miércoles, 23 de diciembre de 2009

¿Cómo se defienden las plantas de sus atacantes?

Monotropsis odorata

Las plantas no pueden huir, ni morder, pero eso no significa que consientan alegremente que los animales y otros parásitos, como hongos o bacterias, las consuman.

Usan una sorprendente variedad de recursos defensivos, que incluyen sobornos a los atacantes, alianzas con otros organismos o complicadas respuestas celulares que guardan semejanzas con las del sistema inmunitario de los animales.

El principal mecanismo de defensa de las plantas es químico: las plantas suelen presentar una gran variedad de sustancias irritantes, repulsivas o venenosas para los herbívoros. La hiedra venenosa de Norteamérica, por ejemplo, produce violentas reacciones inflamatorias en la piel al más leve contacto. Algunas plantas han desarrollado el equivalente a los dientes venenosos de los animales: los pelos de las ortigas son diminutas agujas hipodérmicas de sílice que se rompen y se clavan en la piel al primer contacto e inyectan el contenido de una ampolla que presentan en la base (sustancias inductoras de la inflamación, como la histamina, que está involucrada en la respuesta alérgica). Por cierto, un truco para poder coger las ortigas es apretar los tallos con la yema de los dedos de plano (lo peor es un roce lateral).

Muchas plantas están armadas con feroces espinas, capaces de disuadir a la mayoría de sus posibles consumidores (aunque animales como la jirafa o el antílope gerenuk están especializados en hurgar entre las espinas de las acacias y coger las hojas con sus labios correosos). Las espinas suelen presentarse preferentemente en las plantas jóvenes y en las hojas más bajas de los árboles (por ejemplo, la encina o el acebo tienen varias clases de hojas, siendo las más espinosas las de las partes bajas). También plantas de una misma especie suelen presentar muchas más espinas en lugares donde el ganado es abundante que en otros lugares con escasez de él.

En lugares áridos, el porcentaje de plantas espinosas es mucho más elevado (pensemos por ejemplo en los cactus). En estos lugares la biomasa es escasa y cualquier fuente de alimento y de agua es muy codiciada por los animales, por lo que las plantas tienen mayor necesidad de defenderse de ellos. Además, el crecimiento vegetal es lento por la falta de agua y la planta no puede permitirse la regeneración de las partes consumidas por los animales. El desierto es un ambiente inhóspito donde todo es muy caro: las plantas son espinosas y los animales venenosos (los depredadores no pueden permitir que la única presa que consiguen morder en varios días se les escape).

Otras plantas, como las gramíneas, se han hecho resistentes a la depredación acumulando gran cantidad de sílice en sus hojas y tallos, que provoca un gran desgaste dentario en los herbívoros. También se han adaptado desarrollando la capacidad de crecer a partir de la base del tallo, en lugar de a partir de las zonas apicales, como la mayoría de las plantas. Así, pueden rebrotar aunque hayan sido cortadas. Algunas hierbas de otras familias acumulan cristales de oxalato, que pueden dañar los riñones de los animales.

Recientemente se ha comprobado que las plantas presentan una respuesta inmunitaria rudimentaria que actúa frente al ataque de hongos, por ejemplo. Existe una primera línea de defensa que consiste en la síntesis de proteínas que actúan contra los invasores, pero si esto falla se activa una segunda línea, que opera induciendo el suicidio de las células afectadas por la infección para salvaguardar el resto de la planta. También se han descrito casos de sustancias emitidas al ambiente por plantas atacadas por plagas, que podrían actuar alertando a plantas de la misma especie de las cercanías para que se preparen ante el ataque.

Las sustancias emitidas por plantas atacadas pueden reclutar a otros organismos para que las defiendan. Algunas plantas invadidas por orugas se defienden emitiendo sustancias volátiles atractivas para ciertas avispas parásitas que ponen sus huevos sobre las orugas. Otras plantas pagan a un ejército profesional extraordinariamente aguerrido y disciplinado: el de las hormigas. Varias especies de acacias ofrecen a las hormigas alojamiento en sus espinas huecas, sustancias azucaradas segregadas por sus hojas e incluso unos pegotes alimenticios que se presentan al final de cada división de la hoja. A cambio, las hormigas atacan a cualquier insecto que pretenda alimentarse de la planta, y también, a cualquier rama de un árbol vecino que se acerque demasiado a la acacia y a las plantitas de posibles competidores que se atrevan a germinar cerca de su tronco. Algunas especies de plantas que viven sobre los árboles tropicales, donde no hay suelo, fabrican auténticos hormigueros con varias cámaras en sus tallos ensanchados, donde alojan grandes colonias de hormigas, que protegen a las plantas y las nutren con sus desechos orgánicos.

Las agallas son una especie de soborno o tributo que muchas plantas ofrecen a ácaros o insectos atacantes. Las agallas son estructuras anormales de tejido vegetal que se desarrollan en respuesta a la picadura o presencia de un insecto. La planta genera un receptáculo, muchas veces con aspecto de fruto, rico en sustancias alimenticias, donde suelen desarrollarse las fases larvarias de los atacantes. El significado biológico de las agallas es un poco enigmático, ya que casi todas las ventajas parecen ser para el animal: sus larvas se desarrollan en un entorno confortable, protegido de depredadores y bien provistas de alimento. Parece que las plantas crean la agalla para que el ataque del insecto quede controlado y localizado en ella, sin que se extienda por otras partes de la planta y pueda ocasionar daños más graves. Esta interacción ecológica, que podemos observar fácilmente en los rosales o en robles y encinas, que presentan agallas muy llamativas, se suele dar entre grupos de plantas y animales muy específicos, lo que sugiere una historia evolutiva reciente y un alto grado de refinamiento y especialización.

Otra estrategia que usan las plantas para defenderse de sus enemigos es el engaño. Ciertas mariposas no ponen sus huevos en una hoja de una planta que ya tenga otros huevos de la especie. Algunas plantas crean manchas o bultitos amarillos en sus hojas que parecen huevos, con lo que disuaden a las mariposas de depositarlos en ellas. Recientmente se ha descubierto en los bosques de Ecuador que otra planta se “hace la enferma”, para resultar menos atractiva para sus insectos depredadores. Despoja a algunas de las células de sus hojas de clorofila para crear patrones similares a los surcos de una larva que va consumiendo la hoja por dentro. Los insectos no ponen sus huevos en estas hojas porque creen que la mayoría de los recursos ya han sido consumidos por las supuestas larvas y sus larvas tendrán que entrar en competencia con éstas. El experimento de dibujar manchas en las hojas con lápiz corrector blanco dió el mismo resultado de disuadir a los insectos fitófagos, lo que sugiere que las plantas encuentran una ventaja en esta estrategia, a pesar de perder parte de su capacidad fotosintética.

El camuflaje es una táctica ampliamente usada por los animales para evitar a sus depredadores, pero no solemos asociarlo a las plantas, que normalmente constituyen el fondo del paisaje.

En un nuevo estudio, Matthew Klooster de la Universidad de Harvard y sus colegas investigaron si las brácteas desecadas en una rara planta de bosque, Monotropsis odorata, podrían tener una función de camuflaje.

La Monotropsis odorata depende exclusivamente de un hongo micorrizal, que se asocia con sus raíces, para todos los recursos que necesita. Debido a que esta planta no necesita la pigmentación fotosintética (coloración verde) para producir su propia energía, es libre de adoptar coloraciones muy diversas.

Utilizando una gran población de Monotropsis odorata, Klooster y sus colegas eliminaron las brácteas desecadas de algunas de esas plantas. Las brácteas son de un color marrón que se asemeja al de la hojarasca. Los investigadores descubrieron que las brácteas de esas plantas funcionan como camuflaje, haciendo que el vegetal sea confundido con su entorno. Además, demostraron experimentalmente que este camuflaje realmente sí puede ocultar a la planta de sus depredadores, y aumentar así sus posibilidades de reproducción. Las plantas con brácteas intactas sufrieron sólo una cuarta parte de los daños causados por los herbívoros y produjeron un porcentaje mayor de frutos maduros en comparación con las plantas a las que las brácteas les fueron retiradas.

Para saber más:

Podéis leer este interesante artículo de Ek del Val y Rodolfo Dirzo sobre las asociaciones entre plantas y hormigas: "Mirmecofilia: las plantas con ejército propio".

jueves, 3 de diciembre de 2009

¿Por qué viven más las hembras que los machos?

La naturaleza es feminista. La esperanza de vida de los machos es menor: desarrollamos una feroz competencia intrasexual, realizamos ostentaciones arriesgadas, tenemos que dedicar más tiempo y energía al cortejo, estamos peor preparados frente a enfermedades...

Además, los machos sufrimos incontables penurias para aparearnos. En muchas especies, mientras que casi todas las hembras se aparean, sólo lo consigue un porcentaje muy reducido de machos. Las hembras son casi siempre las que escogen a su compañero sexual. Definitivamente, los machos somos biológicamente menos valiosos.

Por ejemplo, en los ciervos, los machos viven bastante menos que las hembras. El macho debe dedicar una gran parte de su energía a renovar su impresionante cornamenta cada año y a extenuarse en constantes peleas con sus rivales. Cuando un macho dominante envejece, sufre continuos embates de sus competidores más jóvenes. La gran cantidad de calcio que dedica a los cuernos hace que su dentadura se desgaste fácilmente. En casi todos los animales, las hembras viven más que los machos, aunque los de hámsters, cobayas y lobos viven tanto como las hembras.

En el caso del ser humano, casi desde que existen los registros de población, allá por el año 1500, las cifras indican que las mujeres viven entre cinco y 10 años más que los hombres. Incluso cuando dar a luz suponía todo un riesgo por las malas condiciones higiénicas y sanitarias, la longevidad femenina era superior, como demuestran los registros de 1751 que se conservan en Suecia.

Hoy día, sólo allí donde la discriminación sexual es algo rutinario, como en Bangladesh, India o Pakistán, ellas viven menos tiempo. Sin embargo, las razones de este fenómeno no están del todo claras y los científicos apuntan varias posibilidades:

- Los biólogos evolucionistas consideran que la naturaleza otorga a las hembras 'puntos extra' por la sencilla razón de que ellas son quienes deben asegurar la supervivencia de la especie. Las hembras cuidan de la prole y la mayoría de los machos no. Por ello, las hembras soportan una presión selectiva mayor para conservar sus cuerpos sanos durante más tiempo que los machos. La longevidad femenina es más necesaria que la masculina.

Un ejemplo muy llamativo de esto es el de Antechinus stuartii, una rata marsupial australiana, que presenta una reproducción explosiva. A medida que se acerca la época de celo en agosto, los niveles de testosterona van subiendo hasta alcanzar un máximo a finales de julio. Al mismo tiempo aumenta el tamaño de las cápsulas suprarrenales que liberan a la sangre hormonas corticosteroides. Son algunos signos de que se encuentran en enorme tensión y exitación fisiológica. Pronto empiezan las violentas batallas para poder aparearse con las hembras. Una vez finalizados los acoplamientos, los machos presentan un estado lamentable. Además de las heridas de guerra, muchos de ellos tienen úlceras de estómago por las que sangran mucho. Sus sistemas inmunitarios están muy debilitados, por lo que muchos son presa de parásitos. Casi todos morirán en los días siguientes. Las hembras también están muy debilitadas, pero consiguen sobrevivir para criar a sus retoños.

- Influencia de las hormonas: la culpable de que los varones se suiciden cinco veces más que las mujeres y sean víctimas de accidentes de tráfico o muertes violentas más a menudo es la testosterona. Esta hormona masculina lleva a niños y hombres a alcanzar grandes niveles de actividad física, agresividad y competitividad que acortan sus expectativas de vida.
La testosterona también eleva los niveles de 'colesterol malo' en sangre, que aumenta sus posibilidades de padecer una cardiopatía o un infarto cerebrovascular. Por el contrario, los estrógenos, hormonas femeninas, elevan el colesterol bueno y existen ensayos que aseguran que estas sustancias ejercen un cierto efecto protector sobre su corazón.

Los machos castrados viven más que los no castrados en casi todas las especies animales. Esto se debería a la menor producción de testosterona, que se sintetiza sobre todo en los testículos.Todo parece indicar que los eunucos humanos viven más que sus hermanos intactos, aunque no hay datos definitivos sobre este asunto.

- Mientras las mujeres tienen dos cromosomas X, los hombres tienen un cromosoma X y otro Y, con muchos menos genes y además la mayoría ligados a la fertilidad masculina y el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios. Si algún gen importante del cromosoma X sufre algún tipo de daño, los varones carecen de capacidad para sustituir sus funciones. Esto les convierte en más vulnerables a varias enfermedades (como es el caso de la hemofilia), provocadas por mutaciones en el cromosoma X. Ellas, por el contrario, pueden contar con el otro cromosoma X para suplir sus funciones. Esta diferencia se descubrió aún más fundamental cuando en 1985 se descubrió la existencia de un gen muy importante para la reparación de errores genéticos en el cromosoma X.

- Según apunta un geriatra de la Universidad de Harvard (EE UU), Thomas Pearls, la menopausia protege a las mujeres de la posibilidad de tener hijos a una determinada edad, mientras les otorga la oportunidad de ver crecer a sus hijos y nietos. A medio camino entre la biología y la teoría de la evolución, esta corriente de pensamiento, iniciada en 1957 por George Williams, defiende que la menopausia evolucionó como una respuesta a todo el tiempo que las 'jóvenes crías' dependen de sus adultos para sobrevivir. Las abuelas ayudan a criar a sus nietos y por ello son más valiosas biológicamente que los abuelos, que no lo hacen.

Se trata de una de las teorías más recientes, cuya demostración acaban de publicar científicos de la Universidad John Moores, en Liverpool (Reino Unido). El profesor David Goldspink y su equipo sostienen que el corazón de un varón de 70 años representa la edad de... 70 años; mientras que en el caso de las mujeres su órgano cardiaco se parece al de una chica de 20. Aunque parezca sorprendente, Goldspink asegura que el órgano masculino sufre un descenso del 25% de su capacidad entre los 18 y los 70 años. Un fenómeno que no tiene lugar en el organismo femenino.

Hoy mismo se ha dado ha conocer un estudio de la Universidad de Agricultura de Tokio, Japón, que sugiere que la menor longevidad de los machos podría estar determinada por genes presentes en el cromosoma Y.

En la investigación, llevada a cabo en ratones, los científicos descubrieron que las hembras producidas con material genético de dos madres lograron vivir "significativamente" más tiempo que ratones producidos con la mezcla normal de genes maternos y paternos.

En particular, se trata de un gen, llamado RasgrF1, que transmiten los padres a ambos géneros pero sólo es activo en los machos. Los investigadores creen que los resultados podrían aplicarse a todos los mamíferos, incluyendo los humanos.

Para crear a las ratonas con material genético de dos madres -llamadas bimaternas- los científicos japoneses manipularon el ADN de los óvulos de una hembra para que algunos genes se comportaran como los del espermatozoide. El material genético alterado fue implantado en el óvulo de otra ratona adulta para que creara embriones.

Las crías resultantes, que nacieron totalmente libres de material genético masculino, vivieron en promedio entre 600 y 700 días, es decir 35% (186 días) más que los ratones producidos con material genético normal, de padre y madre.

"Desde hace tiempo hemos sabido que las mujeres tienden a vivir más que los hombres -afirma el profesor Tomohiro Kono, quien dirigió el estudio- y que estas diferencias en la longevidad, relacionadas al género, también ocurren con muchas otras especies de mamíferos".

"Sin embargo, la razón de estas diferencias hasta ahora no era clara y, en particular, no se sabía si la longevidad en mamíferos estaba controlada por la composición del genoma de sólo uno o de ambos padres".

La respuesta, afirma el profesor Kono, parece estar en que las ratonas bimaternas parecían tener un mejor funcionamiento en sus sistemas inmunes. Y la clave está en el gen Rasgrf1, que en las hembras queda silenciado debido a un proceso llamado impronta genética, encargado de expresar (o "encender") genes dependiendo si se heredan del padre o la madre.

Los investigadores creen que este gen permite a los machos crecer más grandes y fuertes pero también limita sus perspectivas de vida.

domingo, 8 de noviembre de 2009

Tiempo, vida y muerte

La vida está hecha de tiempo. Los organismos pueden considerarse, más que cosas sólidas, procesos: un organismo no es más que una reunión efímera de moléculas. La biología no tendría objeto de estudio si no existieran el cambio y la muerte. Son incontables las estructuras y procesos biológicos que están relacionados con la muerte y su evitación: las garras y dientes de los depredadores, los mecanismos del suicidio celular, la reproducción de las células, el envejecimiento, las mentes que predicen el futuro... La evolución es posible por la muerte, se alimenta de las muertes precoces de la mayoría de los individuos: ésa es la base de la selección natural. La muerte tiene ventajas, ofrece a la vida el regalo de su incesante renovación, su capacidad para adoptar formas tan diversas y complejas.

De las complejas y esenciales relaciones entre tiempo, vida, muerte y organismos tratan los escritos de los científicos argentinos Fanny Blanck-Cereijido y Marcelo Cereijido. Son textos profundos y lúcidos, que hablan de cómo en los últimos siglos se ha ido incorporando la comprensión de fenómenos tales como la muerte, el tiempo y el envejecimiento en la biología, en el marco de la biología evolutiva y de la física de sistemas complejos. Recomiendo la lectura del artículo "La vida y el tiempo" y de los libros "La vida, el tiempo y la muerte" y "La muerte y sus ventajas". En ellos, además de aportar numerosos datos científicos, reflexionan intensamente sobre la naturaleza del tiempo.

Los organismos presentan incontables ritmos (podéis leer el espléndido artículo "Ritmos biológicos", de Jorge Escandón), desde los femtosegundos (la milbillonésima parte de un segundo) que duran las reacciones bioquímicas hasta los millones de años de la evolución de especies y ecosistemas. Cada organismo contiene incontables ritmos independientes: el ritmo de renovación de las células epiteliales del intestino, el latido del corazón, el ciclo de sueño-vigilia, la menstruación, los periodos de hibernación y actividad, el crecimiento y la caída de las hojas de los árboles, etc. Cada uno de esos ritmos es un reloj, pero, ¿qué es un reloj?

Paso a copiar un texto de George Musser, aparecido en el número de este mes de noviembre de la revista "Investigación y Ciencia", que aborda la cuestión:

"Los relojes de sol y los de agua son tan viejos como la civilización. Los relojes mecánicos se remontan a la Europa del siglo XIII. Pero aquellos artefactos nada hacían que la naturaleza no hiciera ya. La Tierra es un reloj porque gira. La mitosis celular es un reloj. Los isótopos radiactivos son relojes. Dicho de otro modo, el origen de los relojes no es un tema de historia, sino de física. Y con ello empiezan los problemas.

Podría creerse, inocentemente, que un reloj es un objeto que nos da la hora, pero según los dos pilares básicos de la física moderna el tiempo cronológico no es algo que pueda medirse. La teoría cuántica describe cómo cambia el mundo en función del tiempo. Nosotros observamos esos cambios e inferimos el paso del tiempo, pero en sí el tiempo es intangible. La teoría de la relatividad general de Einstein va más allá y afirma que el tiempo carece de significación objetiva. De hecho, el mundo no cambia con el tiempo: es un gigantesco reloj parado. Tan extravagante revelación se conoce como el problema de la congelación del tiempo o, sencillamente, problema del tiempo.

Si los relojes no informan del tiempo, ¿de qué informan? Lo que nosotros percibimos como "cambio" no es una variación con el tiempo, sino un patrón que crean los componentes del universo; el hecho, por ejemplo, de que cuando la Tierra ocupa una cierta posición en su órbita, los demás planetas ocupen otras posiciones concretas en las suyas. Julian Barbour desarrolló esa visión relacional del tiempo en el trabajo que resultó ganador en 2.008 del concurso de ensayos del Instituto de Cuestiones Fundamentales.

Sostiene Barbour que, a causa de los patrones cósmicos, cada pieza del universo es un microcosmos del total. Podemos emplear la órbita de la Tierra como referencia para reconstruir la posición de los otros planetas. En otras palabras, la órbita de la Tierra sirve como reloj. No informa del tiempo, sino de las posiciones de los otros planetas. Según razona Barbour, todos los relojes son aproximativos; ninguna pieza de un sistema es capaz por sí sola de captar la totalidad del conjunto. Todo reloj antes o después pierde un batido, retrocede o se agarrota. El único reloj genuino es el mismo universo. En cierto sentido, los relojes carecen de origen. Siempre han estado aquí. Son ellos los que hacen posible que haya una idea de "origen"."

viernes, 6 de noviembre de 2009

Transplantes entre organismos de distintos reinos

Si leísteis el post "Quimeras", que publiqué hace unos días, y os sorprendieron los extraños entes que pueden formarse, ¿qué me decís de esto?: "Los injertos planta-animal o transplantes inter-regni", artículo escrito por Xavier Lozoya Legorreta, en el número de octubre de 1.995 de la revista mexicana Ciencias.

martes, 3 de noviembre de 2009

Mente y cerebro (II): ¿Física cuántica en los microtúbulos?




Yo entiendo muy poco de física cuántica, razón por la cual me encanta leer textos que hablen de ella, así como del origen y el destino del universo, la teoría de todo, etc. El fondo esotérico de esos temas me atrae mucho, y además, como no comprendo bien los razonamientos, me sirven de base para imaginar cosas. Bueno, es que además esos misterios son los que han interesado más profundamente a la humanidad desde sus inicios.

Quizá el misterio más difícil de resolver es el de quiénes somos. En la vida experimentas alguna vez el asombro de pensar por qué tú eres tú. Es una pregunta que te puedes formular tranquilamente en clave filosófica, pero yo al menos he experimentado la sensación real, el vértigo de esa pregunta cuando era niño, dos o tres veces. También una vez experimenté el vértigo de pensar por qué existe algo en vez de nada, también en la infancia. Los niños parecen ser los mayores expertos en metafísica, quizá porque están muy cerca de su propio origen.

El misterio de la conciencia, de cómo puede surgir la mente consciente de una realidad que aparentemente es ajena a su naturaleza, está siendo por primera vez en la historia investigado por la ciencia, aunque aún no sabemos si ésta es un marco explicativo adecuado para entenderla (quizá no lo sepamos nunca, pero yo soy de natural optimista). Se han realizado experimentos para mostrar cuándo y cómo reacciona el cerebro ante la experiencia o la decisión consciente. Otros buscan desentrañar los circuitos cerebrales implicados.

La teoría más sugerente del origen de la mente es la formulada inicialmente por el matemático y físico británico Roger Penrose. Postula que la física subyacente en el funcionamiento de la mente consciente es aún desconocida, que la teoría que la describa debe ser fruto de la unión entre la teoría de la gravedad y la física cuántica y que el funcionamiento del cerebro no es algorítmico, es decir, no puede ser especificado como un mero cálculo, mediante un dispositivo mecánico o un programa de ordenador. Penrose piensa que, con los métodos mecánicos y la simple electrónica de la mayoría de los buscadores de la Inteligencia Artificial nunca se podrá construir una mente consciente y sintiente.

Para tener unas bases mínimas para la comprensión y el juicio de su teoría, creo que al menos hay que leer sus libros enteros. Pero de todas formas, pienso que cualquier biólogo puede encontrar interesantes los capítulos en que describe el sistema nervioso y su funcionamiento, cómo se transmite el impulso nervioso y se forman nuevas sinapsis, los fenómenos tan desconcertantes que ocurren cuando se secciona la unión entre los dos hemisferios cerebrales y cuando se experimenta acerca de la temporalidad de la conciencia, cómo podrían los microtúbulos y el citoesqueleto ser sedes de fenómenos cuánticos que originaran el surgimiento de la mente consciente, etc.

Os propongo la lectura de "La nueva mente del emperador" y de "Lo grande, lo pequeño y la mente humana".

También podéis leer un artículo de Manuel Béjar en Tendencias 21, una reseña de un libro de otro autor donde se critica la teoría de Penrose más un debate en el foro de la página y un artículo que explica una simulación por ordenador cuyos resultados parecen suponer un varapalo a la teoría de Penrose-Hameroff.

lunes, 2 de noviembre de 2009

Biología para todos

El Instituto Latinoamericano de la Comunicación Educativa ha digitalizado una muy sugerente colección de libros on-line de divulgación biológica, en La ciencia para todos. Abordan una gran variedad de temas (ecología, zoología, biología marina, botánica, medicina, genética, etc.), con un lenguaje asequible y claro, una presentación atractiva y buenas ilustraciones y gráficos. Están escritos por expertos en cada uno de los temas de España y América Latina, que demuestran mucho conocimiento y gran capacidad explicativa.

sábado, 31 de octubre de 2009

Quimeras


“La primera noticia de la Quimera está en el libro VI de la Ilíada. Ahí está escrito que era de linaje divino y que por delante era un león, por el medio una cabra y por el fin una serpiente; echaba fuego por la boca y la mató el hermoso Belerofonte, hijo de Glauco, según lo habían presagiado los dioses.”

“...la palabra queda, para significar lo imposible. Idea falsa, vana imaginación, es la definición de quimera que ahora da el diccionario.”

El libro de los seres imaginarios, Jorge Luis Borges y Margarita Guerrero



Chimaeria incomparabilis

En biología, “quimera” es un organismo que presenta características de otros varios. Una de las conchas más valiosas en la actualidad es la llamada Chimaeria incomparabilis, que presenta características intermedias entre las de la familia de las óvulas y la familia de las cipreas o cauríes. Chimaera monstrosa es un extraño pez del grupo de tiburones y rayas, pero con muchos atributos exclusivos. También se llaman quimeras a los restos fósiles que presentan piezas pertenecientes a organismos distintos.

Más espectaculares son las verdaderas quimeras, que son organismos con características nuevas, mezclas de individuos e incluso de especies distintas, con el material genético de los diferentes componentes. Los anticuerpos monoclonales son producidos por una célula híbrida producto de la fusión de un clon de linfocitos B descendiente de una sola y única célula madre y una célula plasmática tumoral, normalmente de ratón. Así se consigue aunar la especificidad del anticuerpo (cada clon de linfocitos B produce un único anticuerpo) con la inmortalidad de las células tumorales. Los científicos han producido además entidades tan extrañas como los organismos “en mosaico”, formados por una mezcla de células de especies distintas. Se han creado embriones quiméricos de cabra y oveja, rata y ratón e incluso, recientemente, de conejo y humano (no se permitió que estos últimos se desarrollaran más allá de unos pocos días). En los últimos años, en el Reino Unido se ha permitido la creación de embriones quiméricos para la investigación en células madre. Para paliar la escasez y las dificultades de la donación de óvulos humanos, se crean embriones insertando en un óvulo de animal (vaca o coneja) despojado de su núcleo el de una célula humana. El animal sólo aporta un puñado de genes, en torno al 1% de los presentes en el individuo, los de las mitocondrias, que se encuentran en el seno del citoplasma del óvulo. Estos embriones deben destruirse, por ley, a los 14 días.

El quimerismo es un trastorno genético, que se cree que se origina cuando dos cigotos, tras la fecundación, se combinan formando uno solo, desarrollándose normalmente. El individuo resultante posee dos tipos de células diferentes, cada una con distinta constitución genética. En la mayoría de los casos reportados, células de órganos o zonas distintas del cuerpo tienen ADN distinto, como si fueran dos personas en una sola.

Corinna Ross, investigadora de la Universidad de Nebraska, descubrió que en los inicios del desarrollo fetal, los mellizos (tanto idénticos como no idénticos) de los titíes comparten suministro sanguíneo y placentas fusionadas, permitiendo un flujo abundante de células fetales entre los miembros de la camada. Saber cómo los monos titíes mantienen la tolerancia inmunitaria a tantas células foráneas a lo largo de la vida ayudaría a los investigadores que tratan de impedir el rechazo humano de los órganos trasplantados.

Según las últimas teorías, esta enfermedad es causada por dos óvulos que han sido fertilizados tras el acto sexual, los cuales, antes de tres semanas, se unen y crean un ser con doble material genético. Puede ocurrir que estos cigotos que se unen sean de diferente sexo, por lo que existe la posibilidad de que el individuo resultante sea un pseudohermafrodita, con células de su cuerpo con genotipo correspondiente a los dos sexos. Asimismo pueden existir casos donde el color de la piel no este definido y pueda tener manchas por el cuerpo.

¿Creéis que estos casos son malformaciones o aberraciones? Pues entonces vosotros mismos sois aberrantes y anormales. Todos poseemos en nuestros cuerpos células que no son nuestras. Además de los billones de células que descienden del óvulo fecundado del que procedemos, poseemos un pequeño conjunto de células procedentes de otros individuos genéticamente distintos. Nuestras madres nos pasan células suyas (microquimerismo materno), de diversos orígenes, a través de la placenta, que no tiene una pared completamente impenetrable. Esas células pueden prosperar en nuestro organismo indefinidamente y migrar a diferentes zonas. También células del feto pueden pasar a la madre y permanecer en ella (microquimerismo fetal). Conforme una madre vaya teniendo hijos, dejará cada vez más de “ser ella misma”, para convertirse en un mosaico de células procedentes de individuos distintos, aunque cercanos genéticamente (con el 50% de sus genes). De todas formas, esta aportación no es demasiado importante y la mujer mantiene, más o menos, su identidad.

Para perdurar muchos años en el otro organismo, entre las células que migran debe haber células madre. Estas células foráneas consiguen muchas veces escapar al ataque del sistema inmunitario del organismo, que debería etiquetarlas como extrañas y destruirlas. No se sabe aún muy bien cómo lo logran. Estas células pueden ser perjudiciales para el organismo que las alberga. La dermatomiositis juvenil es una enfermedad autoinmunitaria que afecta a la piel y los músculos y en la que parecen estar involucradas células de la madre. Un trabajo publicado en 2.004 por Ann M. Reed, de la clínica Mayo, demostró que las células inmunitarias maternas, aisladas a partir de la sangre de los pacientes, reaccionaban contra otras células de esos mismos pacientes. Reed y colaboradores sugieren que la enfermedad surge cuando las células inmunitarias maternas atacan los tejidos del hijo. El lupus neonatal se origina cuando células madre de la madre ingresan en el feto, se integran en el corazón y se transforman en células musculares. El sistema inmunitario del feto reacciona para destruir estas células extrañas y acaba dañando todo el músculo cardiaco. Por otro lado, como las células de nuestra madre son más viejas que las nuestras, es de suponer que sean más propensas a padecer cáncer.

Por otro lado, las células madre extrañas pueden ayudar a reparar lesiones en el organismo que las aloja. Hay pruebas de que las células maternas pueden ayudar a regenerar tejido del páncreas en hijos afectados de diabetes tipo I (enfermedad autoinmunitaria, que ataca sobre todo a niños y jóvenes, eliminando las células beta del páncreas, productoras de insulina).

Las células procedentes del feto pueden causar en la madre enfermedades autoinmunitarias. Éstas suelen ser más frecuentes en mujeres que en hombres, suelen atacar a mujeres de entre 40 y 60 años, después de que muchas de ellas hayan estado embarazadas. Además, los rechazos que aparecen tras los transplantes de órganos o tejidos producen endurecimiento de la piel, destrucción del revestimiento del intestino y daños en los pulmones. Estos síntomas son casi los mismos que los del escleroderma, un trastorno considerado autoinmune. Se ha descubierto que hay más células fetales en las mujeres enfermas de escleroderma que en las sanas, sobre todo en los tejidos más afectados, como la piel y los pulmones. Se ha vinculado también el microquimerismo fetal con otras enfermedades de la madre, como el cáncer de mama (efecto beneficioso) y de cuello de útero y la hipertensión asociada al embarazo. El microquimerismo fetal también podría estimular el sistema inmunitario de la madre, con efectos beneficiosos. Las células inmunitarias fetales también pueden atacar a agentes patógenos, ayudando al sistema inmunitario de la madre. Existen también pruebas de que la artritis reumatoide (inflamación crónica y frecuentemente dolorosa, de las articulaciones) mejora durante el embarazo. Los niveles superiores de microquimerismo fetal en la sangre de la madre guardaban correlación con una mayor atenuación de los síntomas de la artritis reumatoide durante el embarazo.

Nosotros también podemos tener algunas células procedentes de un hermano mellizo, a veces muerto en las primeras etapas de su desarrollo embrionario; también es posible que poseamos algunas células de nuestros hermanos mayores que se incorporaron a nuestra madre cuando estos eran fetos. Se ha comprobado que algunas células de la madre pasan con la leche al bebé lactante. También podrías poseer células directamente procedentes de tu abuela, tu bisabuela, tu tatarabuela... No se sabe si durante el acto sexual se intercambian células de un miembro de la pareja al otro. Por medio de las transfusiones de sangre también se pueden adquirir células somáticas del donante.

En el sistema circulatorio, el microquimerismo fetal o materno es mínimo, pero cálculos basados en el ADN total sugieren que una de cada 100.000 o de cada millón de nuestras células es foránea. Esta proporción puede llegar a ser de varios cientos de células extrañas por cada millón en determinados órganos. Es notable el hecho de que las células fetales y las maternas tiendan a migrar a diferentes órganos y tejidos de preferencia. No se sabe aún si las células de la madre o del feto pueden traspasar la barrera hematoencefálica y llegar al cerebro. Quizá, si es así, una madre pueda experimentar cambios en algunas funciones cerebrales o incluso en su personalidad tras tener embarazos (aunque esto es un poco fantasear demasiado, porque los cambios deberían ser muy pequeños, en el caso de que se produzcan).

martes, 27 de octubre de 2009

La reivindicación de Gaia

Gaia

James Lovelock publicó en 1.979 un libro que tendría un gran impacto mediático y popular: "Gaia, una nueva visión de la vida sobre la Tierra". En él se postulaba la teoría de que la biosfera de la Tierra funcionaba como un todo, influyendo sobre el entorno físico del planeta para que éste fuera lo más habitable posible para los organismos. Esta idea tenía connotaciones teleológicas y muchos interpretaron que los organismos perseguían un "fin" y que actuaban conjuntadamente para defender la viabilidad de la vida. Para otros, la hipótesis de Gaia era poco más que una elegante metáfora: la Tierra en su conjunto era como un organismo vivo global, compuesto por incontables componentes orgánicos (las miríadas de organismos que lo habitan).

El principal problema era explicar la hipótesis de Gaia en términos de selección natural de organismos individuales y en plazos de tiempo muy cortos. Gaia parecía sugerir que se necesitaba de una selección natural a nivel de grandes agrupaciones de organismos. Otro problema era la dificultad de diseñar experimentos o modelos de ordenador para poner a prueba a la teoría.

En los últimos años, la teoría de Gaia es cada vez más tenida en cuenta y se van acercando las posturas entre sus defensores y sus detractores. Se están tendiendo puentes para explicar los equilibrios a nivel planetario como productos colaterales de la evolución por selección natural de los individuos. Todo esto se explica muy bien en el artículo de Miguel Ángel Munguía Rosas: "Homeostasis global y selección natural: un juicio para Gaia".

miércoles, 21 de octubre de 2009

¿Por qué existe el sexo?

Cópula de Malacogaster sp. (familia drilidae, orden coleoptera). Estos escarabajos muestran un dimorfismo sexual muy marcado: la hembra es enorme y larviforme y el macho es pequeño y con aspecto de escarabajo adulto

La capacidad de sentir orgasmos está separada por miles de millones de años del origen de la reproducción sexual, por lo que no puede ser su finalidad. El sexo ha complicado enormemente la historia de la vida. Sin él no habría meiosis, ni machos, ni feromonas, ni guerra entre los sexos, ni peleas por el acceso a las hembras, ni pavos reales con colas esplendorosas, ni seducción, ni flores, ni zonas erógenas, ni fantasías y sueños eróticos, ni pornografía pero tampoco romanticismo, etc.

El sexo, algo que se ha mantenido tanto tiempo y que tiene tanta importancia para miríadas de organismos, debe de servir para algo, pero aún no sabemos muy bien para qué.

Me he encontrado estos días con dos artículos antiguos que abordan el tema (pero son interesantes porque todavía no contamos con respuestas definitivas):

- ¿Y el amor qué tiene que ver?, de Richard E. Michod.

- Biología evolutiva de la reproducción en plantas (EGUIARTE FRUNS, LUIS E.; NUÑEZ FARFAN, JUAN; DOMINGUEZ, CESAR; CORDERO, CARLOS)

Un artículo más reciente es: ¿Por qué existe el sexo? , de Manuel Serra.

También es interesante leer este articulillo:

"Los científicos miden el alto coste del sexo HENRY GEE , Londres ( 22-03-00)

El sexo es un asunto costoso. Es algo más que flores, veladas extravagantes, facturas del colegio y divorcio; el sexo puede costar la vida y destruir especies enteras. De hecho, el sexo es tan costoso que algunos biólogos, desde la perspectiva de la evolución, se han preguntado cómo es que tantas especies pueden afrontar un lujo tan peligroso, o incluso cómo pudo evolucionar. Un equipo de investigadores británicos ofrece una explicación en la revista Nature .
Cuando los biólogos hablan de sexo, se refieren a la reproducción sexual y la comparan con la estrategia alternativa de la reproducción asexual, es decir, sencillamente hacer clones de uno mismo. Ante esto, la reproducción asexual parece una estrategia mejor para la propagación de una especie, ya que cada individuo puede clonarse a sí mismo tanto como quiera, mientras que en las especies sexuales sólo las hembras tienen crías. Los machos son insignificantes y las hembras tienen que hacer el doble de trabajo que los individuos de una especie asexual para mantener el número de miembros de la suya. En principio, las especies asexuales deberían barrer a las sexuales. Sin embargo, las especies sexuales están por todas partes, no se extinguen por la presión de los clones reproductivamente más eficaces de las asexuales. La explicación habitual es que la variación de las especies sexuales supera el coste de los machos. Los clones se parecen demasiado unos a otros, mientras que el sexo mezcla los genes de los progenitores y mantiene la variedad genética de las crías, de manera que las especies conservan la flexibilidad tan útil para la adaptación ante los cambios de circunstancias. Pero hay un problema: la variación es una inversión que madura, proporcionando ventajas, tras muchas generaciones, mientras que el coste de los machos es inmediato. Las especies asexuales ganarían mucho antes de que la variabilidad genética de las especies sexuales tenga oportunidad de demostrar sus ventajas. Patrick Doncaster y colegas, (Universidad de Southhampton, Reino Unido) han abordado el dilema observando cómo compiten especies sexuales y asexuales en un entorno con recursos limitados. Ellos han modelizado en ordenador una situación en que las especies sexuales y asexuales compiten por los mismos recursos. Las segundas crían más que las primeras y acaparan más recursos. La perspectiva convencional diría que las especies asexuales acabarían barriendo a las sexuales. Pero no sucede así. La ventaja reproductiva de las especies asexuales no es tan grande como los biólogos habían imaginado debido, primero, a la monotonía de los clones. Cada individuo clónico se parece mucho a otro, de manera que tienden a competir entre sí por los recursos mucho más intensamente que los miembros de las especies sexuales. Segundo, los clones tienden a tener preferencias mucho más específicas que los individuos de las especies sexuales. Inversamente, dado que los individuos de reproducción sexual son variados, ellos compiten menos intensamente entre sí y pueden explotar un rango mucho más amplio de recursos. Así, las especies asexuales no conducen inevitablemente a las sexuales a la extinción, sino que los dos grupos alcanzan un equilibrio en que la mayor capacidad de reproducción de las especies asexuales se contrarresta por su propia monotonía.
© Nature News Service. "
En el excelente sitio de divulgación científica Neofronteras, se explican los últimos resultados obtenidos (enero 2.010), que sugieren que el sexo evolucionó principalmente para eliminar más eficazmente las mutaciones perjudiciales y para lograr más diversidad para sobrevivir al ataque de parásitos y depredadores.

Por último, en "Meiosis: la base del sexo", se ofrece un breve bosquejo del mecanismo más plausible de los propuestos para explicar cómo se originó la reproducción sexual.

martes, 20 de octubre de 2009

Simbiosis y evolución

Cada vez está más claro que las simbiosis han jugado un papel enorme en la evolución, produciendo cambios espectaculares en un periodo muy corto de tiempo. Las inesperadas quimeras surgidas de estas uniones han representado los saltos evolutivos más bruscos de la historia de la evolución (el más importante es la formación de la célula eucariótica). Los defensores más ardientes de estas ideas son Lynn Margulis (la científica que revivió la hipótesis de la endosimbiosis para el origen de mitocondrias y cloroplastos, aportando pruebas clave) y Dorion Sagan (el hijo de su marido, el gran divulgador Carl Sagan). En sus libros y artículos, muy bien escritos, analizan minuciosamente una multitud de casos. Aquí os pongo enlaces a varios de ellos:

- Planeta simbiótico

- Captando genomas

- Microcosmos

- Una revolución en la evolución

- Doña Bacteria y sus dos maridos y La sonrisa del gato (artículos aparecidos en la revista "Ciencias", de la Universidad Autónoma de México)

En sus escritos, Margulis y Sagan ponen énfasis en el hecho de que nosotros mismos podemos vivir sólo gracias al hecho de que establecemos simbiosis con multitud de microorganismos. Su número y variedad son ingentes, como muestra esta nota de Katherine Harmon en el último número de "Investigación y Ciencia":

"La piel alberga muchas bacterias. Más de las que se venía admitiendo. Los investigadores del nuevo Proyecto Microbioma Humano, de los Institutos Nacionales de Salud, secuenciaron los genes de muestras de piel de voluntarios sanos y encontraron bacterias de 19 filos diferentes y de 205 géneros, con más de 112.000 secuencias genéticas. Los estudios anteriores de cultivos en la piel suponían que un solo tipo de bacteria, el Staphylococcus, era el residente principal. Se quiere establecer el nivel normal de presencia bacteriana para tratar así mejor las enfermedades de la piel, como el acné o los eccemas, que pueden implicar un desequilibrio en las poblaciones de bacterias."

Nota aparte: otro mecanismo de evolución rápida es la especiación por hibridación, como se explica en el artículo "Híbridos: de su padre y de su madre". También lo es la transferencia horizontal de genes, muy extendida en procariotas, de la cual se están encontrando cada vez más ejemplos en eucariotas.

lunes, 19 de octubre de 2009

Las chapuzas de la evolución


Órganos vestigiales

La selección natural sólo puede actuar sobre estructuras ya presentes en los organismos, no actúa planificando el futuro a largo plazo y sólo puede optimizar sus diseños por el método de ensayo y error. Ello da lugar a que los organismos presenten muchas estructuras o comportamientos chapuceros y a que retengan vestigios de estructuras que en el pasado fueron funcionales pero que hoy no tienen ninguna función o una función residual o modificada.

Podemos observar algunos de estos apaños en "Las chapuzas de la evolución", una versión modificada de un artículo que escribí para la revista Muy Interesante (junio de 2.007). Al final de ese artículo he incluido enlaces a otros donde hay más chapuzas. Y podéis encontrar más en "Chapuzas a tutiplén" y en el artículo de Juli Peretó "Huellas del pasado en el metabolismo". La capacidad de la naturaleza de producir arreglos provisionales es ilimitada.

sábado, 17 de octubre de 2009

Galápagos


Cormorán no volador de las Galápagos (Phalacrocorax harrisi)
"Los seres humanos tenían entonces el cerebro mucho más grande que ahora, de modo que cualquier misterio podía seducirlos. En 1986 uno de esos misterios era cómo unas criaturas que no podían nadar grandes distancias habían llegado a las Islas Galápagos, un archipiélago de picos volcánicos al oeste de Guayaquil, separado del continente por un millar de kilómetros de aguas muy profundas, y muy frías, que venían del Antártico. Cuando los seres humanos descubrieron estas islas, ya había allí salamanquesas e iguanas, ratas de campo y lagartos gigantes, arañas, hormigas, escarabajos, garrapatas y ácaros, para no mencionar las enormes tortugas de tierra.
¿Qué medio de transporte habían utilizado?"


Así arranca la novela "Galápagos", del gran escritor estadounidense Kurt Vonnegut. ¡Qué suerte, haber encontrado una novela tan buena que tiene como trama una historia de evolución, en la que están presentes, en clave irónica, todos los iconos culturales en torno a la teoría de Darwin, y en la que los hechos biológicos tienen una gran importancia en el desarrollo argumental! Es una novela cínica, divertida, pesimista, lúcida, profunda, ácida... En ella se diseccionan sin piedad, como con el bisturí de un zoólogo, la naturaleza humana, los recovecos más secretos de la mente del hombre y de la mujer (que tienen motivaciones diferentes) y la absurda sociedad que hace la guerra y destruye el medio ambiente.


A mí, casi lo que más me ha subyugado de este libro es la original estrutura narrativa: constantemente se cuentan, junto a los hechos que ocurren, los que van a suceder en el futuro. Es una maravilla ir viendo el modo en que las profecías se van cumpliendo una a una y al final todo encaja perfectamente. Un recurso narrativo originalísimo es poner un asterisco a los nombres de los personajes que van a morir en el día que se está relatando, lo que introduce una gran tensión. Otro gran acierto es el personaje que narra la historia, alguien totalmente insospechado hasta el tramo final del libro. Además, Vonnegut se inventa una excusa perfecta para poder introducir citas de otros autores en el discurso de la novela.


Podéis saber qué les ha parecido este libro a Francisco José Súñer Iglesias y a Ceci.

miércoles, 14 de octubre de 2009

La biología de un nuevo mundo


Los primeros exploradores europeos de América describieron una naturaleza casi totalmente exótica para ellos, por lo que no es de extrañar que sus relatos estén salpicados de asombros, comparaciones, pánicos, exageraciones, mentiras, confusiones y delirios. Aquí presento algunas de esas crónicas:

Bestiario de Indias (libro de Gonzalo Fernández de Oviedo)
Bestiario
“Este bestiario fue escrito en 1522 para informar a Carlos V de los animales nuevos de sus dominios. En 1988 podemos leer este mismo libro como si lo hubiera escrito un poeta para saber qué cosas vuelan y andan en su imaginación. Lo que sólo era verdad en otros tiempos, en los nuestros también puede ser ficción”.

Riquezas del Perú (libro del Inca Garcilaso de la Vega)
Riquezas
Fragmentos de las crónicas del Inca Garcilaso en los que habla del paisaje, las plantas, los animales y los minerales del imperio de los incas. El lenguaje es muy directo y descriptivo.

Historia natural, civil y geográfica de las naciones situadas en las riveras del río Orinoco (libro de José Gumilla)
historiaOrinoco
Una auténtica joya. Un libro de 1.741 de un misionero español que usa un lenguaje deliciosamente barroco y pintoresco para describir los animales. Como ejemplo, léase esta descripción de la anaconda: “El primer horrible serpentón, que se nos pone á la vista, por hallarse con gran freqüencia en aquellos Paises, es el buío, á quien llaman los Indios Jiraras aviofá, y otras Naciones y los Indios de Quito le llaman madre del agua, porque de ordinario vive en ella. Es disforme en el cuerpo, del tamaño de una viga de pino con corteza y todo: su longitud suele llegar á ocho varas: su grueso es correspondiente á la longitud, y su modo de andar es poco mas perceptible que el del puntero de los minutos de la muestra de un relox”... “el que sabe el alcance largo del pestilente vaho de su boca, pone en la fuga su mayor seguridad. Así que siente ruido, levanta la cabeza, y una ó dos varas de cuerpo, y al divisar la presa, sea leon, ternera, venado ú hombre, le dirige la puntería, y abriendo su terrible boca, le arroja un vaho tan ponzoñoso y eficáz, que le detiene, atonta, y vuelve inmóvil; le va atrayendo hasta dentro de su boca á paso lento, é indefectiblemente se le traga.”...“¡qué congoja! ¡qué sudores frios! ¡qué angustias fatales, no sufocarán el ánimo del pobre, que contra toda su voluntad se ve llevar á la tremenda boca de aquella bestia carnicera é insaciable monstruo!”.

Noticias americanas (libro de Antonio de Ulloa)
noticiasamericanas
Otra crónica de América, aunque ésta más escueta y moderada.

Historia natural y moral de las Indias (libro de José de Acosta)
historianaturalacosta
Uno de los primeros tratados sobre la naturaleza americana.

Descripción e historia del Paraguay y del Río de la Plata (libro de Félix de Azara)
descripción
Un importante libro de un gran naturalista, admirado por Darwin.
Apuntamientos para la historia natural de los cuadrúpedos del Paraguay y Río de la Plata. Volumen I (libro de Félix de Azara)
Apuntamientos

Descripción de la Patagonia y partes adyacentes (libro de Thomas Falkner)
Patagonia
Otro clásico de la exploración científica de América.

domingo, 11 de octubre de 2009

El viejo Asimov y la biología


Buenas. Hoy os facilito la lectura (o la relectura nostálgica) del inmodesto, parlanchín e ingenioso Asimov. A pesar de su formación como químico y bioquímico, Asimov dominó todo género de divulgación científica, entre ellas la biológica, demostrando una erudición admirable, gran claridad y una capacidad de síntesis prodigiosa. Rescato algunos de sus libros y artículos que hablan de biología. Ya están anticuados, pero podemos aprender de ellos aún muchos conceptos básicos y muchos datos curiosos. En "El electrón es zurdo", trata por ejemplo de la asimetría en las moléculas de la vida, de las propiedades que hacen del agua un compuesto tan adecuado para los organismos, y de las relaciones entre tamaño y vida. El artículo de este libro "Contracción increíble" habla sobre las bases científicas de su novela "Viaje Alucinante", en el que un submarino con personas dentro es miniaturizado para poder navegar por el interior del cuerpo humano y curar enfermedades. En "La tragedia de la Luna" hay artículos sobre microorganismos y la glándula tiroidea. "El código genético" es un libro escrito al poco de descifrarse las claves de la traducción de ácidos nucleicos en proteínas, por lo que es un interesante documento histórico. También os presento esta selección de artículos zoológicos suyos. Finalizo con una obra monumental, un repaso nada menos que a toda la biología conocida en su época, su "Introducción a la Ciencia. Volumen 2, Ciencias biológicas".

jueves, 8 de octubre de 2009

El arte de la seducción en los pinzones cebra




Pinzón cebra o diamante mandarín

Hoy me he encontrado con esta sorprendente noticia en BBC Ciencia (la he resumido y adaptado un poco):

“Una investigación publicada en Proceedings B, la revista de la Royal Society del Reino Unido, estudió las preferencias de pareja de hembras de diamante mandarín o pinzón cebra (Taeniopygia guttata), un ave paseriforme originaria de Australia muy popular, ya que se vende en las pajarerías de todo el mundo.

Su principal resultado es que: “las hembras de bajo nivel prefieren aparearse con machos de bajo nivel.” Descubrieron que las hembras de baja calidad (medida en sus características más importantes, como metabolismo, longevidad y atractivo) preferían el canto de machos de la misma baja calidad y también a los machos de bajo nivel en la jerarquía.

Los biólogos evolutivos pensaban que las hembras siempre optaban por los mejores machos disponibles, pero el estudio, dirigido por Marie-Jeanne Holveck, del Centro de Ecología Funcional y Evolutiva en Montpellier, Francia, demostró lo contrario.

Los investigadores lograron reproducir diamantes mandarín de alta y baja calidad simplemente cambiando el tamaño de la nidada en que las aves fueron puestas. Las parejas de calidad similar se reproducen de forma más rápida, produciendo huevos más rápido que las parejas de distinta calidad. Se supone que esto se debe principalmente a que dos individuos similares se aceptan más rápido.

Tal como explicó la investigadora a la BBC "en las nidadas más grandes hubo más competencia entre los polluelos". "Así que los grupos más grandes produjeron polluelos de menor calidad".
La doctora Holveck y su equipo estudiaron después la preferencia en machos de las crías hembras. La prueba fue llevada a cabo así porque las aves paseriformes cantan, y el canto es una señal reproductiva importante para las hembras.

"Las entrenamos en una jaula en la que debían picotear dos teclas, y cada vez que picoteaban una tecla ésta tocaba el canto de un macho" dice la investigadora. Una de las teclas tocaba el canto de un macho de alta calidad y la otra el canto de un macho de baja calidad.

"Creo que es una prueba poderosa, porque es la propia hembra la que nos dice qué es lo que desea escuchar" dice la doctora Holveck.

“Las hembras de baja calidad repetidamente picoteaban la tecla que tocaba el canto del macho de baja calidad, y viceversa”, agrega.

En la segunda parte del experimento, los investigadores descubrieron que las preferencias de los cantos "se traducían a la preferencia por el macho en vivo".

"Lo más sorprendente es que las hembras son capaces de reconocer la categoría a la que pertenecen. Y ahora queremos investigar más para saber cómo lo hacen", explica Holveck.

Por su parte, Joseph Tobias, zoólogo de la Universidad de Oxford, cree que el estudio es interesante.

"Aunque esto no echa por tierra a la teoría evolutiva, sí revela algunos cambios interesantes en las decisiones de reproducción".

"También plantea la fascinante posibilidad de que el ambiente en el que los individuos crecen influye fuertemente en sus preferencias de pareja cuando son adultos", expresa el investigador.”

(Nota aparte: entre las grajillas, un macho de alto rango puede escoger una hembra de rango inferior, pero lo contrario nunca sucede: un macho de bajo nivel nunca cortejará a una hembra de nivel superior. Esto lo cuenta Konrad Lorenz en un texto que recomiendo vivamente, el capítulo “Sempiternos camaradas”, de su libro El anillo del rey Salomón, en el que habla de las complejísimas relaciones sociales en las grajillas, con apartados absolutamente fascinantes acerca de las relaciones entre status social y elección de pareja. En realidad recomiendo todo el libro, que no tiene el menor desperdicio.)

No es casualidad que estos resultados hayan sido obtenidos en los pinzones cebra, ya que son utilizados habitualmente en investigaciones sobre conducta animal, debido a la facilidad con que se reproducen en cautividad. Se han publicado otros muchos resultados interesantes acerca de su vida reproductiva.
En una ocasión, unos investigadores de la Universidad de California reunieron dos grupos de hembras, el primero formado por aquellas que habían tenido pareja durante un tiempo, y el segundo por otras que no. Cada ejemplar fue colocado en una jaula equipada con tres altavoces dispuestos a cierta distancia uno del otro, de los cuales salían cantos de pinzones machos, unos de cortejo y otros carentes de esa finalidad, que entonan cuando no hay hembras presentes. A continuación, filmaron a las hembras con objeto de conocer cuánto tiempo pasaban junto a cada altavoz escuchando los cantos.

La primera conclusión fue que todas las hembras de ambos grupos pasaron más tiempo cerca de los altavoces que emitían canciones de cortejo.

Segunda conclusión: las hembras 'emparejadas' preferían los trinos que les sonaban familiares (habían sido entonados por sus compañeros), prueba de que la experiencia deja huella en el gusto musical de esas aves.

Tercera: las pájaras demostraron poseer un oído especial para los detalles de las canciones, pues eran especialmente sensibles al grado de variabilidad en el tono de las notas, evidenciando una mayor preferencia por los cantos de cortejo que menos pasaban de los agudos a los graves y viceversa.

Descubrieron además que los machos modulan su tonada cuando tienen el propósito de copular con una hembra o formar pareja. Se trata de una variación extremadamente sutil, no tanto en la clase de notas o en la melodía como en su duración, 'tempo' y modo de presentación. Cuando pretenden impresionar a una hembra cantan más rápido y en un tono más uniforme mientras danzan alrededor de ella.

Al analizar las canciones con un programa informático, resultó que en esas circunstancias los machos entonan canciones más estereotipadas porque las hembras las prefieren así. "Las preferencias de estas últimas modulan la conducta vocal de los machos a lo largo de la evolución", apunta Sara Woolley, una de las autoras del trabajo publicado en 'Plos Biology'.

A continuación, los expertos examinaron el cerebro de las hembras y encontraron dos áreas que intervienen en el reconocimiento de las canciones: una de ellas reacciona según se trate de canciones de cortejo o no; y la segunda según sean familiares o no.

Evidentemente, si eres un pinzón cebra macho (o también otro pájaro, o pez, o anfibio o reptil o ser humano), para poder aparearte debes “estar a la moda”, presentar los rasgos que una población de hembras considera atractivos en un momento determinado. La selección de estos rasgos es desbocada. Un macho que presente un carácter algo llamativo, puede atraer a algunas hembras. Los descendientes machos de estos cruces heredarán el rasgo atractivo del padre y las hijas, las preferencias de la madre, con lo que la selección de rasgos cada vez más llamativos se alimenta a sí misma. Los caracteres se desarrollan tanto que llegan a comprometer la supervivencia de los machos (colas desmesuradas, colores estridentes, etc.). Por otro lado, las hembras suelen ser influidas por las elecciones de otras. Una hembra siempre busca incrementar su descendencia futura, por medio de hijos irresistibles para otras hembras. Por ello, muchas eligen a machos a los que han visto aparearse con otras, sobre todo si éstas tienen experiencia.

Pero los gustos de las hembras son caprichosos. Nancy Burley, una anilladora que pretendía seguir los movimientos en el campo de los pinzones cebra, encontró que las anillas de colores vistosos en los machos eran un estímulo arrebatador para las hembras. Este fenómeno quizá se debe a que las anillas realzan las manchas naturales del pájaro. Los investigadores pudieron manipular así el atractivo de los machos. Encontraron que los menos atractivos se esforzaban más en los cuidados paternales, para compensar. Quizá lo más sorprendente de todo fue que los machos atractivos producían más hijos que hijas, lo que claramente les beneficiaba para propagar sus genes. Lo que es un completo misterio es cómo manipulan las aves la proporción de sexos de la descendencia.

miércoles, 7 de octubre de 2009

Algunos artículos esclarecedores

He leído ahora varios lúcidos artículos que sacan a la luz algunos vicios de los biólogos. A veces, separan tajantemente a los organismos de su entorno. R. C. Lewontin argumenta convincentemente que esto no debe hacerse siempre, ya que ambos están ligados: el ambiente modifica al organismo, pero el organismo modifica también el ambiente. Este punto de vista está defendido vigorosamente en el artículo: "Genes, entorno y organismos", que está en el libro "Historias de la ciencia y el olvido", de varios autores.

R. C. Lewontin escribió, a principios de los ochenta del siglo XX, otro artículo en colaboración con Stephen Jay Gould: "La adaptación biológica", en el que critican el enfoque excesivamente adaptacionista de la mayoría de los biólogos. Parece que todo rasgo de los organismos debe ser adaptativo, excluyendo por principio otras explicaciones, como la influencia del azar, de las leyes físicas y químicas que contribuyen a dar forma a los organismos, de su modelo de desarrollo o de su historia evolutiva. Evidentemente Lewontin y Gould tienen razón, aunque los resultados de las últimas tres décadas sugieren que la selección natural es una criba muy exigente y que la mayoría de los rasgos sí tienen un significado adaptativo.

Otra discusión con mucha cola en la historia de la biología evolutiva ha sido el nivel al que opera la selección natural: a nivel de los individuos, de los genes, de los grupos, de las especies, etc. El consenso que se va obteniendo es que es capaz de actuar a todos los niveles, aunque a veces se ha exagerado o se ha negado la importancia de alguno de ellos. Un artículo interesante y reciente es: "Evolución "por el bien del grupo"", de David Sloan Wilson y Edward O. Wilson.

martes, 6 de octubre de 2009

Mamíferos vs. dinosaurios: nuevas perspectivas

Volaticotherium antiquus

Hasta hace poco se pensaba que en el Mesozoico habían coexistido un modo “dinosauriano” de estar en el mundo y un modo “mamiferiano”. Los dinosaurios eran animales dominantes en casi todos los hábitats y los mamíferos ocupaban situaciones marginales. Los dinosaurios eran grandes, fuertes y poderosos, o bien medianos y ágiles. Eran en su inmensa mayoría animales diurnos y visuales, la mayoría no cuidaban demasiado de sus crías y tenían unos índices de cefalización (cociente entre el volumen del encéfalo y el de su cuerpo) pequeños. Los mamíferos eran animales pequeños, casi todos con aspecto de rata o de musaraña, silenciosos y furtivos, que ocupaban ámbitos que los dinosaurios no apreciaban especialmente: los árboles, las galerías subterráneas y la noche. Por consiguiente, su mundo perceptivo era sobre todo olfatorio y visual. Estos sentidos ofrecen pistas más que evidencias, por lo que hubieron de desarrollar su cerebro para interpretarlas.

Éste es el esquema tradicional de la historia de los mamíferos entre los dinosaurios y es correcto en líneas generales ­–los dinosaurios fueron los superdepredadores y los megaherbívoros durante la mayor parte del Mesozoico, hace entre 200 y 65 millones de años–, pero los últimos hallazgos fósiles y moleculares han añadido muchas matizaciones. No todos los mamíferos fueron tan pequeños como se había pensado, tuvieron mucha más variedad de formas, ocuparon más nichos ecológicos de lo que se había supuesto, se diversificaron espectacularmente varias decenas de millones de años antes de la extinción de los dinosaurios y curiosamente, no tuvieron su máxima radiación adaptativa justo después de ésta.

Repenomamus robustus es el estandarte de esta nueva visión. El esqueleto de este mamífero de hace 130 millones de años fue encontrado en China con el esqueleto de una cría de dinosaurio del género Psittacosaurus en su interior. Es el primer caso que se conoce de un mamífero que depredaba dinosaurios. Era un animal rechoncho, de patas cortas y robustas, plantígrado como un oso. Su dentadura estaba claramente adaptada al carnivorismo. Su primo Repenomamus giganticus era aún mayor: debió pesar unos 14 kilos, más o menos como un tejón, y presumiblemente comía dinosaurios aún mayores. Es el mayor de los mamíferos mesozoicos que conocemos, pues el anterior récord lo ostentaba un animal del tamaño de un gato.

Otra gran sorpresa para los paleontólogos fue el hallazgo de las impresiones de amplias membranas de piel entre las cuatro extremidades de Volaticotherium antiquus, un pequeño mamífero que vivió hace 125 millones de años en la actual Mongolia. Estas membranas le permitían planear de un árbol a otro. Su larga y peluda cola hacía las veces de timón. Sus extremidades eran más largas que las de otros mamíferos arborícolas, algo habitual en los planeadores. Aunque no se cree que pudieran atrapar insectos en el aire, por la forma de sus dientes se sabe que se alimentaban de ellos. V. antiquus no es el antepasado directo de otros mamíferos planeadores, como falangeros, dermópteros y ardillas voladoras. Presenta características tan peculiares que ha inaugurado un nuevo orden de mamíferos, muy diferente a otros del Mesozoico, lo que nos descubre que ya entonces había una gran diversidad de ellos.

Hay evidencias de que el medio acuático fue pronto colonizado con eficacia por la dinastía de los mamíferos. Castorocauda lutrasimilis era una criatura estrechamente emparentada con los mamíferos que vivió hace 164 millones de años. Adquirió hábitos nadadores, comía peces y estaba ya muy bien adaptada al agua, pues tenía una cola aplanada como un castor y el aspecto de una nutria. Además poseía un denso pelaje que le permitía conservar el calor en el agua (de hecho, es el animal más antiguo en que se han encontrado evidencias de pelo).

Un nuevo nicho ecológico que fue rápidamente ocupado por los mamíferos fue el de devorador de insectos sociales: las termitas habían hecho su aparición hacía poco. Fruitafossor windscheffeli era un mamífero que ya hace 150 millones de años estaba especializado en comerlas. Su tamaño era similar al de una ardilla pequeña, pero se parecía más bien a un armadillo, aunque no es su antepasado. Los dientes de Fruitafossor se parecen mucho a los de mamíferos actuales especializados en comer insectos sociales, como armadillos y cerdos hormigueros. Son largos y afilados como clavijas y no tienen esmalte. El animal ha sido apodado Popeye, por sus anchas patas delanteras, que indican que fue un buen excavador.

Vincelestes, de la Patagonia de hace 125 millones de años, proporciona una de las evidencias más antiguas de una estructura social compleja en los mamíferos, puesto que en no más de dos metros cuadrados se hallaron los restos de nueve ejemplares, tanto machos como hembras, de distintas edades. El hecho de que los machos sean distintos de las hembras sugiere que competían por ellas y no participaban activamente en la crianza de las camadas. También de hace 125 millones de años es el Yanoconodon allini, de China, que muestra un oído ya muy avanzado (una de las características que permitieron a los mamíferos colonizar la noche). Presentaba un cuerpo muy extraño, con un torso alargado y extremidades cortas y rechonchas. Debió de ser escurridizo, activo y ágil, como las actuales comadrejas, y se movería rápidamente entre los dinosaurios.

Recientemente se ha presentado en la revista Nature el hallazgo de dos especies fósiles de mamíferos dotados de pequeños canales en los colmillos. Su estructura permite afirmar con seguridad a los autores del estudio que se trataba de sistemas de canalización del veneno al estilo de las serpientes. Ambas especies vivieron hace 60 millones de años en lo que hoy es Canadá. No están especialmente emparentadas con los mamíferos venenosos actuales, pero tampoco entre sí. Este hecho, junto con la observación de que los mamíferos que presentan veneno hoy día pertenecen a grupos antiguos (el ornitorrinco a los monotremas; los solenodontes y algunas musarañas al orden Insectivora), nos permite suponer que en la era de los dinosaurios muchos mamíferos usarían el veneno como medio de defensa y para paralizar a sus presas.

Los mamíferos proceden de una rama muy antigua de reptiles, cuyos diferentes grupos dominaron en muchos ecosistemas en el periodo Pérmico y principios del Triásico. Un grupo en especial, el de los terápsidos, fue adquiriendo cada vez más características mamiferoides y compitió durante decenas de millones de años con los pujantes dinosaurios, que habían surgido hace unos 230 millones de años. Estos recibieron un empujón definitivo a raíz de un evento de extinción a fines del Triásico. Los terápsidos casi se extinguen, pero algunas formas pervivieron en zonas boscosas y en sus guaridas subterráneas. Los pequeños primeros mamíferos del Jurásico y sus grupos afines ya tenían pelo, sangre caliente y un cerebro relativamente bastante desarrollado. Un grupo que divergió en esta era es el de los monotremas, cuyos representantes actuales, ornitorrincos y equidnas, retienen características reptilianas, como poner huevos. Otra subclase primitiva es la de los aloterios, que incluye a Repenomamus y Volaticotherium, así como a los multituberculados, muy abundantes, que asumían el papel de los roedores (se extinguieron cuando aparecieron los primeros roedores modernos). La subclase Theria incluye a los marsupiales y a nuestro linaje, el de los placentarios. Eomaia (“madre del alba”) ya intercabiaba sustancias con sus crías en el útero a través de una placenta, lo que permitía que nacieran ya bastante desarrolladas. Vivió hace entre 125 y 128 millones de años, tenía aspecto de ratón, comía insectos y trepaba por las ramas bajas de los árboles.

La extinción de los dinosaurios no fue la causa inmediata de la diversificación y supremacía de los mamíferos, aunque ayudó a ello. Un gran estudio internacional revela que los mamíferos tuvieron dos grandes picos de diversificación, ninguno de los cuales se corresponde con el momento de la extinción de los dinosaurios, hace 65 millones de años. El primero ocurrió hace unos 85 millones de años, coincidió con una radiación de las plantas con flores y produjo la práctica totalidad de los órdenes de mamíferos actuales. Ya estaban ahí los gérmenes de los futuros primates, caballos, búfalos o roedores. Tras la extinción de los dinosaurios, algunos grupos de mamíferos prosperaron, como el del carnívoro con pezuñas Andrewsarchus y el de los armadillos, pero se extinguieron pronto o tienen hoy poca importancia. El definitivo pico de radiación, que llevó a los mamíferos a ser dominantes en la mayoría de ecosistemas, tuvo lugar hace entre 10 y 15 millones de años después de la caída del meteorito, debido a un aumento rápido de la temperatura del planeta, que produjo una diversificación de la flora y, consecuentemente, la de los mamíferos.

El estudio se ha realizado secuenciando 66 genes que están presentes en 4.500 mamíferos actuales. Como las mutaciones en los genes tienen un ritmo bastante regular, su estudio permite determinar cuándo se produce una ramificación en la evolución y cómo es la forma del árbol genealógico de un determinado grupo. El estudio revela que las principales proliferaciones de ramas no surgieron en el evento K-T, sino unas decenas de millones de años antes y después. Los mamíferos triunfantes proceden de especies que ya existían bajo el imperio de los dinosaurios, aunque en menores cantidades. Los mamíferos habrían vencido por su eficacia en el aprovechamiento de los recursos y su diversidad de formas anatómicas y modos de vida.


Ésta es una parte de la historia. Por el otro lado, cada vez se descubren más dinosaurios extraños, con diferentes formas de vida, muchos de los cuales adoptaron costumbres mamíferas.
Por ejemplo, el dinosaurio del tamaño de un pollo Albertonykus borealis, hallado en Norteamérica, poseía una cabeza pequeña y fina, cuello delicado, patas traseras muy largas y brazos diminutos dominados por un único dedo (los otros dedos son vestigiales o no existen). Los huesos del brazo son de estructura robusta y los músculos que los rodean y los unen con el pecho parecen haber estado muy desarrollados, lo que parece una especialización para excavar, pero no grandes madrigueras donde esconderse sino pequeños agujeros de los que extraer alimento. La mejor hipótesis postula que Albertonykus borealis se dedicaba también a perforar termiteros. Se ha comprobado que en la misma formación donde se halló esta especie hay madera fósil con los típicos agujeros y galerías de las termitas Termopsidae.

Oryctodromeus cubicularis

Recientemente se ha descubierto en Montana (Estados Unidos) un dinosaurio que verdaderamente excavaba guaridas. Los huesos, de 95 millones de años de edad, pertenecen a un adulto y dos jóvenes y fueron encontrados al final de una cámara. “El excavar es un mecanismo por el cual los pequeños dinosaurios habrían podido aprovechar ambientes extremos en las latitudes polares, desiertos y en las áreas de montañas altas“, dijo el doctor David Varricchio, coautor del estudio. El dinosaurio ha recibido el nombre científico de Oryctodromeus cubicularis, que significa “corredor y excavador de guaridas”. El hocico, la cintura del hombro y la pelvis, tienen características propias de un animal que hurga en la tierra. Además, el tamaño estimado del animal a lo ancho casi se ajusta al tamaño del túnel que excavaba (cerca de 30 centímetros de diámetro). La guarida tiene dos vueltas muy marcadas antes de terminar en la cámara, arquitectura que es similar a las madrigueras de excavadores modernos.

La coexistencia en la madriguera de jóvenes y adultos sugiere la existencia de cuidados paternales en los dinosaurios, en sintonía con las estrategias de mamíferos y aves. El embrión de dinosaurio más antiguo aporta también pistas en esta dirección. Al parecer, estos animales no se alimentaban por ellos mismos nada más nacer y necesitarían ser alimentados por sus progenitores. Se han estudiado los embriones contenidos en huevos fosilizados de hace 190 millones de años, demostrando que los miembros anteriores y las proporciones de cuello y cabeza imposibilitarían a los recién nacidos andar por sí solos a dos patas como hacían los adultos, debiéndolo hacer a cuatro. Además, las crías carecían de dientes, que los adultos poseían. Se han encontrado indicios de cuidados paternales en otros varios dinosaurios, incluso por parte de machos polígamos.

Un sendero submarino de doce huellas consecutivas proporciona la evidencia más sólida hasta la fecha de que algunos dinosaurios nadaban. Está ubicado en la cuenca de Cameros, en España. Según Loic Costeur, coautor del estudio, de la Universidad de Nantes, las huellas en forma de “S” denotan un gran terópodo flotante cuyas garras golpearon el sedimento mientras nadaba en unos 3,2 metros de agua. Otros detalles permiten deducir que el dinosaurio estaba nadando contra corriente, esforzándose por mantener un rumbo rectilíneo. El dinosaurio nadaba con movimientos alternos de sus patas traseras, parecidos a los de aves acuáticas actuales.

Un inusual dinosaurio herbívoro sahariano (Nigersaurus taqueti), de 110 millones de años de antigüedad, tenía huesos ligeros (los del cráneo eran casi translúcidos) y una boca que actuaba como una aspiradora, con cientos de diminutos dientes. Este dinosaurio es pequeño para ser un saurópodo, midiendo sólo 9 metros de longitud. Pero ese tamaño parece ir más allá de lo previsible en un animal cuya estructura es endeble. No obstante, la bestia se las arregló para sostener su cuerpo del tamaño de un gran elefante. Escasamente capaz de alzar su cabeza por encima de su espalda, el Nigersaurus funcionó más como una vaca del Mesozoico que como un típico saurópodo de cuello largo. El rasgo más extraño del dinosaurio era un hocico ancho, de borde recto, que permitía a su boca operar cerca de la tierra. El Nigersaurus tenía más de 50 columnas de dientes, más que cualquier otro herbívoro, todos alineados apretadamente a lo largo del borde delantero de su mandíbula, formando unas largas y contundentes tijeras. Los dientes se reemplazaban hasta 9 veces para hacer frente al desgaste. Este dinosaurio comería hierba al estilo de los mamíferos. Como lo hacía también un saurópodo titanosaurio de hace unos 67 millones de años de la India, en cuyas heces fósiles se han encontrado restos de hierba.


Un dinosaurio que ya se conocía de antes, Troodon, era un carnívoro nocturno e inteligente, características que asociamos normalmente a los mamíferos. Casi seguro que poseía sangre caliente. Muchos dinosaurios presentaban plumas como aislante térmico, e incluso plumón o pelo (aunque de características diferentes al de los mamíferos). Los dinosaurios fueron capaces de sobrevivir a temperaturas más frías de lo que se pensaba anteriormente. Se ha descubierto una rica variedad de fósiles de dinosaurios, en el período justo antes de su extinción, en una zona del noreste de Rusia que habría estado a tan sólo 1.000 millas del Polo Norte, dentro de lo que ahora se llama Círculo Polar Ártico. Las temperaturas promedio habrían sido de alrededor de 10 grados centígrados. Los investigadores encontraron restos fósiles de hadrosáuridos (dinosaurios con hocico de pato), dientes fosilizados pertenecientes a familiares de los Triceratops e incluso dientes de Tyrannosaurus rex. Los paleontólogos también encontraron fragmentos de cáscaras de huevo de dinosaurio junto a los restos de un dinosaurio en el Ártico, proporcionando la primera prueba de que los animales fueron capaces de reproducirse en estas latitudes. Otras pruebas (como la presencia de madrigueras) hacen afirmar a los científicos que los dinosaurios pasaban allí incluso el invierno.

Una rama entera de los dinosaurios, las aves, coincide con los mamíferos en muchos caracteres importantes. Cuidan solícitamente de la prole, ocupan los árboles, poseen sangre caliente y entre sus miembros actuales figuran algunos de los animales más inteligentes (córvidos y loros). Fue una lástima que un meteorito extinguiera a los dinosaurios no aves. La batalla por el dominio de la Tierra entre el total de los dinosaurios y los mamíferos habría sido apasionante, y los seres inteligentes que hubieran surgido de cualquiera de los dos linajes habrían disfrutado mucho de su estudio.


Nota: este artículo es casi la fusión de otros dos, que he publicado, independientemente, en Muy Interesante y MundoBiología, el primero dedicado a los mamíferos peculiares y el segundo a los dinosaurios con características similares a las de los mamíferos.

lunes, 5 de octubre de 2009

Mente y cerebro (I): los extraños casos del doctor Sacks

Oliver Sacks es uno de los neurólogos más populares en la actualidad, debido a sus impactantes libros, en los que relata sus experiencias acerca de las más enigmáticas enfermedades del sistema nervioso. Uno de ellos, "Despertares", se llevó al cine con el mismo título a principios de los noventa (la película fue interpretada por Robin Williams y Robert de Niro). Yo la vi entonces y me interesó mucho. Narra cómo sacó a sus pacientes de un letargo de décadas producido por una encefalitis, usando L-dopa. Lamentablemente, el periodo de lucidez fue breve y los pacientes retornaron al letargo. En el libro que estoy leyendo ahora, "El hombre que confundió a su mujer con un sombrero", Sacks narra con extraordinaria vividez tragedias humanas que nadie antes de su descubrimiento pudo imaginar. Pero, a pesar de que muchos de los casos son incurables, en los relatos late la esperanza, gracias a la ingente capacidad de la mente humana para adaptarse a los cambios, compensar sus deficiencias, potenciar sus capacidades y resistir incluso a síndromes que amenazan con destruir el "yo" más íntimo y personal.

Podemos leer otros interesantes casos en el libro: "Historias de la ciencia y el olvido", en el que Sacks escribe un capítulo.

sábado, 3 de octubre de 2009

Un relato de biología-ficción

Me gustaría compartir con vosotros este relato, una sugerente e inquietante fantasía biológica de Tanith Lee, que encontré en La Biblioteca de Sadrac, un estupendo sitio donde hay multitud de novelas y cuentos de ciencia-ficción.

"LA TREGUA
Tanith Lee



El alba había teñido ya el cielo de escarlata cuando Issla abandonó el lugar de plegarias. Issla había pasado en aquel lugar la mayor parte de la noche, sin realmente orar, pero obteniendo un cierto confort con la presencia invisible del alma de los ullakins difuntos. Hoy era el día importante y terrible. Y tantas cosas dependían de lo que iba a ocurrir aquel día que se le hacía intolerable incluso pensar en ello. Drael permanecía inmóvil en la entrada del lugar de plegarias, con el venablo en la mano. Issla se apretó contra aquel cuerpo conocido y amado, buscando protección, y las miserables y aterradas lágrimas terminaron por traspasar la muralla de sus ojos.
—Tranquilo, mi amor —la consoló Drael—. No tengas miedo.
—Pero tengo miedo, de veras —sollozó Issla—. ¿Cómo podría no tenerlo? Hoy me hacen llevar la carga de la vida, e incluso tú que me quieres no vas a hacer nada para detenerme cuando parta hacia el lugar de la tregua para sufrirla.
—No sufrirás —la interrumpió Drael rudamente—. Nadie te hará daño. Es imposible que ellos violen la tregua, aunque sean solo bestias. Yo aguardaré cerca de la entrada de la gruta, con mi venablo, y si me llamas acudiré y mataré al animal que esté contigo. Ten confianza en mí. —Los sollozos de Issla se espaciaron—. Ahora ven —siguió Drael—. El jefe quiere bendecirte antes de que cumplas con tu tarea.
Escalaron la pendiente, el brazo de Drael en torno a los hombros de Issla. El camino era empinado entre las grisáceas rocas y los pocos árboles espinosos que habían conseguido crecer aquí y allá. La fortaleza de los ullakins estaba construida en las rocas, al abrigo de sus enemigos, pero era glacial e inconfortable.
El jefe estaba de pie ante la caverna principal, aguardando, su venablo en la mano; los guerreros ullakins lo rodeaban. Issla se acercó, la cabeza baja, y el jefe le dio su solemne bendición. Luego el jefe tendió el brazo hacia el estrecho desfiladero que serpenteaba entre las colinas, donde antiguamente había discurrido un viejo río secado por el tiempo, y allí estaban ya, los terribles ullaks, el enemigo eterno de los ullakins, pasando sin ser molestados por entre los centinelas perchados en las aristas de roca. Puesto que hoy era el día de la tregua. Issla dejó escapar un sollozo.
—Valor —consoló el jefe—. Drael ha jurado protegerte, al igual que todos nosotros. Pero sé valiente y tal vez salves a nuestra raza y a la suya. Aunque nuestros antepasados son testigos de que el precio que hay que pagar es muy alto.
Issla miró a la tribu que se acercaba y vio tras un instante que no eran tan terribles como se lo habían anunciado. Issla jamás había combatido con los guerreros y nunca había visto a los ullaks tan de cerca, pero no parecían tan distintos de los ullakins. Al menos no tan distintos como decían las historias. Subieron la larga escalera toscamente tallada en la piedra que conducía hasta la fortaleza y, al llegar a su cima, ocuparon su lugar en la plataforma, frente a la entrada de la caverna sagrada.
—Venid —ordenó el jefe. Y los ullakins avanzaron a su vez sobre la plataforma, al primer calor del día.
—Ahora ya no tengo miedo— dijo Issla.
—Eso es bueno —respondió Drael—. Pero recuerda que debes permanecer alerta, ocurra lo que ocurra. Son animales, y sus formas de amar son odiosas. —Con una extraña rabia en la que no estaban exentos los celos, Drael escupió al suelo.

La gruta sagrada, aquella gruta que era tan importante hoy, se abría aproximadamente en mitad del muro de piedra que dominaba la plataforma. Una burda tela de color blanco sucio, pintada con los símbolos rituales de los ullakins, ondulaba ante su entrada, ocultando su interior. A la derecha estaba el jefe enemigo, en primera fila ante sus guerreros ullaks. Las pieles con que se cubrían estaban mal curtidas, y ahora que estaban tan cerca Issla fue consciente de su hedor, un olor que no venía tan solo de las pieles sino también de aquellos cuerpos extraños y de su sudor.
Odio a mi enemigo, pensó bruscamente Issla, recordando el juramento tradicional de los guerreros. Pero hoy no debo odiarlo.
Los dos jefes se acercaron el uno al otro y afrontaron en silencio sus miradas. El jefe de los ullaks era más alto, y una ligera sonrisa cruzaba sus labios; apoyado sobre su venablo, ignoraba deliberadamente e?, carácter sagrado de aquellos instantes.
—Tú eres mi enemigo, pero hoy te rindo honores —dijo el jefe de los ullakins.
El ullak repitió el juramento de la tregua. Volvieron a mirarse en silencio.
Ralka, el portavoz de los ullakins, avanzó y empezó a recitar la razón que motivaba aquella reunión, algo que ya todos conocían. Pero, por conocida que fuera, una gran calma reinó sobre la plataforma mientras todos escuchaban atentamente.
—Nos hemos reunido aquí, olvidando nuestras disputas, para hallar un camino a la supervivencia. Ha sido dicho que en los tiempos antiguos los jóvenes podían nacer del amor, ser llevados por el cuerpo y puestos al mundo intactos. Hoy, ninguna de nuestras dos razas puede producir jóvenes de este modo; hasta ahora, confiábamos en las máquinas reproductoras y en las incubadoras que nos dejaron nuestros antepasados, bendito sea su nombre. Pero hoy las máquinas ya no funcionaban. Las incubadoras se deterioran y los jóvenes mueren. Y lo mismo ocurre a cada lado. Ha sido dicho que antiguamente ullaks y ullakins eran un solo pueblo, y en respuesta a nuestras plegarias nuestro oráculo nos ha ordenado establecer una tregua, poner frente a frente a un miembro de cada una de nuestras tribus, y esperar a que se les aparezca un signo y encuentren el medio de dar nacimiento a una raza híbrida. Vosotros habéis dado vuestro acuerdo. —Ralka hizo una seña a Issla, que avanzó temblorosa—. Esta es nuestra elección. ¿Cuál es la vuestra?
Uno de los ullaks se acercó arrastrando los pies. El alargado rostro que Issla pudo ver definirse frente a ella, bajo la brillante luz del sol, no parecía confiar mucho en sí mismo. Issla sintió una repentina simpatía hacia aquel animal, y su miedo disminuyó.
El jefe ullakin dijo duramente:
—Que ninguno de los dos haga daño al otro. Se os permite matar a nuestra elección si algún daño le es hecho a vuestra elección, y reclamamos el derecho a actuar del mismo modo. Ahora adelante, entrad en la gruta.
Presa del pánico, Issla miró hacia atrás y vio el rostro tenso de Drael y su mano apretando con fuerza el asta de su venablo. Los labios de Drael formularon una frase: Llama, y yo estaré ahí y lo mataré.
Luego Issla alcanzó la cortina al mismo tiempo que el ullak. El trozo de tela fue levantado, la oscuridad pareció atraerlos a su interior, y se descubrieron juntos, la cortina bajada de nuevo, solos en la oscura y terrible gruta.
Las hierbas secas tejían como una alfombra en el suelo. La gruta era fría y húmeda. Pequeñas agujas de tamizada luz se entretejían en los recovecos de las paredes de roca. Issla se acurrucó contra la pared de la gruta y observó al ullak hacer lo mismo frente a ella. Tras un minuto, el ullak habló:
—Me llamo Kloll. ¿Y tú?
La voz era grave y distinta, pero las palabras eran familiares.
—Yo soy Issla.
—Sentémonos —dijo Kloll—. No, no tengas miedo. Yo me sentaré aquí, y tú no tienes otra cosa que hacer más que quedarte donde estás. Realmente, nuestros antepasados hubieran podido encontrar algo mejor que imponernos esto, ¿no crees?
Issla hipó y se santiguó rápidamente para desviar la cólera sagrada. El ullak se echó a reír.
—Vosotros, los ullakins, siempre habéis pensado que erais la crema de la vieja raza, ¿no? Y que los ullaks éramos una especie de degenerados, unos débiles, unos tarados, hechos de escupitajos y excrementos.
Issla permaneció inmóvil, los ojos muy abiertos y el corazón latiendo en su pecho.
—Lo siento —dijo Kloll—. Esta no es la mejor manera de empezar. ¡Maldita oscuridad! ¿Pero qué es lo que hay que hacer?
—Ellos esperan que los antepasados nos guíen —susurró Issla.
El ullak se echó a reír.
Permanecieron largo tiempo así, inmóviles y silenciosos.
Afuera, en la plataforma, los tambores mágicos resonaban, los humos sagrados se elevaban hacia el cielo. Los jefes compartirían probablemente, mediado el día, una tensa comida.
—Bueno —decidió finalmente Kloll—, quizá podamos hablar, si no encontramos nada mejor. Háblame de ti, Issla de los ullakins.
Issla permaneció inmóvil y muda, sin saber qué decir.
—¿Hay alguien a quien ames y de quien puedas hablarme?
—Está Drael —respondió al cabo de un tiempo Issla—, de la casta de los guerreros. ¿Y tú?
—Oh, nosotros no somos tan sentimentales como vosotros. Ensayamos, cambiamos constantemente. También tenemos nuestras orgías sagradas. Supongo que habrás oído hablar de ellas.
—Sí —e Issla reprimió un estremecimiento.
Debes ser valiente, le susurró su cerebro.
Issla se levantó y se acercó al ullak, aproximándose a aquel ser de extraño olor, que ahora ya no le parecía tan repugnante. Era probable que el ullak encontrara también insoportable el olor del ullakin. Se hizo un nuevo silencio, luego, al cabo de un momento, la gruesa pata delantera del ullak se elevó y fue a posarse en los cabellos de Issla. Issla se estremeció, y se dio cuenta de que el ullak también temblaba.
—No tengas miedo —murmuró Kloll.
Y el murmullo fue de pronto el de Drael, en las tiernas horas nocturnas: dulce, ansioso, íntimo. Issla se acercó un poco más a Kloll, hasta que sus cuerpos se tocaron. Y, apretados el uno contra el otro, aguardaron a que sus antepasados les hablaran.
El día adquirió un tono dorado, luego el del oro patinado por el tiempo, y viró bruscamente hacia los tonos violentos del sol poniente. En la plataforma se encendieron algunos fuegos, aquí y allá, y las estrellas brotaron de su cascarón para iluminar el cielo. Drael aguardaba cerca de la entrada de la caverna, los ojos fijos. El vino de raíces había circulado, y las dos tribus enemigas estaban ahora menos tensas, ahogando su inquietud en alcohol. Pero, cuando le ofrecieron la copa a Drael, la rechazó violentamente.

Y en la caverna...
—Ahora te conozco —dijo de pronto Kloll.
—Sí —respondió Issla.
Durante horas no habían pronunciado ninguna palabra, limitándose a permanecer simplemente el uno contra el otro, aguardando. Y la respuesta parecía estar brotando ahora del trance en el que se habían encerrado.
—Ya no tengo absolutamente miedo —dijo Issla—. ¿Por qué somos enemigos desde hace tanto tiempo, cuando en el fondo nos parecemos tanto?
—Escucha —murmuró Kloll—, nos han dicho que, hace mucho, los jóvenes nacían del amor. ¿Quieres que intentemos amarnos? Quizá sea esto lo que desean nuestros antepasados.
Pero el cuerpo de Issla se había tensado.
—Vosotros no hacéis el amor del mismo modo que nosotros —dijo.
—Quizá sea necesario —y el ullak tocó suavemente a Issla, como lo habría hecho Drael, en el profundo hueco de su noche—. Sí, eso es —murmuró Kloll—. Sé que es así.
E Issla, arrastrada como un nadador por la tormentosa corriente que creaban las manos del ullak, se estremeció en lo más profundo de su cuerpo, y se sintió despertar al hambre perdida tanto tiempo y que Kloll poseía.
—Sí, tienes razón —gimió Issla—. Sí, oh sí...
Y luego, en medio de aquella noche, notó algo que se rompía, un dolor repentino.
—No —dijo Issla—. Me estás haciendo daño. ¡No!
—Espera —suplicó Kloll—. Tiene que ser así; lo sé, lo siento en mí.
Pero el ullak era de nuevo un enemigo, y tras un momento de lacerante dolor Issla gritó llamando a Drael.
Las manos de Drael arrancaron la tela de la cortina, profanando los símbolos pintados en ella. Drael vaciló tan solo un instante, buscando discernir en las movientes y entrelazadas sombras quién era Issla y quién era la bestia. Luego, el aguzado venablo se hundió profundamente en la espalda del ullak. Con un grito parecido a la desesperación, Kloll intentó alzarse, cayó boca abajo y murió.
Drael ayudó a Issla a levantarse.
—Todo va bien —dijo Drael—. Lo he matado como prometí que haría. ¿Te ha hecho daño?
—Sí.
Issla lloraba.
Drael arrastró al ullak con ayuda del venablo sólidamente clavado en su carne hasta que quedó expuesto a la vista de todos sobre la plataforma. Se elevó un grito de horror y de rabia. Varios ullaks saltaron hacia adelante; y Drael arrancó su venablo del cuerpo de Kloll y les amenazó con él.
—¡Retroceded, no sois más que bestias sin ningún honor! —gritó Drael—. Vuestro elegido ha roto la tregua, vuestro elegido ha herido a Issla.
Issla salió de la caverna, y había manchas de sangre en la parte delantera de su túnica, una sangre que procedía de la herida que le había infligido Kloll. Los ullaks retrocedieron y se concentraron.
Drael miró unos instantes a Issla, luego se giró brutalmente hacia su jefe.
—¡Matemos a estos animales! ¡Ahora, mientras los tenemos a nuestra merced!
Un rugido de cólera y de temor se elevó de nuevo, pero el jefe dio un paso adelante y abofeteó a Drael.
—Contente —le ordenó el jefe—. Nuestros antepasados recordarán siempre la forma en que has estado a punto de deshonrarnos.
Drael retrocedió, luego dio media vuelta.
—Ahora —proclamó el jefe—, pueblo de los ullaks, debéis alejaros de nosotros. Aquel a quien elegisteis ha herido a nuestro elegido, y tal como convenimos lo hemos matado. Ninguno de vosotros podrá decir que no hemos mantenido nuestra palabra. Sois vosotros, los ullaks, quienes habéis violado la tregua.
Era visible, a la luz de uno de los fuegos, que el jefe de los ullaks contenía difícilmente su ira. Luego, la ira se transformó en tristeza y lamentación.
—Es cierto —dijo el ullak—. Sufro la misma tristeza que tú, puesto que a partir de ahora jamás podremos hallar juntos la paz. Nuestros antepasados nos han demostrado hoy, cruelmente, que jamás podrá brotar una nueva vida de la unión de nuestras dos razas.
El jefe ullak hizo una seña a sus guerreros.
—Partimos de aquí. Dadnos tan solo el cuerpo de Kloll, para que podamos darle sepultura.
—Tomadlo. Marchad por el lecho de este antiguo río, y desapareced como él de la faz de la tierra. Como desapareceremos también nosotros, puesto que ahora ya no hay más esperanza.
Y así la tribu de los hombres se hundió en las tinieblas, llevándose a su muerto, abandonando para siempre la fortaleza de las mujeres aislada entre las rocas.
Y Drael deslizó su brazo por los hombros de Issla y la atrajo hacia sí. Issla escupió tras ellos, en la calma de la noche: Odio a mi enemigo, y apretó su boca contra los cabellos de su amante.


FIN


Título original: The Truce © 1976 Tanith Lee
Traducción: Sebastián Castro
Aparecido en: Nueva Dimensión 137
Edición digital: Arahamar"


El relato nos puede servir para reparar en el hecho de que la cooperación entre los sexos es más bien una rareza en el mundo biológico. Existen incontables organismos en que los dos sexos viven existencias muy distintas, no se reúnen apenas más que para el acto sexual y están en permanente conflicto. Algunos machos viven como parásitos directos de las hembras, otros son zánganos que son tolerados por las hembras hasta que descargan su esperma en los ejemplares reproductivos, otros matan las crías anteriores de las hembras y viven a expensas de ellas, en algunos casos la hembra es inmóvil y se dedica sólo a comer y producir crías, en otras especies las hembras constituyen manadas de cría y los machos adolescentes y adultos viven en comunidades separadas o solitarios, etc. Muchas veces, machos y hembras tienen diferentes exigencias ecológicas. Poco después de establecerse los sexos, en el momento en que uno de ellos invirtió un poco más que el otro en la reproducción (en la práctica, cuando una de las células sexuales se hizo un poco mayor que la otra), se inició una cruenta guerra de los sexos, que se manifiesta de muchísimas formas en la naturaleza. Incluso en los casos en que los dos sexos colaboran en el cuidado de las crías (termitas y algunos otros insectos, algunos peces y anfibios, bastantes aves, algunos mamíferos...), siempre hay una asimetría y existen situaciones de tensión, explotación y chantaje. Los humanos fuimos en las primeras etapas de nuestra historia como cazadores-recolectores mucho más igualitarios en la relación entre los sexos que la mayoría de los animales (a pesar de descender de antepasados con fuerte dominancia masculina). Desmond Morris afirma en su libro "La mujer desnuda" que fue más tarde, con el descubrimiento de la agricultura y la vida en las ciudades, cuando no era necesaria una cooperación tan estrecha entre los sexos para garantizar la supervivencia, cuando los hombres adoptaron muchas conductas machistas. Afortunadamente, la tendencia actual es la de incrementar la cooperación, aunque aún nos queda mucho camino que recorrer y hemos de tener en cuenta que hombres y mujeres presentamos muchas diferencias biológicas (aunque, por supuesto, como personas debemos disfrutar de los mismos derechos).

Otro hecho biológico que se destaca en este relato es la ruptura del himen (también es mala suerte, ya que sólo alrededor del 50% de las mujeres experimentan sangrado en la primera relación sexual). Casi ninguna hembra animal presenta himen. ¿Por qué las hembras humanas sí lo poseen? En la entrada "Himen", del blog "La biología estupenda", de Eduardo Angulo, se discuten algunas ideas al respecto.