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Archivo de la Categoría “Biología”

Área: Biología, Neurología — Sábado, 25 de Enero de 2014

La visión de los estomatópodos es distinta de la nuestra para evitar un procesado cerebral excesivo y reconocer rápidamente el entorno visual.

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La galera puede distinguir la luz polarizada y sus ojos poseen 12 o más pigmentos fotosensibles diferentes. Foto: Joseph Napolitano.

Hace casi seis años nos asombrábamos en estas páginas de la increíble visión de los estomatópodos, también conocidos por galeras.

Estos animales parecen langostas pequeñas y se los puede encontrar en muchos lugares. En algunos países, como los asiáticos, existe la tradición de consumirlos. Este consumo también está llegando a Europa y se puede encontrar a este crustáceo en los mercados en algunas temporadas.

Son depredadores y pueden cazar sus presas gracias a golpes que propinan a altísima velocidad. Además se comunican entre sí usando códigos de colores polarizados, sobre todo durante el cortejo.

Sus ojos pedunculados poseen un moviendo independiente y rápido. Este rápido movimiento les permite reconstruir su entorno muy bien y ser consciente de los cambios que se producen en él. Pero, además, las líneas de fotorreptores permiten con un barrido ocular recrear una imagen muy compleja y alta resolución.

Este tipo de movimiento ocular está extendido entre muchos animales, incluidos los humanos. Nosotros podemos barrer nuestro entorno a 200-300 grados por segundo, pero los estomatópodos lo pueden hacer dos veces más rápido.

Pero quizás lo más asombroso es que los ojos de estos crustáceos tienen 12 tipos distintos de pigmentos fotosensibles para distinguir colores, en lugar de los 3 que tenemos los humanos. Algunas especies tienen incluso 21. Además, distinguen la luz polarizada y ven el ultravioleta. Esto nos hizo pensar que este animal podría ver el mundo en una cantidad de colores y de un modo al que jamás llegaríamos los humanos.

Es verdad que tienen todos esos pigmentos, pero el sistema nervioso de estos animales es muchos más simple que el de los humanos. ¿Conseguían estos artrópodos computar bien toda esa información?

El asunto de saber cómo siente o lo que ve otro ser es un tema bastante complejo, aunque nos lo cuente él mismo. La percepción ajena es un asunto delicado, pero no imposible de estudiar.

Ahora unos investigadores han conseguido hacerse una idea de qué es lo que ve este animal y llegan a la conclusión de que su visión es más limitada de lo que parecía y no ven mejor que los humanos.

Justin Marshall (University of Queensland en Brisbane, Australia) y sus colaboradores han estudiado la capacidad de distinguir colores de estos animales con experimentos en los que se les condicionaba. A unos ejemplares de Haptosquilla trispinosa se les entrenó para reconocer un color entre 10 posibles entre 400 y 650 nm. Luego, en las pruebas, se les mostraba dos de ellos y la recompensa en forma de comida estaba detrás del color en cuestión.

Descubrieron que podían distinguir un color que estaba a 50-100 nm por encima o por debajo del color al que estaban condicionadas. Pero esto no era posible si estaba a 12-25 nm. Basándose en estos resultados, los investigadores creen que este animal podría distinguir longitudes de onda que se diferencien en 1-5 nm. Es decir, es menos sensible que el ojo humano.

En los seres humanos la información de los canales rojos, verde y azul es combinada y procesada en el cerebro para reconstruir el resto de los colores. Esto nos permite distinguir entre millones de tonos de color. Como la galera no tiene la capacidad de proceso del cerebro humano, consigue distinguir muchos colores gracias al uso de los muchos canales de color que ya parten de sus ojos y que requieren menos procesamiento posterior.

Los investigadores creen que este depredador sacrifica definición en el color a cambio de poder detectar colores rápidamente (al requerir menos procesamiento), lo que le permitiría ver presas más rápidamente o detectar mejor a amigos y enemigos.

Marshall especula que nos podríamos inspirar en los ojos de estos animales a la hora de diseñar las cámaras de los satélites.

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Parece ciencia ficción, pero se llama ecología de resurrección: los científicos revivieron huevos de una pulga de agua de 700 años que muestra el impacto del hombre en el ecosistema de un lago de EE.UU. ¿Cómo lo hicieron?

Dafnia

Mire bien la foto que encabeza esta nota, porque ese pequeño animal acuático es el protagonista de una historia científica asombrosa.

Se llama Daphnia o pulga de agua, es un crustáceo del tamaño de un grano de arroz y nació de un huevo de 700 años recuperado del fondo de un lago en Minnesota, EE.UU.

Los científicos que lo “resucitaron” recolectaron varios huevos que han permanecido en estado durmiente durante años, y al datar el de esta diminuta dafnia incluso ellos se soprendieron con su edad.

Su organismo es una auténtica cápsula del tiempo, que ha permitido a los investigadores mostrar cómo ha impactado en la evolución de estos animales la presencia humana en los alrededores del lago South Centre Lake, en la localidad de Lindstrom.

Pero, ¿cómo se revive un huevo de crustáceo?

Las dafnias producen unos huevos durmientes con una capa extra que los cubre, que se llama efipio, cuya función es protegerlos y asegurar su supervivencia en condiciones adversas.

Efipio del huevo de una pulga de agua

Los huevos de las pulgas de agua están protegidos por una capa extra que se llama efipio.

“El efipio es como una vaina, si imaginas como abrir una vaina de arvejas, y tienes una pequeña pieza dentro, es algo así”, explica a BBC Mundo Dagmar Frisch, investigadora de la Universidad de la Estación Biológica de Oklahoma.

Y para que se desarrolle el animal que late dentro, hay que hacerlos eclosionar.

“El momento crítico es no romper el huevo cuando se abre el efipio”.

“Es pequeño, así que debe hacerse con un escalpelo de disección, no siempre es necesario abrirlo, puedes también tomar el efipio y ponerlo en un medio líquido artificial y ponerlo a la luz”.

“Es como germinar una semilla”, dice Frisch, y así descrito el proceso parece de lo más sencillo.

Sin embargo, se trata de traer a la vida a un organismo concebido hace siglos que permaneció intacto en su pequeño refugio en el fondo de un lago.

Ecología de resurrección

Es un campo relativamente desconocido para el gran público, pero la ecología de resurrección básicamente estudia los huevos durmientes de las criaturas que forman el zooplancton, capaces de permanecer durante años enterrados en los sedimentos lacustres.

Al hacerlos eclosionar, los científicos pueden comparar esa vida suspendida en el tiempo con ejemplares más recientes y estudiar cómo han evolucionado esas especies.

Uno de sus pioneros, Nelson Hairston, de la Universidad de Cornell en el estado de Nueva York, logró revivir un copépodo, otra especie de crustáceo, de 300 años, según apunta Frisch.

Copépodos

Los copépodos son otro grupo de crustáceos que producen huevos durmientes.

“El problema con los copépodos es que son animales sexuales y es más difícil criarlos en el laboratorio”, explica a BBC Mundo la experta en ecología evolutiva.

Los investigadores Lawrence Wieder y Punidan Jeyasingh, quienes lideraron el equipo responsable de este nuevo estudio, comenzaron a trabajar en la resurrección de dafnias en los años 90.

“La dafnia tiene un ciclo vital complicado, pero gran parte de su ciclo vital es asexual lo que significa que básicamente se clonan a sí mismas, no lo hacemos nosotros, ellas hacen réplicas de sí mismas genéticamente idénticas”, añadió Frisch.

“Y producen machos al final de su fase de crecimiento, entonces se forman esos huevos durmientes en forma de efipio, que son de hecho huevos sexuales”.

Estos huevos llegan hasta el fondo de los lagos a la espera de la siguiente primavera, cuando pueden producir nuevas pulgas de agua. Pero algunos son sepultados por el sedimento, y allí permanecen, intactos.

Desde el fondo del lago

Frisch y sus colegas recogieron muestras de los sedimentos del lago de Lindstrom y las dataron con el método radiométrico por plomo-210. Así pudieron saber que el núcleo de sedimentos tenía 1.600 años, y que la edad de su dafnia era de 700 años.

“Aún debemos realizar otra datación con carbono 14, que es un isótopo diferente”, explicó la investigadora.

Provisionalmente podemos decir que es la pulga de agua más antigua jamás revivida y probablemente también el animal multicelular más viejo.

Dagmar Frisch, investigadora de la Universidad de la Estación Biológica de Oklahoma

“Pero provisionalmente podemos decir que es la pulga de agua más antigua jamás revivida y probablemente también el animal multicelular más viejo”.

La dafnia es la estrella, pero el otro hallazgo importante de este estudio es la adaptación genética de estos animales al impacto humano en el entorno del lago, donde se establecieron inmigrantes europeos en la segunda mitad del siglo XIX.

Analizando los sedimentos, los científicos pudieron ver cómo aumentó la concentración de fósforo con la aparición de una población estable dedicada a la agricultura, provocada por el uso de fertilizantes que llegan hasta el lago.

“La concentraciones de fósforo se incrementaron rápidamente alrededor del 1900″, dice Frisch a BBC Mundo.

Al mismo tiempo, pudieron comparar los genes de las dafnias revividas provenientes de capas de sedimento de diferentes épocas: de hace 700 años, de alrededor de 1977 y de 2007.

“Y pudimos mostrar un cambio paralelo en la estructura genética en las poblaciones (de dafnias)”, explicó la experta.

¿Y qué pasaría si estos animales revividos volvieran al que una vez fue su hábitat natural?

“Los tenemos en el laboratorio, no los vamos a poner en el lago, pero probablemente, porque las nuevas poblaciones está adaptadas a la cantidad de fósforo presente, son mejores competidores así que los clones que revivimos serían competidores inferiores y no sobrevivirían”.

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Un experimento demuestra cierto líquenes antárticos pueden sobrevivir, realizar actividad metabólica activa y adaptarse a las condiciones marcianas

Las condiciones en la superficie marciana no son adecuadas para el ser humano. Pese a las imágenes transmitidas por los rovers marcianos, lo mostrado no es el desierto de Arizona, Egipto o Australia, es infinitamente peor.
La presión es tan baja que en la Tierra a eso en general lo llamamos vacío y mataría a un ser humano en unos segundos. La temperatura es decenas de grados bajo cero, no hay agua líquida, la radiación ultravioleta es muy intensa y la radiación cósmica no encuentra el impedimento de una magnetosfera.

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Un asentamiento humano en este planeta sin una previa terraformación obligaría a la creación de hábitats artificiales subterráneos y ni así estaría garantizada la seguridad de los ocupantes.
Pero otros seres terrestres sí podrían vivir en esas condiciones, por ejemplo ciertos líquenes antárticos.
En un experimento realizado por un grupo de investigadores alemanes se han reproducido las condiciones marcianas de baja presión, una temperatura de -51 grados centígrados, alto porcentaje de dióxido de carbono y alta radiación UV durante 34 días. Un liquen antártico ha conseguido sobrevivir a estas condiciones, por lo que podría sobrevivir en Marte bajo ciertas restricciones.
Recordemos que los líquenes son asociaciones simbióticas entre algas y hongos y se cree que llevan sobre la superficie terrestre desde hace cientos de millones de años, posiblemente fueran los primeros en colonizar tierra firme.
En la Antártida no hay árboles, ni plantas complejas. La vida animal no se extiende mucho más allá de la costa que unos cientos de metros. En ese desierto a bajo cero, en donde el agua es muy escasa, hay bosquecillos de líquenes. Hay que tratarlos con tanto respeto como tratamos a un bosque de coníferas, pues tardan mucho en crecer y algunos ejemplares pueden tener cientos de años. Las condiciones del lugar son tan duras que sólo pueden crecer durante unos pocos días al año. Viven, sin duda, a una escala temporal muy distinta a la humana. Pero es precisamente la resistencia a estas condiciones lo que los hace candidatos a poder vivir en Marte. Aunque según este experimentos, para poder vivir bien en Marte tendrían que buscar nichos un poco protegidos frente a la radiación, como las grietas entre las rocas.
Según Jean-Pierre de Vera no se habían realizado experimentos de adaptación a las condiciones marcianas anteriormente, pero la adaptación es muy importante porque dice mucho acerca de las interacciones de la vida en relación a su ambiente. En estudios previos sólo se medía la supervivencia del organismo al final del periodo estipulado. Por el contrario, en este experimento se ha medido la actividad del liquen a lo largo de todo el tiempo, pues se deseaba saber si el liquen continuaba su actividad normal o si pasaba a un estado de latencia esperando tiempos más propicios.
Estos investigadores recolectaron muestras de P. chlorophanum en las cumbres Black Ridge de la región norte Victoria de la Antártida, en donde hay condiciones similares a las de Marte.
Una vez de vuelta, además de preparar un grupo de control en el exterior, situaron dos grupos de muestras de líquenes en un simulador de las condiciones marcianas del tamaño de una gran olla de cocina. El simulador permitía controlar presión, humedad, temperatura e irradiación solar. La baja gravedad marciana y la radiación cósmica no se simularon. A uno de los grupos del interior se les sometió a condiciones marcianas plenas y al otro a las condiciones que habría en sitios protegidos sobre Marte.
Los dos grupos superaron la prueba, pero el sometido a las condiciones plenas prácticamente sólo consiguió sobrevivir. El otro logró prosperar y realizar sus funciones metabólicas y fotosíntesis normalmente baja esas condiciones marcianas protegidas una vez se repuso al shock inicial y se adaptó al nuevo ambiente. La fotosíntesis es posible en, por tanto, posible en micronichos marcianos.
Aunque en el experimento tampoco se simularon las tormentas de polvo que pueden cubrir grandes regiones marcianas durante meses, Vera afirma que los líquenes pueden pasar a un estado latente y resistir durante miles de años totalmente cubiertos por polvo, nieve o hielo.
Otros estudios muestran que los líquenes no serían los únicos que podrían sobrevivir en el planeta rojo. Algunas bacterias metanógenas también lo podrían hacer.
Vera afirma que la vida terrestre puede sobrevivir, realizar actividad metabólica activa y adaptarse a las condiciones marcianas.
Estos resultados tienen importancia para la visión tradicional de la exploración marciana. Así por ejemplo, una misión podría buscar vida marciana en los micronichos adecuados. Además, este resultado sugiere que se proteja mejor a Marte de la posible contaminación de muestras de vida terrestre que puedan llevar hasta allí las misiones que se envían
Pero si se piensa fuera de la visión tradicional, es decir, si se piensa, este resultado y otros similares nos dicen que la vida terrestre evolucionada en la Tierra puede vivir tal cual en Marte. ¿Por qué la supuesta vida marciana, que llevaría evolucionando en Marte miles de millones de años, se muestra tan esquiva e incapaz de adaptarse y evolucionar en su propio entorno? La mejor explicación es que tal vida marciana no existe ni ha existido nunca. En la Tierra hay bacterias que resisten la radiación de un reactor nuclear o que viven en cualquier sitio imaginable, porque la vida, una vez que aparece, evoluciona para sobrevivir a cualquier nuevo nicho.
Lo malo es caer enamorados de una idea, como la de la vida marciana, y seguir gastando recursos con la excusa de encontrarla, pero sin buscarla realmente.
Una vez descartada la vida marciana, se puede proponer un experimento a una escala sin precedentes hasta el momento. Se podría ya sembrar Marte con vida terrestre convenientemente modificada. Juntando características de varias especies se podrían crear organismos que proliferasen sobre el planeta rojo sin limitaciones. Fuera de la Tierra no habría impedimentos ecológicos o éticos para liberarlos y crear así una nueva biosfera de organismos que evolucionarían en un nuevo planeta lleno de nichos vacíos. Podría ser incluso un ensayo para hacerlo sobre lunas cercanas o sobre otros planetas mucho más lejanos. Quizás se podría en un futuro no tan distante enviar, a bordo de una vela láser, una pequeña cápsula de cianobacterias a un exoplaneta cercano. Los humanos seríamos entonces los propagadores de la vida por la galaxia. Sería un regalo precioso y una inmensa responsabilidad.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4311

Fuentes y referencias:
Nota en Astrobio.
Artículo original.
Foto: German Aerospace Center’s Institute of Planetary Research.



New insights into facial transplantation

Researchers have demonstrated that immune cells, or T cells, involved in the rejection process are significantly of donor origin.



            

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