Fundada en Woods Hole, Massachusetts, en 1888, el MBL es una institución sin fines de lucro privado y una filial de la Universidad de Chicago.

Fuente: Marine Biological Laboratory. Aportado por Eduardo J. Carletti

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