jueves, 8 de octubre de 2009

PALEOANTROPOLOGÍA Y BIOLOGÍA

En Paleoantropología se plantean afirmaciones sobre el origen humano que a veces nos llevan a ciertas dudas. ¿Como rastrear el pasado de nuesros ancestros, sin otro material que no sean fósiles o restos líticos? La Biología da ciertas respuestas a través del rastreo de secuencias de ADN. Para ello los Biólogos Moleculares, usan secuencias de ADN(genes) que puedan ser comparables, pero ( y esto es lo interesante) de poblaciones humanas actuales. A pesar de que el 99,9% de nuestro genoma (secuencias de nuecleótidos llamadas así porque químicamente cada pieza del ADN es un NUCLEOTIDO que se expresa por una letra A,T, G, C y secuencia porque su colocación u orden es vital para la información que encierra9 existen diferencias en el 0,1% restante, suficiente para iniciar un rastreo genético. ¿Como se realiza dicho rastreo? Desde 1987 el estudio genético se centra en el ADN mitocondrial, cuya base es:
1º. El ADN mitocondrial (mitocondria: orgánulo celular que posee ADN propio), procede exclusivamente del óvulo fecunadeo, no existiendo en ningún momento combinación con el masculino (del espermatozoide solo queda dentro, tras la fecundación el material genético)
2º. La velocidad y tasa de mutación del ADN mitocondrial es predecible por lo que puede actuar como un reloj biológico (al contar el número de diferencias entre dos grupos humanos o linajes diferentes, que permite remontarse hasta un antepasado común)
Otra fuente de información es el cromosoma Y, de carácter sexual. Este sólo se transmite de padre a hijo y que además cuenta con otra ventaja: su número de nucleótidos es mayor que el del ADN mitocondrial y permite una mayor cantidad de variaciones y por tanto, un mejor seguimiento de sus cambios.
La tercera fuente informativa es la que forman los acompañantes microscópicos de los humanos, entre ellos Helicobacter pylori. Se ha secuenciado el ADN bacteriano para confirmar entre otras cuestiones que el microbio dejó África hace 55.000 años (al tiempo que los humanos). Esta línea se prolonga por el sudeste asiático y por América del sur, lo que permite confirmar el origen asiático de los amerindios.
Con toda esta información la Paleoantropología cuenta con un apoyo más que salve la ausencia de fósiles (además de las dificultades propias de su interpretación). Gracias a estos estudios:
-- Se pueden establecer las rutas migratorias de los humanos a modo de verdaderas autopistas. El punto de origen es el mismo: África
-- Se puden reestablecer las complejas relaciones filogenéticas entre los distintos grupos humanos que se desarrollarón tiempo atrás

(Información Base: Investigación y Ciencia, Septiembre 2009, nº384)

domingo, 4 de octubre de 2009

¿VINO LA VIDA DE OTRO MUNDO?

¿VINO DE OTRO MUNDO LA VIDA?

Artículo de Investigación y Ciencia. Enero de 2006
Autores: David Warmflash y Benjamín Weiss

En la hipótesis más aceptada por los científicos, las células vivas más primitivas surgen tras un proceso de evolución química de moléculas que se desarrollaron en ese “caldo” primitivo de hace miles de millones de años. Este proceso se conoce como ABIOGÉNESIS.
Hay ciertas cuestiones que permiten volver a replantear una hipótesis antigua que planteaba la posibilidad de que la vida llegara de otros planetas:
 En la prehistoria de nuestro sistema solar existían numerosos mundos con agua líquida. Sin ir más lejos, nuestro vecino Marte ahora carente de agua debió tenerla puesto que en él existen aún las huellas que dejó su paso(los famosos canales de Marte). Europa, una de las lunas de Júpiter parece albergar agua. Titán, el mayor de los satélites de Saturno parece tener abundancia de compuestos orgánicos a pesar de las gélidas temperaturas de su superficie que hacen difícil la aparición de vida. Por último, el vecino Venus a pesar de tener temperaturas superficiales altísimas, es posible que albergara vida en las capas altas de la atmósfera. En todos ello pudo surgir la vida y luego trasladarse a nuestro planeta único en el que pudo desarrollarse.
 El espacio interplanetario no es tan insalvable como podríamos suponer. Dentro de los meteoritos que pueden proceder de estos puntos antes citados pueden viajar organismos que luego podrían medrar en la Tierra.

La teoría que defiende la idea de la siembra de vida desde otros puntos distintos a la Tierra es la PANESPERMIA (“Semillas por doquier”). Sin embargo, la teoría en la actualidad tiene como finalidad explicar como llegó a la tierra ese material vivo y no se preocupa por el origen mismo de esa vida. Defiende un sistema de Abiogénesis en otro punto del Sistema Solar. La Abiogénesis quedó ya muy asentada gracias a los experimentos de Millar en los años cincuenta del siglo pasado. En estos, demostró la posibilidad de que a partir de compuestos orgánicos simples y emulando las condiciones que parece existieron en la Tierra en sus inicios, se podrían originar compuestos como los aminoácidos. En la actualidad, en un sistema prebiótico, las moléculas de ARN con capacidad bioquímica y proteínas, podrían haber desarrollado la capacidad de replicar sus constituyentes moleculares torpemente en sus comienzos.
La propuesta de la Panespermia supone que en los albores de la formación de la tierra, esta pudo haber recibido moléculas prebióticas que podrían haber llevado a la aparición de la vida. Pero ¿Cómo debió ocurrir el proceso completo?

1º Los materiales que formarán el meteorito (rocas y partículas de polvo) han de ser expulsados del planeta original tras un impacto sobre su superficie de un asteroide o cometa. Estas transferencias de material son más frecuentes desde las zonas externas del sistema solar hacia las interiores (gracias a la potente gravedad de Sol). Los científicos estudian el caso de la transferencia entre Marte a la Tierra.
2º Los materiales biológicos que sean eyectados deben sobrevivir a este primer impacto e impulso. Existen bacterias capaces de hacerlo. Para ello deberían ser capaces de sobrevivir a temperaturas altísimas que se producen supuestamente durante este escape. Estudios actuales sobre meteoritos que han llegado intactos y sin fundir desde la Luna y Marte ponen en entredicho la idea anterior.
3º Han de sobrevivir al la entrada en la atmósfera terrestre. Al penetrar en la atmósfera la superficie del meteorito alcanza temperaturas que funden su superficie. Pero sólo esta parte. Interiormente no hay tiempo suficiente para que la fusión la alcance. Si los microorganismos se encuentran en la profundidad de la roca, podrían sobrevivir
4º A lo largo de su viaje interplanetario deben superar otro problema: Radiaciones de alto riesgo: UV que destruyen las cadenas que forman los átomos de C de las moléculas orgánica. En un experimento realizado por la NASA, se expusieron a las condiciones del espacio exterior numerosas esporas de Bacillus subtilis. Las que estaban protegidas por una simple capa de aluminio sobrevivieron en su mayoría. Las que estaban expuestas murieron pero no todas. Una de cada diez mil sobrevivió. Otro problema lo constituyen las radiaciones Gamma, mucho más energéticas y más complicadas de proteger. Las partículas orgánicas que estuviesen protegidas en el interior del meteorito sufrirían la acción de otras radiaciones secundarias originadas en la propia penetración hacia el interior de las partículas gamma. Sería por tanto, preciso un meteorito de espesor suficiente para evitar que llegaran estas radiaciones. Y estos no son tan frecuentes en su escape de la superficie marciana

Para los científicos que defienden esta propuesta existen algunas bacterias como Deinococcus radiodurans (el nombre ya dice mucho) que son capaces de resistir dosis de radiación muy fuertes (prospera dentro de los reactores nucleares). Si se cumplen las condiciones anteriores sobre la eyección, entrada y resistencia a radiaciones es posible aceptar la idea. Se han de realizar aún experimentos sobre la supervivencia de estas especies bacterianas sobre zonas abiertas del espacio libres del campo magnético terrestre.

Como puede verse la hipótesis de Panespermia precisa de muchas comprobaciones y de supuestos que se desconoce si ocurrieron o no. ¿Efectivamente hubo vida en otros planetas? ¿Sobrevivirían al impacto y al viaje? ¿Sería posible el desarrollo posterior de estos elementos prebióticos o de microorganismos tras su llegada? Es posible que llegarán cuando la vida ya había surgido en la Tierra y no pudieron sustituir a estos. O es posible que sus descendientes se encuentren aún en alguna parte de nuestro planeta. Sería muy interesante encontrar bacterias que tuvieran una diferencia genética notable con las especies conocidas, tarea complicada puesto que aún quedan muchas especies de bacterias por catalogar. Quizá la evidencia más importante para esta teoría sería encontrar vida en otros planetas.

EVOLUCIÓN Y EGOISMO

EVOLUCIÓN Y EGOISMO

Independientemente de la perspectiva que se elija para explicar el egoísmo que se muestra en las conductas animales, a través de las máquinas de supervivencia de los defensores del gen egoísta o mediante una visión de grupo, me preocupa el origen de estas conductas y como se han gravado en nuestro acervo genético.
Entre los ejemplos interesantes, me fascina especialmente el del cuco: una hembra de cuco coloca un huevo sobre el nido de otra especie completamente distinta, como por ejemplo el carricero común. Al cabo, el polluelo de cuco elimina la competencia (la prole original), quedando solo como único pollo a alimentar por unos padres que ven que el nido se queda pequeño para su voraz polluelo. En todo esto hay muchas preguntas que surgen: ¿Cómo se origina este comportamiento? ¿Cómo es posible que no sea repudiado el pollo del cuco por sus padres adoptivos? ¿Cómo no ha evolucionado una conducta del carricero, tendente a eliminar dicha forma de parasitismo? ¿Estamos ante un caso de egoísmo maquinado o bien de altruismo desproporcionado?
Reflexionando sobre el origen, sin duda el cuco es un especialista que explota las posibilidades que se le ofrecen. Desde el punto de vista genético, su éxito es pleno puesto que se consigue darle continuidad a sus genes (individualmente o como especie) con una inversión mínima en tiempo y en energía, puesto que la ponen otros. Puede parecer lógico que la selección natural haya mantenido estos genes. Sobre su origen hemos de imaginarnos una situación parecida a esta: los cucos, junto a otros grupos de aves anidan en lugares comunes (árboles, carrizos). La nidación es siempre una cuestión compleja puesto que implica energía y tiempo para realizarlo (sumando la ostentación que algunas aves hacen para atraer a las hembras). Esta competencia entre especies (y dentro de la misma) por los mejores lugares de anidamiento haría que con frecuencia, aquellos que lo hicieran en lugares no muy adecuados perdieran su nidada. Evolutivamente estarían perjudicados. Surge una nueva opción: poner los huevos sobre el nido ya elaborado por otra especie de ave. Es muy posible que antes de la puesta del cuco, si existe una puesta del anterior propietario esta se elimine y si no existe simplemente se ocupe. Claro que el beneficio de uno, es el perjuicio de otros. La pérdida del nido del ave propietaria supone un doble esfuerzo puesto que deberá construir otro (y esto, si no se le vuelve a robar). Evolutivamente esta pérdida del nido sería selectivamente castigada, mientras que la conducta del cuco favorecida. Al cabo de un tiempo, el cuco debería de nuevo buscar nidos, que tendría que elaborar él mismo.
Pero ¿y si el cuco no elimina la progenie del primer propietario? Lógicamente sería un grave perjuicio para este, puesto que hay individuos cuyos genes no son los suyos y compiten (al menos, por el espacio) con sus propias crías ¿En que momento se desarrolla la conducta actual del cuco?
¿Qué ocurriría si el cuco elimina todos los huevos de su hospedador? Si el desarrollo del cuco lleva a una eclosión más temprana y el alimento fuera suministrado por ambos, cuco y carricero, es evidente que el éxito sería pleno. Pede ser que la camada de carriceros permaneciera y fuera empollado por el usurpador. La ventaja aparecería cuando uno de los dos progenitores, cuco o carricero abandonara a su prole, con la seguridad de que sería alimentado por el otro. Es el cuco quien abandona y es posible que repita la operación con otra posible puesta en otro nido. Ahora su esfuerzo reproductivo se simplifica solo en la puesta. Anidamiento, cuidado y alimentación es ahora trabajo de otros. Evolutivamente, su premio estaría claro. Del conjunto de los cucos, aquellos que evolutivamente “seleccionaran” esta estrategia estarían en ventaja respecto a los demás. Desde la perspectiva del gen egoísta, se invierte más en la misma ave que en su descendencia, que lleva solo el 50% de sus genes frente al 100% de su progenitor.
Por el contrario, el ave parasitada no obtendría ningún beneficio, dará futuro a genes que no les son propios. ¿Cómo es posible que no se desarrollen mecanismos tendentes a su eliminación? Una posible explicación podría venir dada por al teoría clásica de la supervivencia de la especie, o por el bien de la misma. Podría tratarse de una forma de altruismo para su mantenimiento. También como una forma de autocontrol de las poblaciones de carriceros. Gracias a este parasitismo desarrollado por el cuco, la población de carriceros se controla. Es una especie de “altruismo” programado. ¿Pero y desde la Teoría del Gen Egoísta? ¿Cómo podemos explicarlo? Evolutivamente, es una conducta contraria a la supervivencia de esa máquina genética que invierte su energía en la perpetuación de genes de otro. Parece lógico pensar que los genes de aquellos carriceros que fueran parasitados por el cuco deberían desaparecer, puesto que no se transmiten.
¿Serán los cucos capaces de distinguir carriceros cuya capacidad de aceptación de crías del cuco fuera mejor? Si, pero evidentemente estos carriceros estarían abocados a la desaparición, puesto que sus genes no se transmitirían.
Es aquí donde encontramos el conflicto entre ambas explicaciones teóricas: idea del bien de la especie frente a egoísmo genético. Desde el punto de vista clásico la especie de carriceros soporta dicho parasitismo como forma de control (como lo sería otro factor ambiental), simplemente porque la especie evolutivamente no se verá afectada. Desde el punto de vista del gen egoísta ¿Cómo es posible que se mantenga un engaño tan perjudicial para dichos individuos? Puede ser que en caso de tratarse de un parasitismo parcial, en el que perviven los polluelos del carricero, la presencia de una cría de gran tamaño favorezca la supervivencia de sus propios polluelos, ahuyentando a otros predadores, pero cuando sólo el pollo de cuco pervive la explicación es más compleja:
1. Es una prueba del éxito de ciertos genes en ciertas máquinas de supervivencia
2. Es un hecho asumido (no conscientemente) que un número determinado de carriceros se vean parasitados por cucos, debido a su éxito evolutivo (como genes). Aún aceptando que es un hecho negativo, no afecta a su propia realización: hay otra posible generación a la espera y las posibilidades de ser de nuevo parasitazas son menores. Volvemos así a la explicación del bien de la especie.