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Notas interactivas, libros completos, experimentos online, podcasts, historias, crónicas, newsletters y mucho más.

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Para las científicas a lo largo de la historia, unir su nombre al de otra persona, casi siempre un hombre, a menudo su marido, era la manera de, si no recibir el reconocimiento que merecían, al menos de poder llevar [...]

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Mujeres con ciencia - Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

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Nuestro objetivo es mostrar lo que hacen y han hecho las mujeres que se han dedicado y dedican a la ciencia y a la tecnología. Biografías, entrevistas, eventos, efemérides y todo tipo de crónicas o hechos relevantes tendrán cabida en este medio.

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Suplemento de Ciencias del diario El País

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Suplemento de Ciencias del diario El País

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Las últimas noticias sobre ciencia donde encontrarás la última hora sobre investigaciones, hallazgos, I+D, laboratorios, descubrimientos además de reportajes, entrevistas y los blogs de EL PAÍS.

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El médico que descubrió que lavarse las manos salva vidas

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El médico que descubrió que lavarse las manos salva vidas

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Ignaz Philipp Semmelweis descubrió que desinfectarse las manos antes de tratar a las parturientas disminuía drásticamente las muertes.

Foto: CordonPress

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Actualmente todos somos conscientes de la importancia que tiene lavarse las manos para prevenir infecciones. Pero un gesto que ahora nos parece tan lógico (y que ha salvado tantas vidas), no lo era hace apenas 150 años.

El autor de esta brillante y maravillosa idea fue un médico húngaro de origen alemán llamado Ignaz Philipp Semmelweis. Nacido el 1 de julio de 1818, este médico es mundialmente conocido como "el salvador de las madres", ya que fue él quien descubrió que desinfectarse las manos antes de tratar a las parturientas disminuía drásticamente los casos de muerte de mujeres y recién nacidos a causa de la fiebre puerperal.

Semmelweis es mundialmente conocido como "el salvador de las madres" al demostrar que desinfectarse las manos antes de tratar a las parturientas evitaba muchas muertes.

Una batalla perdida

En 1847, Semmelweis propuso a sus colegas lavarse las manos antes de atender a las pacientes en el hospital obstétrico de Viena donde ejercía, ya que las cifras de muertes de mujeres que acababan de dar a luz eran aterradoras. Pero a pesar de demostrar la eficacia de su método, ya que las muertes disminuían drásticamente tras un minucioso lavado de manos, sus ideas fueron denostadas por sus colegas, que lo tildaron de loco y de charlatán. Además, jamás le perdonaron que de algún modo los acusara de ser los responsables de la muerte de sus pacientes.

A pesar de demostrar la eficacia de su método, sus ideas fueron denostadas por sus colegas, quienes le tacharon de ser un loco y un charlatán.

Al final, fue despedido y años después cayó en una profunda depresión. Se dio a la bebida, y su comportamiento errático preocupó a sus allegados y a su esposa, que creyeron que estaba perdiendo la razón (se ha dicho que tal vez padecía de demencia precoz o Alzheimer). Al final, en 1865, Semmelweis fue internado en un hospital psiquiátrico donde murió dos semanas después de su ingreso a causa de una septicemia, a los 47 años.

Incomprensión y muerte

Los métodos de las instituciones mentales de la época eran brutales, y los enfermos eran sometidos a toda clase de tratamientos como duchas con agua fría y purgas con aceite de ricino. Los internos también recibían malos tratos por parte de los guardias. Al parecer, es lo que le sucedió a Semmelweis: tras sufrir una paliza, una de las heridas se infectó y le acabó causando la muerte.

Los enfermos internados en psiquiátricos eran sometidos a toda clase de tratamientos como duchas con agua fría y purgas con aceite de ricino.

Para saber más

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Ignaz Semmelweis, el médico que descubrió que lavarse las manos salva vidas

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Este médico húngaro propició que, con su método para lavarse las manos, se salvasen miles de vidas de parturientas y recién nacidos hace ya 150 años al evitar la transmisión de infecciones como la fiebre puerperal. En su época, sus ideas fueron denostadas y fue tildado de charlatán, pero la historia ha demostrado que su gesto marca la diferencia.

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Los desmontes aumentan el riesgo de enfermedades

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Los desmontes aumentan el riesgo de enfermedades

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Salta, 21 de marzo de 2021.- En el marco del Día Internacional de los Bosques, Greenpeace alertó sobre el avance de los desmontes en Salta. Sus activistas denunciaron frente al cabildo de la Ciudad el impacto de la deforestación en la salud de la población y señalaron la responsabilidad del gobernador Gustavo Sáenz en la autorización de nuevos desmontes.

Los ecologistas desplegaron un cartel con la leyenda " Sáenz: la deforestación nos enferma ", junto a la foto del gobernador con los ojos tapados por un barbijo, ilustrando la actitud del gobierno salteño frente a la destrucción de los bosques nativos y sus consecuencias.

"Más desmonte significa más enfermedades; más inundaciones, más desalojos de comunidades campesinas e indígenas, más desaparición de especies en peligro de extinción y más cambio climático", explicó Noemí Cruz, coordinadora de la campaña de Bosques de Greenpeace.

El mes pasado Greenpeace presentó su informe anual (1) de deforestación, donde denunció que la pérdida de bosques nativos en el norte de Argentina en 2020 fue de 114.716 hectáreas y que, a pesar de las restricciones impuestas por la pandemia de Covid-19, fue superior al año anterior. La provincia de Salta desmontó más de 20 mil hectáreas durante 2020 y en lo que va del año se están gestionando autorizaciones para destruir 28 mil hectáreas más.

"La actual crisis sanitaria, climática y de biodiversidad que estamos sufriendo no deja dudas: Con la deforestación nos acercamos cada vez más a los patógenos. A la vez, generamos condiciones -cambio climático, menor humedad, mayor temperatura- para que los patógenos se multipliquen. Posteriormente a los desmontes, con la agroindustria intensiva que se desarrolla, creamos patógenos mega resistentes debido al uso de agrotóxicos y antibióticos. La destrucción de la naturaleza es un crimen. Proteger los bosques es clave para mantener el derecho a la salud pública", dijo Cruz.

"Los desmontes deben ser considerados un delito penal, como así también los incendios, que este año en Río Negro y Chubut arrasaron 30.000 hectáreas. Una superficie similar se quemó en Jujuy el año pasado". El gobernador no debe avanzar con más autorizaciones de desmontes, esas que están pendientes, no deben autorizarse, representarían más de lo que ya se desmontó en la provincia el año pasado".
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En 2012, la Asamblea General de las Naciones Unidas proclamó el 21 de marzo como Día Internacional de los Bosques, siendo 2013 el primer año en celebrarlo oficialmente.

Mediante su celebración se rinde homenaje a la importancia de todos los tipos de bosques y se intenta generar conciencia al respecto. Cada vez que se celebra el Día Internacional de los Bosques, se alienta a los países a adoptar iniciativas en el plano local, nacional e internacional para la organización de actividades relacionadas con los bosques.

Exigí deforestación cero

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Salta: denuncian que los desmontes aumentan el riesgo de enfermedades

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Activistas denunciaron frente al cabildo de la Ciudad de Salta el impacto de la deforestación en la salud de la población y señalaron la responsabilidad del gobernador Gustavo Sáenz en la autorización de nuevos desmontes.

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Controversias en la Historia de las ciencias

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Controversias en la Historia de las ciencias

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Autores/as

Foro para la conservación del Mar Patagónico

Palabras clave:
Salmoneras, Conservación

Resumen

El Canal Beagle, uno de los sitios más valiosos del ecosistema marino patagónico, se encuentra amenazado frente a los planes de la industria salmonera de operar en sus aguas. Frente a los proyectos de expansión de la actividad, el Foro para la Conservación del Mar Patagónico -formado por 24 organizaciones ambientalistas-, advierte sobre los daños catastróficos e irreversibles que la salmonicultura provocaría en la región y explica por qué Argentina y Chile deben enfrentar el riesgo y actuar conjuntamente para evitar su emplazamiento en uno de los sitios más prístinos del planeta.

El Canal Beagle se destaca por sus aguas prístinas y por
alojar una rica y abundante biodiversidad. Su gran variedad de hábitats marino-costeros contiene una importante diversidad de invertebrados y vertebrados marinos. Mamíferos y aves marinas, como cormoranes imperiales, pingüinos de Magallanes, albatros de ceja negra, lobos marinos de uno y dos pelos y ballenas jorobadas, entre otros, utilizan este corredor biológico que comunica los Océanos Atlántico y Pacífico como área de reproducción, alimentación o migración, generando una gran atracción turística en Chile y Argentina. Pero además de valiosa, se trata de una región potencialmente vulnerable, especialmente, frente al cambio climático, la contaminación y la actividad pesquera a gran escala. Ahora también podría enfrentarse a los impactos de la salmonicultura.

ARK CAICYT: http://id.caicyt.gov.ar/ark:/s27967360/yfpm3197p

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Foro para la conservación del Mar Patagónico Salmoneras, Conservación El Canal Beagle, uno de los sitios más valiosos del ecosistema marino patagónico, se encuentra amenazado frente a los planes de la industria salmonera de operar en sus aguas.

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Inma Besante Alcayna, Genotipia
La palabra cromosoma procede del griego y su significado etimológico es "cuerpo que se tiñe". Los cromosomas son estructuras fundamentales a nivel biológico, ya que, en ellos se encuentran contenidas las unidades básicas de la información genética, los genes.

En el presente artículo vamos a realizar un recorrido a lo largo de la historia de la Genética y, más concretamente, a través de la historia de estas moléculas fundamentales para la vida, los cromosomas. Los cromosomas, son capaces de almacenar toda la información necesaria para la formación y desarrollo de un nuevo individuo, información que, a su vez, se transfiere de generación en generación.
Los cromosomas, como adelantábamos anteriormente, son las estructuras que contienen la información genética de un individuo materializada en forma de genes.
Para iniciar el recorrido a lo largo de la historia de los cromosomas debemos remontarnos a 1842, año en que estas estructuras fueron observadas por primera vez por el botánico suizo Karl Wilhem von Nágeli. Von Nägeli descubrió los cromosomas observando el núcleo de células vegetales.

La existencia de estas estructuras en células animales, concretamente en lombrices del género Ascaris, fue descrita paralelamente por el biólogo belga Èdouard van Beneden. Por su parte, la definición y acuñamiento del término cromosoma, fue elaborada por Heinrich Wilhelm Gottfried, analista y patólogo alemán en el año 1888.

Posteriormente, el desarrollo y aplicación de técnicas citológicas como la tinción basada en anilinas (amina cíclica empleada como colorante) permitieron el estudio y observación más detallada de estas estructuras, posibilitando la consecución de nuevos e interesantes descubrimientos.

Entre estos descubrimientos destacan los de Walther Flemming, biólogo y fisiólogo alemán y uno de los fundadores de la citogenética. Flemming, haciendo uso de las técnicas de tinción con anilinas descritas anteriormente, descubrió que el material contenido en el núcleo, era capaz de teñirse fuertemente otorgando visibilidad a la estructura que, a día de hoy, conocemos como cromatina ( forma en la que se presenta el DNA en el núcleo celular).

Por otro lado, Walther Flemming llevó a cabo estudios sobre la división celular y el comportamiento de los cromosomas en el núcleo celular, fruto de los cuales descubrió y acuñó el proceso de mitosis, proceso de reproducción celular que tiene como resultado la formación de dos células hijas con la misma dotación cromosómica que la célula progenitora.

La totalidad de los descubrimientos descritos anteriormente se llevaron a cabo de manera completamente ajena a los postulados establecidos por Gregor Mendel, pasando casi desapercibidos. No fue hasta el redescubrimiento de Las Leyes de Mendel, por parte de Erich von Tschermak, Carl Correns y Hugo de Vries, cuando dichos descubrimientos cobraron verdadera importancia, con la asociación de los principios establecidos por Mendel con el comportamiento de los cromosomas. Esta correlación se llevó a cabo gracias a los diversos estudios que culminaron con el establecimiento de la Teoría cromosómica de la herencia descrita de manera independiente por Walter Sutton y Theodor Boveri. La Teoría cromosómica de la herencia postula que los factores responsables de la herencia ( genes) se encuentran en los cromosomas y que el comportamiento de los cromosomas durante la meiosis puede explicar las leyes de la herencia descritas por Mendel.

L a confirmación de la Teoría cromosómica de la herencia vino de la mano del genetista Thomas Hunt Morgan y de sus estudios con Drosophila melanogaster, organismo modelo en genética y también conocida como mosca de la fruta. Estos estudios se basaron en el establecimiento de cruces monohíbridos y la observación y análisis de la descendencia, atendiendo al gen que determina el color de ojos en D. melanogaster, resultados que, concuerdan con las leyes de Mendel y con la Teoría cromosómica de la Herencia.

Los experimentos de Sutton y Boveri, así como los llevados a cabo por Thomas Hunt Morgan, permitieron el nacimiento de la Citogenética moderna y el punto de inicio de una de las etapas más apasionantes de la historia de la ciencia en general y de la Genética en particular.

A partir de este momento y gracias al desarrollo de técnicas de tinción más precisas, se llevaron a cabo relevantes descubrimientos como la determinación del cariotipo humano en 46 cromosomas, establecida por Joe Hin Tjio y Albert Levan en su trabajo "The chromosome number of man" publicado en la revista Hereditas.

Este descubrimiento constituye un hito en la cronología de la historia de los cromosomas que nos ocupa, ya que, permitió sentar las bases de la Genética Clínica, posibilitando el establecimiento de relaciones entre las anomalías cromosómicas y la aparición de determinadas enfermedades.

El profuso desarrollo acontecido durante el siglo XX por lo que respecta a las técnicas de citogenética molecular, como las técnicas de hibridación cromosómica in situ (FISH) o la Hibridación Genómica comparada (CGH) ha permitido la observación detallada y precisa de los cromosomas y con ella el establecimiento de técnicas de diagnóstico de patologías causadas por anomalías cromosómicas incluso antes del nacimiento, dejando patente una vez más la relevancia de los cromosomas para la vida.
Bibliografía:

Drets, M Los orígenes de la genética y la citogenética humana.

Stefan Müller,a,* Palma Finelli,b Michaela Neusser, a and Johannes Wienberga,c, The evolutionary history of human chromosome 7.

Tjio, JH, Levan, A, The chromosome number of man, Hereditas: Genetitiskt Arkiv, Band 42 (1956), 1-2: pp. 1-6.

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Historia de los cromosomas - Estructuras fundamentales para la vida.

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Inma Besante Alcayna, Genotipia La palabra cromosoma procede del griego y su significado etimológico es "cuerpo que se tiñe". Los cromosomas son estructuras fundamentales a nivel biológico, ya que, en ellos se encuentran contenidas las unidades básicas de la información genética, los genes.

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Científicos del CSIC descubren que la división celular que origina los gametos se controla desde fuera del núcleo

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Científicos del CSIC descubren que la división celular que origina los gametos se controla desde fuera del núcleo

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Una investigación del Instituto de Biología Funcional y Genómica (IBFG, CSIC-USAL), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Universidad de Salamanca, ha descubierto que la división celular conocida como meiosis, responsable de la formación de óvulos y espermatozoides, posee mecanismos de control ubicados en el citoplasma que rodea al núcleo celular. Este estudio, realizado en un tipo de levadura que también se reproduce de forma sexual, supone un avance en el conocimiento molecular de los sistemas de vigilancia meióticos para evitar errores como los gametos aneuploides, es decir, con un número inadecuado de cromosomas. La aparición de problemas en este tipo de división celular puede ocasionar abortos espontáneos, enfermedades genéticas o problemas de infertilidad.

"De forma inesperada, este artículo pone de manifiesto que la proteína Pch2, que tradicionalmente se había estudiado y localizado exclusivamente dentro del núcleo, también se encuentra en el citoplasma y, de hecho, es la proteína citoplasmática la que es esencial para llevar a cabo la función de supervisión de la meiosis. Lo más relevante es que Pch2, desde el citoplasma, controla procesos meióticos esenciales que ocurren dentro del núcleo celular", explica Pedro San-Segundo, científico del IBFG que ha liderado el estudio.

La meiosis es la división celular encargada de la formación de los gametos, es decir, de los óvulos y los espermatozoides necesarios para la reproducción. Mediante este proceso, las células que contienen los 46 cromosomas que posee el ser humano, reducen su número a la mitad formando los gametos, que solo tienen un único conjunto de 23 cromosomas. Por esta razón, cuando un espermatozoide y un óvulo se unen en la fecundación, sus cromosomas se mezclan para formar un individuo genéticamente diferente.

Los errores que se producen durante este proceso derivan en gametos defectuosos que pueden ser la causa de abortos espontáneos, enfermedades genéticas e infertilidad. "Por eso las células meióticas poseen mecanismos de vigilancia o checkpoints que aseguran que los gametos reciben el número adecuado de cromosomas. Estos mecanismos son como alarmas, que son necesarias para estar seguros de que, en caso de una emergencia, se responda adecuadamente para evitar peligrosas consecuencias", explica Beatriz Santos, científica del IBFG y coautora del proyecto.

Dentro de estos mecanismos de vigilancia destaca la proteína Pch2, presente en organismos como levaduras o seres humanos, que paraliza el proceso de meiosis y activa la respuesta celular ante problemas en la asociación de cromosomas homólogos que, sin la acción de Pch2, darían lugar a la aparición de gametos aneuploides. Tradicionalmente, la proteína Pch2 se ha localizado en los cromosomas y en el compartimento del núcleo celular conocido como nucleolo. Sin embargo, este estudio ha demostrado que dicha proteína se localiza también en la matriz semifluida que rodea al núcleo, conocida como citoplasma, desde donde controla la asociación entre cromosomas que se produce en el interior del núcleo, durante la meiosis.

Para que el mecanismo de control actúe de forma adecuada, la presencia de la proteína Pch2 en los distintos compartimentos celulares como nucleolo, citoplasma y cromosomas, debe ser equilibrada. "Conocer cómo funcionan estas alarmas celulares podría ayudar a entender mejor las posibles alteraciones que subyacen a las patologías reproductivas y, a largo plazo, contribuir a su prevención", concluye San-Segundo.
Alejandro Parrilla / CSIC Comunicación

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Científicos del CSIC descubren que la división celular que origina los gametos se controla desde fuera del núcleo

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Una investigación del Instituto de Biología Funcional y Genómica (IBFG, CSIC-USAL), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Universidad de Salamanca, ha descubierto que la división celular conocida como meiosis, responsable de la formación de óvulos y espermatozoides, posee mecanismos de control ubicados en el citoplasma que rodea al núcleo celular.

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La sonrisa del gato, mitosis y movilidad celular. Un mismo origen simbiótico

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La sonrisa del gato, mitosis y movilidad celular. Un mismo origen simbiótico

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de diferentes especies. La simbiogénesis es una consecuencia evolutiva de la simbiosis, y es a su vez el proceso que lleva a la formación de nuevas estructuras y funciones, producto de la convivencia durante largo tiempo de dos o más organismos.

El término simbiogénesis fue acuñado en 1909 por Konstantin Sergeivich Merezhkovsky (1855-1921), un notable biólogo ruso que escribió un libro cuyo título es La Teoría de los dos plasmas como base de simbiogénesis: un nuevo estudio del origen de los organismos, en donde hace algunas sugerencias particularmente interesantes. Sin embargo, su predecesor y colega Andrei Sergeivich Famintzin, fundador de uno de los pocos laboratorios de fisiología vegetal de San Petersburgo, ya intuía algo, pues día tras día rompía células vegetales para extraerles los plástidos y ponerlos a crecer, convencido firmemente de que se trataba de cianobacterias atrapadas. Sobra decir que, por razones obvias, nunca tuvo éxito, pero conceptualmente se encontraba en el camino correcto.

Al mismo tiempo y de manera completamente independiente, Ivan Emmanuel Wallin, profesor de Anatomía de la Universidad de Colorado, acuñó la palabra simbionticismo. En 1927 escribió un maravilloso libro cuyo título es Symbionticism and the Origin of Species, en donde desarrolla tres puntos que me parecen muy correctos, de los cuales sólo uno es aceptado actualmente. El primero es que, por un proceso de simbiosis, las mitocondrias se originaron de bacterias aerobias. El segundo, que en las células de animales y plantas, la interrelación entre los simbiontes, esto es, la dinámica poblacional entre las mitocondrias y los demás habitantes que constituyen la célula, es el proceso que subyace al fenómeno de diferenciación celular; y por último, que la adquisición de simbiontes microbianos, sobre todo de bacterias, es el mecanismo más importante en el origen de las especies. No hace falta decir que fue ignorado.

Paralelamente, en 1924 Boris Kozo-Poliansky, otro ruso, propuso que los organelos que proporcionan movilidad a la célula son relictos de bacterias móviles, que él llamaba citoides flagelados. Kozo-Poliansky se dio cuenta de las implicaciones de su idea, pues creía que al convertirse en parte integral del citoplasma celular, estas bacterias podrían tener influencia en sus procesos internos, incluyendo la división celular. Me parece que fue la única persona que pensó en estos organelos en términos de simbiosis. Desafortunadamente su libro nunca ha sido traducido al inglés, y sus ideas han permanecido prácticamente desconocidas entre los científicos occidentales, aunque actualmente L. N. Khakhinc prepara un libro en el que aparecerá un texto de Kozo-Poliansky y que será publicado por la Universidad de Yale.

¿Cuáles son los criterios para establecer el origen simbiótico de un organelo? No estoy hablando de virus, plásmidos, ni de cualquier otro tipo de replicones, sino de entidades que se encuentran rodeadas por su propia membrana, de entidades realmente autopoiéticas. Es decir, de organismos que alguna vez fueron totalmente libres, y que ahora son simbiontes obligados.

Un organismo que alguna vez fue de vida libre, que se vuelve simbionte y evoluciona en organelo por integración genética, inicialmente debe tener su propio ADN característico, y RNA mensajeros codificados por él. Debe tener toda una batería de polimerasas para sintetizar tanto el ADN como el ARN, como lo hacen todas las células y, sobre todo, debe de estar rodeado por una membrana que él mismo sintetiza, la cual debe de contar con canales iónicos integrados que controlen la composición interna.

Esto es en teoría lo que debe de tener inicialmente un organismo al entrar en simbiosis. Además, el organelo se tiene que parecer más a algún microbio de vida libre conocido que al resto de la célula en que reside.

Todos estos criterios se pueden aplicar sin dificultad alguna a los plástidos de algas y plantas, y por supuesto que los plástidos se parecen más a las cianobacterias -que producen oxígeno y poseen clorofila a- que al resto de la célula en que viven. Y si estos mismos criterios se aplican a las mitocondrias, es claro que éstas se parecen más a ciertas eubacterias que respiran oxígeno, que al resto de la célula que habitan. Es por ello que tales criterios pueden ser generales.

De lo anterior surge una manera distinta de ver la evolución, según la cual la célula eucarionte no proviene de una célula individual, de alguna bacteria que habría evolucionado gradualmente, dando lugar a la aparición de características nuevas y cada vez más complejas. Por el contrario, la célula eucarionte sería el resultado de la estrecha interacción de diversos organismos, en la cual cada precursor aporta un módulo completo de genes que conlleva una serie de habilidades bioquímicas.

Todo esto nos lleva a establecer una división entre las células que poseen un sólo genoma (homogenómicas), que comprenden a las eubacterias y arqueobacterias, conocidas como procariontes, y las eucariontes, que poseen un núcleo delimitado por una membrana -característica que las define-, y que tienen diferentes genomas, como el de las mitocondrias y el de los cloroplastos. Así, por ejemplo, en las plantas tenemos por lo menos tres genomas de distinto origen: el del núcleocitoplasma, el de la mitocondria, y el de los cloroplastos.

No siempre es fácil encontrar las evidencias para reconstruir este tipo de historias evolutivas. Existe una relación paradójica entre la simbiosis y sus evidencias. Cuando los organismos viven juntos en armonía casi perfecta, se vuelven prácticamente indetectables. Sir David Smith FRS, un distinguido botánico que actualmente se encuentra en la Universidad de Edimburgo), compara lo que ocurre en estos casos con la manera en que progresivamente se esfuma el gato de Cheshire de Alicia en el País de las Maravillas, dejando tras de sí únicamente una sonrisa enigmática: "el organismo pierde paulatinamente piezas de sí, lentamente, confundiéndose con el fondo general. Su existencia sólo se delata por algún relicto".

La movilidad de la célula eucarionte podría ser producto de uno de estos casos. La capacidad de movimiento de las células eucariontes, tanto interno como externo, no tiene paralelo en los procariontes. Los eucariontes poseen apéndices en forma de látigo que les permiten nadar en medios acuosos o acarrear material hacia su interior, y pueden moverse formando tentáculos. Reacomodan sus organelos de manera individual. Durante la mitosis -proceso de división celular característico de los eucariontes- los cromosomas se colocan en el centro de la célula que se va a dividir, y la mitad de cada uno de ellos es separada, migra hacia los polos, y parte con una de las dos nuevas células. Es lo que ha sido llamado "danza de los cromosomas".

Las bacterias carecen de todas estas formas de movimiento intracelular. Algunas pueden nadar con ayuda de flagelos, que son pequeños apéndices que han sido confundidos con el organelo que confiere movilidad a las células eucariontes, al cual hemos designado con el nombre de undulipodio. El flagelo es menos largo, posee un diámetro mucho menor, una estructura más simple y funciona por rotación. Por el contrario, el organelo eucarionte se encuentra completamente rodeado por una membrana celular. Se sabe que el movimiento del flagelo está restringido a la parte superior, en donde rota al interior de la membrana. Si se corta el flagelo en varios trozos, éstos carecen de movilidad propia, y la parte superior sigue girando sola. En cambio, el organelo eucarionte es intrínsecamente móvil, ya que al ser cortado en pedazos, cada trozo se aleja nadando. Asimismo, el número de proteínas que constituyen el flagelo bacteriano es mínimo, no llegan a cinco, a diferencia del organelo eucarionte, que sobrepasa las 600. Por todo ello, el empleo de la palabra flagelo para designar la estructura motriz en eucariontes es completamente erróneo, ya que se trata de una estructura completamente distinta a la procarionte, y su aparente similitud se debe únicamente a una convergencia funcional.

Sería conveniente uniformar el término empleado para designar este organelo de movilidad que, por presentarse en una gran variedad de organismos eucariontes, ha sido designado con nombres tan diversos como cola de esperma, cilio, mastigión, euflagelo, pasando por flagelo de eucarionte, lo cual es un grave error.

El nombre de undulipodio (del latín, pie móvil) me parece más adecuado, y además es fácil de pronunciar. Por ejemplo, en español se dice undulipodio y suena muy bien (mejor que en inglés). El uso de esta palabra empieza con Otto Bütschli, en 1908, pasa a los textos rusos y posteriormente regresa a los alemanes con el libro de Max Hartmann. Lo ideal sería que tanto quienes trabajan con dinomastigotes, como con árboles de Ginkgo, o con esperma de mamíferos, sepan que cuando alguien se refiere al undulipodio, está hablando del mismo organelo el que confiere movilidad a la célula eucarionte, que mide cerca de un cuarto de micrón de diámetro, y cuya estructura interna presenta nueve pares de microtúbulos con dos microtúbulos individuales en el centro, dispuestos todos a manera de un disco de teléfono anterior a la era digital (lo que se conoce como el patrón de microtúbulos de 9 (2) + 2).

Un undulipodio se encuentra siempre anclado en la base por una estructura llamada cinetosoma o cuerpo basal, a partir de la cual se forma. El cinetosoma está formado por nueve tripletes de microtúbulos ordenados en círculo. Cuando el cinetosoma se encuentra solo, sin el resto del undulipodio, es idéntico al centriolo, la estructura que aparece durante la mitosis en muchas células eucariontes, y que también presenta una estructura interna de nueve tripletes de microtúbulos dispuestos de la misma manera.

Mas no sólo la estructura es la misma. El mismo centriolo que va al polo mitótico puede ir del centro al borde de la célula, en donde genera el undulipodio. Es decir, el centriolo pasa a ser cinetosoma (por eso se llama centriolo-cinetosoma). Visto al microscopio, el centriolo parece un manojo de palillos a la deriva en el citoplasma. Un mayor aumento permite distinguir nueve pequeños manejos de tres palillos cada uno. Por ejemplo, al iniciarse la mitosis en la célula animal, el centriolo se reproduce justo antes de que los cromosomas se vuelvan visibles, y la progenie migre a los polos opuestos de la célula. Los nuevos centriolos quedan en los extremos del huso mitótico, el cual está formado por una serie de hilos delgados a lo largo de los cuales los cromosomas se mueven hacia los extremos. Al terminar la mitosis, el centriolo migra hacia la superficie de la célula, y allí puede generar un undulipodio.

Además de tener la misma estructura y función, tanto el cinetosoma como el centriolo están formados por el mismo tipo de proteína, la tubulina, la cual se une formando estructuras en forma de pequeños túbulos, conocidos como microtúbulos. Los microtúbulos tienen un diámetro de 24 nanómetros y están constituidos por 13 protofilamentos de tubulina. Al analizar esta estructura se encontró que las paredes de los nueve pares de microtúbulos contienen grandes cantidades de alfa y beta tubulinas en proporciones equivalentes, las cuales alcanzan pesos moleculares cercanos a los 50 kilodaltones. Estos microtúbulos están muy conservados evolutivamente: se encuentran en el sistema nervioso -neurotúbulos-, en el huso mitótico, en la pared celular de las plantas, en todos los undulipodios, etcétera. Resulta interesante que al realizar el comparativo empleando anticuerpos en diferentes organismos, en las casi 60 secuencias reportadas de estas proteínas se encontró un 80% de similitud, y en algunas proteínas se observaron regiones en donde se alcanza el 100%.

Aparte de estas proteínas, el undulipodio posee cerca de 600 proteínas adicionales, de las cuales, cerca de 250 se encuentran en el eje y más de 350 en el cinetosoma. Algunas de ellas son exclusivas del eje y otras del cinetosoma. En cambio, en el flagelo bacteriano y su cuerpo rotatorio sólo hay seis proteínas y unas treinta ligadas al desarrollo de la estructura.

Todo ello permite suponer que estas formas distintas de movimiento de la célula eucarionte tienen un origen común. Es decir, que el origen del undulipodio está relacionado con el de la mitosis. En mi opinión, ello se debe seguramente a la simbiosis entre una bacteria móvil y una bacteria parecida a la actual Thermoplasma, que formaron juntas el núcleocitoplasma, que albergó posteriores simbiontes.

Al igual que las mitocondrias y los cloroplastos, el cinetosoma y el centriolo se reproducen por sí mismos en células animales, y en espermatozoa de plantas únicamente lo hace el cinetosoma. Esto ocurre independientemente del ciclo celular, y en realidad poco se sabe de ello. Hay un bello experimento realizado por L. R. Cleveland, quien murió en 1971. Él expuso células anaeróbicas a oxígeno, al aire, de tal manera que se disolvieran los cromosomas y el ADN desapareciera. Sin embargo, se reprodujeron cientos de cinetosomas conectados al huso mitótico, ocurrió la división celular, y al final aparecieron dos organismos, los que murieron cuatro días más tarde por carecer de ADN. Cleveland mostró así la completa independencia fisiológica que existe entre los cromosomas y el huso mitótico.

En muchas células se ha visto que el undulipodio también se reproduce sin más. Por ejemplo, en las espermatofitas no se sabe cómo, pero los undulipodios aparecen por todos lados sin ton ni son. Esto se debe a la duplicación del cinetosoma que lo genera, que como ya se mencionó, se reproduce de manera independiente al ciclo celular. Estos procesos se observan en muchos de los protoctistas, un conjunto de aproximadamente 250,000 especies poco conocidas, ya que sólo se vuelven famosos en el momento en que afectan al hombre (como ocurre con Plasmodium, que produce el paludismo, Trypanosoma, responsable del mal de Chagas, etcétera), y cuyo estudio puede ser muy útil para entender el origen y la evolución de la mitosis.

En los ciliados, 10,000 organismos, casi todos unicelulares y de vida libre, cada especie es reconocida por el número y el patrón de agrupamiento característico de los cilios que se encuentran en su superficie. Cuando se altera la disposición de los cilios, cortando un pedazo de corteza con microcirugía y colocándolo al revés, este patrón es heredado por las células que se producen al dividirse la célula. Esto es una prueba más de la independencia de los undulipodios de los genes nucleares, al igual que las mitocondrias. Este hecho concuerda con la idea del origen simbiótico del undulipodio.

Me parece que una manera de interpretar estos hechos es pensando que el sistema de movilidad de la célula eucarionte posee su propia historia, distinta de la del resto de la célula, es decir, que tiene su origen en microorganismos simbióticos, cuyos componentes se han dispersado y tienen ahora nuevas funciones. La célula nucleada tiene, por lo tanto, su origen en la integración de simbiontes, formando una unidad más compleja.

La existencia de ADN en mitocondrias y cloroplastos terminó con las dudas que revoloteaban alrededor del origen simbiótico de estos organelos. En el caso del undulipodio, la observación de ciertos paramecios, un grupo de protoctistas, ya permitía suponer la existencia de material genético en el cinetosoma. Hay algunos paramecios que presentan una anormalidad en el nado, ya que en lugar de nadar en línea recta, estos organismos giran y se bambolean, dejando una traza anormal al nadar. Dicha anormalidad se transmite de generación en generación, pero también de manera anormal. Los paramecios presentan una forma de sexualidad en la cual intercambian material genético de sus núcleos, y posteriormente se dividen. Si ocurre un intercambio genético entre un paramecio de nado anormal y uno normal, la anormalidad sólo se presenta en la progenie del que tiene la anormalidad, ignorando las leyes elementales de la herencia. La explicación posible es la existencia de ADN fuera del núcleo, y su ubicación en el cinetosoma fue sugerida por las observaciones realizadas por genetistas que notaron que al emplear tinciones específicas para ADN, éstas coloreaban ciertas partes del cinetosoma.

La supuesta existencia de ADN en el cinetosoma ha causado mucha discusión, pero ahora existe una nueva evidencia. David Luck, John Hall y Zenta Ramanis, de la Rockefeller University, realizaron un experimento en Chlamydomonas, un alga verde unicelular que posee un gran cloroplasto y dos undulipodios, que parece confirmar este supuesto. El organismo se somete a múltiples mutaciones que truncan uno de sus undulipodios, disminuyendo su capacidad de nadar. Dos Chlamydomonas sexualmente activas se fusionan y producen células diploides, es decir, con el doble de material genético, las que, después de recombinarlo, se dividen formando células normales, haploides, dividiendo también su ADN en dos.

Lo primero que se dedujo fue que los genes mutantes se encontraban con seguridad en un mismo trozo de ADN. Así que Luck y su equipo desarrollaron una sonda para detectar este trozo de ADN, que acoplaron a un marcador fluorescente, y lo aplicaron a células de Chlamydomonas. El resultado fue claro: dos zonas se marcaron indicando la existencia de grandes cantidades de ADN fuera del núcleo, en la base de cada undulipodio, en donde se encuentran los cinetosomas.

Si estos resultados son corroborados, se comprobaría que este ADN es el vestigio de la bacteria que dio origen al undulipodio por simbiosis, un trazo que delata al gato.

¿Tiene cola el gato?

La última incógnita sería la identidad del simbionte que dio origen a los órganos de movilidad de las células eucariontes.

A mí me parece que el ancestro más apropiado es una espiroqueta. Las espiroquetas son un gran grupo de diversas bacterias cuyo rasgo característico es el movimiento (ver figura). Son las más rápidas del microcosmos, tienden a pegarse a las cosas -estén o no vivas- y cuando nadan una junto a otra, lo hacen moviéndose al unísono, simplemente por encontrarse cerca. Hay espiroquetas que se alimentan sobre la superficie de su hospedero y que lo impulsan con su movimiento ondulatorio, confiriéndole así una propulsión de la cual carece.

Es seguro que en sus inicios, la unión de una bacteria como Thermoplasma con una espiroqueta proporcionó ciertas ventajas a ambas. Durante épocas de desecación la posibilidad de moverse hacia lugares en donde hay agua es una ventaja. La selección natural debe de haber favorecido este tipo de alianzas. De hecho, actualmente hay amebas que cuando la comida abunda en su entorno, retraen su undulipodio, y cuando ésta escasea, lo hacen crecer para nadar y poder buscar comida.

Treponema es una espiroqueta que se asocia con Mixotricha paradoxa, un protista que vive en el intestino de las termitas, que posee cuatro undulipodios que sólo le sirven como timón, pues su movimiento lo debe a las 500,000 espiroquetas que se encuentran pegadas a su superficie. Sin M. paradoxa y los otros protistas que digieren la madera, las termitas morirían, ya que son incapaces de degradar la celulosa. Sin las espiroquetas, este protista no podría moverse. Estas cadenas de simbiosis son frecuentes entre los seres vivos.

Algunas espiroquetas poseen microtúbulos, aunque hasta ahora no se les ha encontrado ordenados con el patrón 9 (2) + 2. La manera en que las células integraron en su interior los microtúbulos de las espiroquetas y construyeron a partir de ellos un maravilloso aparato para organizar el movimiento, es uno de los más complejos rompecabezas por resolver. Los microtúbulos, como ya se mencionó, intervienen en el transporte intracelular de gránulos, en la secreción celular, en la formación del huso mitótico, en la división celular, son los causantes de la asimetría de las células nerviosas, etcétera. Su estructura interna común indica el mismo origen, el cual es de suponer que se debe a una simbiosis con una bacteria ancestral.

Si la capacidad de la célula eucarionte para moverse y reordenar su contenido resulta ser el legado de un microorganismo simbionte, los biólogos habrán obtenido una mayor y más profunda comprensión de la manera en que las células atravesaron el abismo evolutivo que existe entre las bacterias y los eucariontes. La adquisición de la movilidad, después de todo, debe de haber precedido la llegada de los cloroplastos y mitocondrias. Todas las células animales carecen de cloroplastos, y muchos protistas carecen incluso de mitocondrias, pero prácticamente no existe célula con núcleo que no tenga un sistema de movimiento basado en microtúbulos, casi siempre interno.

El concebir la célula eucarionte como una comunidad de microorganismos permite ver la biología celular bajo un nuevo enfoque. Por ejemplo, la diferenciación celular, es decir, el proceso de especialización de las células que ocurre en muchos organismos pluricelulares, el cual da origen, entre muchas otras cosas, a la formación del músculo celular rico en mitocondrias, a la del esperma humano con su undulipodio, o a la de una célula fotosintética con sus cloroplastos, puede ser entendido como el crecimiento diferencial de uno u otro de los componentes microbianos.

Asimismo es posible acercarse al origen de los organismos pluricelulares. Como ya vimos, el cinetosoma es lo mismo que el centriolo, y se ha observado que son excluyentes en el tiempo, es decir, que cuando ocurre la mitosis, hay organismos que absorben el undulipodio, y cuando éste se encuentra presente, no hay mitosis. Algunos organismos, como los hongos y las algas rojas, han eliminado por completo el undulipodio, conservando la mitosis, mientras que las células gaméticas de los animales, por ejemplo, mantuvieron el undulipodio, perdiendo para siempre la capacidad de dividirse. La solución intermedia es la cíclica, es decir, la conservación de ambas desfasadas en el tiempo. Sin embargo, esta solución parece llevar como condena la condición de unicelularidad, ya que la mayoría de los organismos que la adoptaron son unicelulares.

Tal vez después de mucho tiempo, durante el cual aparecieron muchas y muy diversas soluciones, emergió un organismo capaz de mantener las dos opciones simultáneamente: un organismo que en una célula poseía un undulipodio y preservaba otra célula unida a la primera, la cual podía seguirse dividiendo. Ambas células eran propulsadas por el undulipodio. Esta innovación abrió el camino a toda una serie de niveles de complejidad estructural. Los organismos que poseen una célula germinal y un cuerpo o soma, es decir, una célula cuya única función es la reproducción, y un cuerpo multicelular altamente diferenciado para múltiples y variadas funciones, han evolucionado de aquí. Esta es la estructura básica de nuestros cuerpos, pues en ellos existen células germinales, espermatozoides y óvulos, que son las únicas capaces de reproducir un ser humano, a pesar de que todas las células de nuestro cuerpo probablemente contienen una copia completa de todos nuestros genes.

En la lista de los organelos que provienen de simbiosis está establecido que los plástidos vienen de las cianobacterias, probablemente de diversas especies de ellas, por lo que son organelos de origen polifilético. Las mitocondrias, que vienen de algunas "protobacterias" tipo eubacterias, tienen al menos dos orígenes, por lo que también son polifiléticas. Asimismo, se ha comprobado que algunos endosimbiontes del grupo de los paramecios, como las partículas kappa ( Caedibacter), género que debe a su vez su actividad a un virus bacteriano que llevan dentro, tienen un origen simbiótico. Se calcula que el género Paramecium contiene asociadas cerca de 200 bacterias diferentes, tanto en el citoplasma como dentro del núcleo.

Pero existen varios organelos que aún siguen provocando discusión, como los hidrogenosomas, que son estructuras que producen hidrógeno, que miden un micrón, y están rodeadas por una membrana. Estos se encuentran en ciertos protistas, como Trichomonas, y en Plagiopyla, y poseen un metabolismo de piruvato muy similar al de los clostridia, esto es, con metabolitos de tres carbones. No se ha detectado ADN en ellos, por lo que la hipótesis de que tienen su origen en bacterias anaerobias fermentadoras y evolucionaron por un proceso de simbiogénesis sigue en debate. También existen los peroxisomas -cuyo equivalente en plantas son los glioxisomas-, que se ha visto se dividen por bipartición, y que Christian de Duve sugiere en su libro Blueprint for a Cell, que se trata de antiguas eubacterias que también tienen su origen en una simbiosis.

Tanto el caso de los hidrogenosomas como el de los peroxisomas y el de los undulipodios no se han probado por completo, pero existen las suficientes evidencias para suponer que tienen su origen en una simbiosis. Sin embargo, hay una serie de organelos que parece poco probable que deban su origen a una simbiosis, como son el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi, el núcleo, el flagelo rotatorio y el ribosoma, para los cuales nadie ha aportado pruebas para demostrar su origen simbiótico. Ello demuestra que los organelos pueden o no ser de origen simbiótico... y que tal vez no hay que buscarle tres pies al gato.

En la reconstrucción de estas historias evolutivas hace falta aún mucha investigación. Es necesario realizar estudios detallados que nos permitan decidir si se trata o no de casos de simbiosis. La paradójica relación entre las evidencias y la simbiogénesis imprime a este tipo de reconstrucción una dinámica particular. El rasgo más insignificante puede ser una evidencia. Después de todo, en la vida muchas cosas empiezan con sólo una sonrisa.

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de diferentes especies. La simbiogénesis es una consecuencia evolutiva de la simbiosis, y es a su vez el proceso que lleva a la formación de nuevas estructuras y funciones, producto de la convivencia durante largo tiempo de dos o más organismos.

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El origen de la especie humana: ¿una fusión cromosómica?

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El origen de la especie humana: ¿una fusión cromosómica?

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Hace 60 años dos investigadores, Joe Hin Tjio y Albert Levan, determinaron que la dotación cromosómica (cariotipo) de la especie humana es de 46 cromosomas, es decir 23 parejas y no 48 como se pensaba anteriormente (1). Para ello fue clave la introducción de una serie de mejoras en las técnicas de cultivo de los fibroblastos humanos. sobre todo su tratamiento con colchicina que paraba la división de las células en una fase adecuada para la observación de los cromosomas-metafase se llama- y que, además, contraía los cromosomas de forma adecuada para su visualización al microscopio. Curiosamente, en los años siguientes, y mediante la aplicación de dichas mejoras se determinó que nuestros parientes más cercanos (grandes simios como chimpancés, bonobos, gorilas u orangutanes) sí poseen 48 cromosomas. ¿Cómo y cuándo se produjo esta diferencia de números cromosómicos? Y sobre todo, ¿qué papel tiene esta diferencia en el origen de nuestra especie? Los últimos avances de las técnicas de análisis genético están permitiendo que se profundice mucho en estas dos cuestiones.

Una fusión cromosómica: el origen de la diferencia

A principios de los 60, las técnicas citogenéticas no permitían hacer estudios comparativos de los cromosomas en general y de los primates en particular. Cuando más adelante se pusieron a punto técnicas que permiten obtener patrones de bandas e interbandas coloreadas en los cromosomas, se puso de manifiesto que nuestro segundo cromosoma en tamaño es el resultado de la fusión de dos cromosomas de nuestros parientes evolutivos más próximos.

Pero, hasta que a partir de los 70 no llegaron las técnicas moleculares que permiten analizar el ADN directamente sobre los cromosomas, no se pudo caracterizar en profundidad tal reordenación cromosómica que nos diferencia del resto de los grandes simios. Así, se observó que más o menos en el centro de nuestro cromosoma 2 existen secuencias de ADN teloméricas y subteloméricas (normalmente presentes solo en los extremos de los cromosomas, pero no en zonas internas) (2). Con ello se aclaraba que la fusión de los dos cromosomas habría sido completa, es decir, extremo con extremo. Y cuando ya en nuestros días se ha podido disponer de los genomas humanos y los de los grandes simios se ha puesto de manifiesto cómo el contenido genético de nuestro cromosoma 2 se corresponde con la suma de dos cromosomas de nuestros parientes simiescos.

Sin embargo, también se ha determinado que en la zona de fusión que ha originado nuestro cromosoma 2 faltaban algunas regiones y secuencias correspondientes a zonas subtelómericas presentes en los dos cromosomas que se fusionaron en nuestra especie. Es decir, que en la fusión debió de haber pérdidas y reordenaciones de parte del material genético de los dos cromosomas originariamente independientes en nuestros ancestrales comunes con los grandes simios.

Denisovanos, Neanthertales y grandes simios: ¿cuándo nos separamos?

Los análisis que se están efectuando en la actualidad sobre los genomas de especies extintas directamente emparentadas con nosotros, como los Denisovanos y los Neanderthales, demuestran que estas especies ya presentaban la fusión cromosómica que originó el largo cromosoma 2 característico de los humanos (3). Por lo tanto, esta reordenación cromosómica es muy antigua: las estimaciones por distintos métodos van desde 0.75 a 4.5 millones de años.

Que los Denisovanos y Neanderthales tuvieran el mismo número cromosómico que nosotros puede explicar el hecho de que los descendientes de los cruzamientos interespecíficos con nuestra especie fuesen viables y posiblemente fértiles. Y que por ese motivo haya quedado huella de sus características genéticas en nuestro genoma, como también ponen de manifiesto los análisis genómicos comparativos de las tres especies. En cambio, los hipotéticos descendientes de los cruzamientos de las tres especies de homininos mencionadas (46 cromosomas) con los ancestrales de los grandes simios (48 cromosomas) tendrían problemas de incompatibilidad cromosómica y seguramente no serían viables. De hecho, no se ha encontrado en nuestro genoma, ni en el de nuestros primos Neanderthales y Denisovanos, huella alguna de características genéticas específicas de los grandes simios. Por lo tanto, la fusión cromosómica pudo constituir un mecanismo de aislamiento reproductivo eficaz que nos aisló de los ancestrales de los grandes simios.

Por último, es posible que la fusión cromosómica que originó nuestro cromosoma 2 pueda estar asociada a la aparición de algunas características distintivas de nuestra. Así, varios genes que en nuestro cromosoma 2 se encuentran cercanos a la zona donde ocurrió la fusión cromosómica se están expresando con mayor intensidad en nuestra especie en comparación con lo que sucede en los grandes simios. Precisamente dichos genes se expresan sobre todo en tejidos y órganos tan importantes como el cerebro y las gónadas (4). Y en segundo lugar, es posible que la pérdida de algunas secuencias de ADN que tuvo lugar como consecuencia de la fusión tuviera efectos "positivos" en nuestros ancestrales.

Para terminar de aclarar lo que sucedió con esta reordenación cromosómica tan característica de nuestra especie habrá que ver si en los próximos años seremos capaces de obtener ADN de especies extintas más antiguas como Homo erectus o Homo heidelbergensis y con ello aclarar si la fusión está asociada al origen de todo el Género Homo, es decir, de todos los linajes "humanos" ; o de analizar en profundidad y de forma comparativa la zona de fusión de nuestro cromosoma 2 y las zonas subteloméricas de los dos cromosomas de los grandes simios involucrados en la fusión, algo que de momento no se ha conseguido.

Manuel Ruiz Rejón

Universidad de Granada, Universidad Autónoma de Madrid

Referencias:

1. J. Tjio and A. Levan. 1956. The chromosome number of Man. Hereditas, 42( 1-2): 1-6.

2. W. Ijdo et al.1991. Origin of human chromosome 2: an ancestral telomere-telomere fusión. PNAS, 88: 9051-9056.

3. Meyer et al. 2012 A high-coverage genome sequence from an archaic Denisovan individual. Science, 338:222-226.; K. H. Miga. 2016. Chromosome-specific Centromere sequences provide an estímate of the Ancestral Chromosome 2 Fusion event in Hominin Genome.Journ. of Heredity. 1-8. Doi:10.1093/jhered/esw039.

4. GTEx Portal, http://www.gtexportal.org/home.

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El origen de la especie humana: ¿una fusión cromosómica? | OpenMind

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Quizás una fusión cromosómica sea el origen de la especie humana. Manuel Rejón plantea esta tésis explicando el proceso en su artículo.

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Historia del material de un laboratorio químico - Orbitales Moleculares

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Si echamos la vista atrás, a un pasado de varios miles de años, en los comienzos de la historia existían oficios como el teñido de textiles, preparación de aceites, jabón y otros cosméticos, elaboración de cerveza y otros muchos oficios, donde encontramos química. En realidad, la química como ciencia está a sólo unos siglos de […]

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Robert Bunsen, el brillante químico que pasó a la historia como inventor de un mechero

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Robert Bunsen, el brillante químico que pasó a la historia como inventor de un mechero

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Robert Bunsen, el brillante químico que pasó a la historia como inventor de un mechero

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Con la motivación de poder desarrollar sus innovadoras investigaciones, el químico analítico alemán Robert Bunsen inventó y perfeccionó toda una colección de nuevos instrumentos y equipos científicos. El más conocido: el mechero Bunsen, un imprescindible en los laboratorios de química de todo el mundo desde su creación en la década de 1850.

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Elemental Watson. Número especial sobre el agua

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Elemental Watson. Número especial sobre el agua

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La extraña herida de bala que cambió la historia de la medicina

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La extraña herida de bala que cambió la historia de la medicina

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Aunque los médicos del siglo XIX tenían un buen conocimiento de la anatomía humana a partir de la disección de cadáveres, su incapacidad de ver el interior de los cuerpos vivos obstaculizaba su comprensión del funcionamiento de los órganos internos. La espantosa cirugía de esa época no era una opción para la observación y experimentación in vivo. Pero un accidente con herida de bala dejó a la vista una extraña secuela y, gracias a ello y a la aún más inédita relación de colaboración que se estableció entre el paciente (el aventurero canadiense Alexis St. Martin) y el médico (el cirujano estadounidense William Beaumont, nacido un 21 de noviembre), la comprensión del funcionamiento del cuerpo humano cambió para siempre.

Los médicos que querían entender lo que pasaba "bajo el capó" se limitaban a mirar por la garganta, sentir con los dedos o escuchar atentamente con un estetoscopio. Pero eso cambiaría en el verano de 1822. El 6 de junio de ese año, en el puesto de comercio de pieles de la isla de Mackinac en el lago Huron en el territorio de Michigan, un mosquete sostenido por descuido se disparó accidentalmente, disparando a un joven y saludable voyageur y trampero canadiense-francés llamado Alexis St. Martin en el pecho a corta distancia. La herida era tan grave que nadie esperaba que sobreviviera, pero sin embargo fue atendido por el médico más cercano, William Beaumont, un cirujano del Ejército de los Estados Unidos destinado en el cercano Fort Mackinac. El médico escribió más tarde que "encontró una porción del pulmón del tamaño de un huevo de pavo que sobresalía por la herida externa, lacerada y quemada; e inmediatamente debajo de ésta, otra protuberancia, que [...] resultó ser una porción del estómago [...] vertiendo la comida de su desayuno por un orificio lo suficientemente grande para admitir el dedo índice".

Estos dos hombres, Beaumont y St. Martin, cirujano y paciente, difícilmente podrían haber sido más diferentes. Beaumont, descendiente de puritanos de Nueva Inglaterra, era un hombre ambicioso y capaz, eminentemente práctico, que buscaba posición y riqueza a través del trabajo duro y el ahorro. En cambio, St. Martín, nueve años menor que el médico, era un analfabeto católico francófono de los bosques de Quebec, flaco y fuerte, con gusto por el licor y una notoria reputación de comportamiento escandaloso.

Durante semanas después del accidente, el trampero se aferró tenazmente a la vida, luchando contra las infecciones y la fiebre alta. Todo lo que comía se le pasaba por el agujero de su estómago y se le mantenía vivo "por medio de nutritivos enemas" administrados por su atento cuidador. Pero contra todo pronóstico y para sorpresa de todos, el robusto joven logró sobrevivir y comenzar su lenta recuperación.

Un superviviente por sorpresa y una mente curiosa

Después de muchos meses de intentar sin éxito cerrar el orificio mediante la aplicación de presión, Beaumont quiso suturar los labios de la herida, pero St. Martín ya había soportado demasiadas operaciones dolorosas y se negó a someterse al procedimiento. Sin embargo, la herida se curó por sí misma, con el borde del orificio del estómago fusionándose con la abertura de la piel y el revestimiento del estómago formando una especie de válvula y "pareciéndose a un ano natural con un ligero prolapso". Esta fístula gástrica permanente, como se conoce médicamente, impedía que la comida se escapara, pero cedía bajo la presión de un dedo, permitiendo el acceso directo al estómago. "Al presionar cuando el estómago está lleno, el contenido fluye abundantemente", señaló Beaumont.

Habiendo perdido su empleo en la American Fur Company debido a su discapacidad, y ahora sin un duro, St. Martín estaba en grave peligro de ser enviado de vuelta a su Quebec natal, un viaje de 2.500 kilómetros en barco. Beaumont, temiendo que su paciente no sobreviviera al largo viaje, llevó al joven a su casa para cuidarlo. En la primavera de 1824, St. Martín había recuperado totalmente su salud, para entonces ya trabajaba como sirviente y manitas en la casa de Beaumont; y el cirujano estadounidense, que reconocía la oportunidad científica que el destino le había deparado, estaría libre por la tarde para realizar experimentos con su huésped, el dueño del único estómago de la tierra al que se podía acceder directamente desde el exterior.

Experimentar y observar sin prejuicios

Poco se sabía en ese momento sobre el funcionamiento del estómago humano y el sistema digestivo, y se debatió en la comunidad médica sobre el método por el cual el estómago digería los alimentos. Algunas teorías sugerían que el proceso de trituración o mecánico era dominante, mientras que otras argumentaban a favor de los procesos químicos, la fermentación, la putrefacción o la desintegración por calor.

Al no tener ninguna teoría en particular para avanzar, Beaumont era libre de experimentar y observar. En un artículo publicado en The American Medical Recorder en 1825, escribió: "Este caso ofrece una excelente oportunidad de experimentar con los fluidos gástricos y el proceso de digestión. [...] Uno podría introducir varias sustancias digeribles en el estómago, y examinarlas fácilmente durante todo el proceso de digestión."

Aunque el médico no era un investigador experimentado, era diligente, observador y mantenía apuntes meticulosos. Sus experimentos, sin duda desagradables y a veces humillantes para St. Martín, consistieron inicialmente en atar diferentes trozos de comida a una cuerda e insertarlos a través del agujero del estómago para medir las tasas de digestión. En experimentos posteriores, Beaumont abría el agujero y miraba dentro, observando el proceso digestivo en una amplia variedad de situaciones. Se lanzó a sus experimentos y llegó a probar los fluidos gástricos y la mucosa del estómago para tratar de determinar su contenido. También extrajo grandes cantidades de jugo gástrico para experimentar y envió muestras a Europa para su análisis.

Estos experimentos continuarían a trompicones mientras Beaumont era transferido de un estado fronterizo a otro antes de establecerse finalmente en St. Louis, Missouri. En una ocasión, St. Martin volvió a Canadá, donde volvió a entrar en el comercio de pieles, se casó y tuvo hijos, pero su situación de pobreza junto con las incesantes súplicas de Beaumont lo convencieron de volver a EE.UU., viajando más de 2.000 millas con su creciente familia a su lado, para someterse a más experimentos intrusivos del doctor a cambio de un sueldo.

Con el paso del tiempo, St. Martín se cansó de ser un conejillo de indias y exigió más dinero. En 1832, con el fin de aportar cierta seguridad jurídica a la situación, Beaumont hizo que St. Martín (que no sabía leer) firmara un contrato en el que se comprometía a "someterse [...] a los experimentos fisiológicos o médicos que el mencionado William dirigirá o hará realizar sobre o en su estómago, el mencionado Alexis [...] y obedecerá [...] a la exhibición y exposición de su mencionado estómago".

La digestión es principalmente un proceso químico

Finalmente, después de más de 200 experimentos llevados a cabo durante ocho años, esta extraña colaboración llegó a su fin, y en 1833 los dos hombres se separaron para siempre. St. Martín y su familia regresaron a Quebec y a una existencia de pobreza, mientras que Beaumont publicó su relato de los experimentos, Experiments and Observations on the Gastric Juice, and the Physiology of Digestion, obra que le aportó el reconocimiento y el prestigio que buscaba.

Beaumont sacó muchas conclusiones sobre el proceso digestivo a partir de sus experimentos, la principal de las cuales fue que la digestión es principalmente un proceso químico, asistido por contracciones musculares, poniendo así fin al debate médico. Descubrió que el jugo gástrico contenía ácido muriático (clorhídrico) y otras enzimas y que era secretado por el revestimiento del estómago en presencia de alimentos. Descubrió que la carne o los alimentos con almidón se digerían más rápidamente que las verduras y señaló la importancia de la fibra en la dieta. El amor de St. Martín por la comida y la bebida mostró que el alcohol, así como comer en exceso, eran causas de irritación gástrica.

El "Padre de la Fisiología Gástrica " construyó su reputación en su habilidad de acceder al estómago singular del trampero canadiense y hasta el final de su vida persiguió a St. Martín para que se mudara a St. Louis, Missouri, para continuar los experimentos. Sin embargo, el comerciante de pieles nunca regresó. St. Martin finalmente tuvo seis hijos y murió a la edad de 86 años en 1880, sobreviviendo a Beaumont, quien expiró en 1853 a la edad de 67 años después de resbalar en unos escalones cubiertos de hielo.

Neil Larsen

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La herida de bala que cambió la historia de la medicina | OpenMind

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Beaumont sacó muchas conclusiones sobre el proceso digestivo a partir de sus experimentos, la principal fue que la digestión es un proceso químico

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Alexis St. Martin, el hombre con un agujero en el cuerpo que le permitió a los científicos entender la digestión

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Alexis St. Martin, el hombre con un agujero en el cuerpo que le permitió a los científicos entender la digestión

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Fuente de la imagen, LIBRARY OF CONGRESS/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Pie de foto, Alexis St. Martin recibió un tiro y su caso se hizo famoso.

William Beaumont era un médico del ejército estadounidense destinado en la isla de Mackinac, en Michigan, a principios de la década de 1820.

Su vida se cruzó con la de Alexis St. Martin, un joven comerciante de pieles quien, el 6 de junio de 1822, recibió un tiro en el abdomen que lo dejó gravemente herido.

Este incidente, aunque desafortunado, revolucionaría un campo de la medicina gracias a la dedicación científica de Beaumont y a la paciencia de St. Martin.

Tras el disparo, que fue accidental, el médico se hizo cargo del cuidado de St. Martin, aunque sin muchas esperanzas de que fuera a sobrevivir.

El comerciante tenía una herida cruenta en el estómago, de la que le salía "parte del pulmón", según explicó Richard Rogers, de la Universidad Estatal de Lousiana, a la página LiveScience.

Rogers y otros colegas estudiaron la historia de Beaumont y St. Martin y la publicaron en un simposio sobre Biología Experimental que se celebró en 2013 en Boston en el que reivindicaron la figura de Beaumont como "el primer fisiólogo de Estados Unidos".

Además de perforarle el estómago, el disparo le rompió varias costillas a St. Martin y le destrozó varios fragmentos musculares.

Pero gracias a los cuidados de Beaumont, destinado en una base militar que protegía los intereses de la Compañía Americana de Pieles, el paciente fue mejorando prodigiosamente a lo largo del siguiente año.

Lo que no lograron los cuidados, sin embargo, fue curar del todo la herida, de forma que St. Martin se quedó con un agujero permanente en el estómago a través de la pared abdominal, lo que se conoce con el nombre de fístula gástrica.

"El médico se dio cuenta de que había una oportunidad de investigación", explicó Jay Dean, de la Universidad del Sur de Florida, al presentar el trabajo.

La tarea de limpiarle la fístula a diario le hizo pensar que quizás podía observar el proceso de digestión como nunca antes había podido hacerlo.

Fuente de la imagen, Wikimedia Commons

Pie de foto, William Beaumont hizo numerosos experimentos gracias a St. Martin.

En esta época todavía no se sabía casi nada sobre cómo funciona la digestión humana.

Pero Beaumont estaba decidido a cambiar esto y, durante un periodo de ocho años, hizo más de 200 experimentos con el paciente.

En dos ocasiones, incluso, el médico tuvo que convencer a St. Martin de que volviera desde Canadá para poder seguir llevando a cabo sus pruebas.

Un laboratorio vivo

Lo que hacía Beaumont era insertar trozos de distintos alimentos atados a unas cuerdas y meterlos a través del hueco en el estómago de St. Martin, sacándolos periódicamente para observar la digestión.

Beaumont también retiraba y analizaba los jugos gástricos para entenderlos mejor.

"St. Martin acabó convirtiéndose en el laboratorio vivo de Beaumont", cuenta Dean.

"Reconoció una oportunidad no planeada y la explotó para obtener un importante conocimiento, algo que los buenos científicos también hacen hoy en día".

El médico descubrió cosas importantes. Por ejemplo, vio que el ácido clorhídrico es el principal compuesto responsable de desmenuzar los alimentos.

También avanzó la importancia de lo que hoy en día se conoce como la enzima pepsina.

Sus experimentos mostraron que la digestión es un proceso químico, no solo uno mecánico causado por el movimiento de los músculos del estómago.

Su trabajo también arrojó luz sobre cómo las emociones, la temperatura y la actividad física pueden afectar la digestión.

Por ejemplo, fue el primero en darse cuenta que la digestión de una persona se ralentizaba con la fiebre, lo que lo llevó a conectar por primera vez la digestión con la enfermedad.

Fuente de la imagen, Rocky Mountain Outfit

Pie de foto, St. Martin con su esposa.

Beaumont publicó sus resultados en un libro titulado "Experimentos y Observaciones en el Jugo Gástrico y la Fisiología de la Digestión".

Cuestionamientos éticos

Pero la relación que Beaumont estableció con su paciente también ha sido sometida a cuestionamientos éticos.

Ambos han sido calificados como "la pareja más rara de la medicina".

Beaumont había prometido cerrar el agujero del estómago de St. Martins, pero nunca lo hizo.

Fuente de la imagen, LIBRARY OF CONGRESS/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Pie de foto, El médico realizó experimentos durante años y escribió un libro.

¿Actuó el médico "a partir de meros motivos de caridad", como él mismo escribió? ¿O podría haberle dado el alta una vez estabilizado?

Según varios reportes, tras el accidente St. Martin perdió su trabajo en la Compañía Americana de Pieles.

Beaumont aprovechó entonces para tomarlo como sirviente doméstico y conejillo de Indias.

Sea como fuere, la herida de St. Martin nunca se cicatrizó, pero él sobrevivió a Beaumont y tuvo numerosos hijos.

Se dice que cuando murió, su familia decidió enterrarlo sin nombre para que ningún otro científico siguiera utilizándolo como conejillo de Indias.

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Hace 195 años Alexis St. Martin recibió un tiro accidentalmente que lo dejó con una cruenta herida en el estómago, aunque capaz de llevar una vida sana. Un médico utilizó ese hueco permanente para aprender sobre el sistema digestivo.

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Gracias a una herida de bala, el cirujano William Beaumont sentó las bases de la gastroenterología a principios del siglo XIX

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William Beaumont fue un cirujano estadounidense famoso por ser el precursor de la gastroenterología U.S. National Library of Medicine

En junio de 1822, un trampero canadiense de dieciocho años que respondía al nombre de Alexis St. Martin, recibió un disparo accidental en el estómago. Ocurrió mientras trabajaba en un tenderete de venta de pieles de la isla Mackinac, en la región de los Grandes Lagos, estado de Michigan.

Trasladado de urgencia al puesto sanitario más cercano, que era un cuartel del ejército, fue atendido por el cirujano William Beaumont (1785-1853). De esta manera tan azarosa, las vidas de aquellos dos hombres coincidieron en el tiempo y en el espacio por culpa de una bala que, en su recorrido, había dejado un hueco bajo las costillas de Alexis St. Martin; un agujero por el que podía entrar un dedo con facilidad.

William Beaumont se puso a estudiar el proceso digestivo en el estómago de un ser humano vivo, algo que hasta entonces no se había hecho

A decir verdad, William Beaumont no se sorprendió por la herida. Había ejercido de cirujano de campaña en la guerra anglo-estadounidense de 1812, y había perdido toda capacidad de asombro en lo que respecta a heridas como la que presentaba Alexis St. Martin. Lo que realmente sorprendió a Beaumont fue que Alexis St. Martin, después de extraerle el proyectil, pudiera seguir viviendo con un agujero que no se dejaba cicatrizar; una fístula gástrica por la que salían jugos y secreciones malolientes que revelaban la mala salud del paciente. Fue cuando el cirujano decidió tomar al joven Alexis como sujeto de prueba científica para experimentar con él.

De esta manera, William Beaumont se puso a estudiar el proceso digestivo en el estómago de un ser humano vivo, algo que hasta entonces no se había hecho, pues tales estudios se reducían a los cadáveres, y ya sabemos que los muertos no tienen digestión. Hasta entonces, se desconocía que la digestión era un proceso químico. Beaumont, llevado por la curiosidad, limpiaba la fístula de su paciente día tras día, observando el proceso digestivo de un ser humano como quien observa a través de la mirilla. Así hizo durante ocho años que fue el tiempo que Alexis St Martin fue contratado por Beaumont para desempeñar labores de mantenimiento en su casa.

William Beaumont ataba con hilo los trozos de alimento que introducía por la fístula de su paciente y los sacaba pasado un tiempo. De esta manera, estudiaba el proceso digestivo, llegando a descubrir en sus avances que dicho proceso no es mecánico, sino químico. Todavía quedaba mucho camino por hacer, pero gracias a Alexis St. Martin, el cirujano Beaumont sentó las bases de la gastroenterología. De no haber sido por aquella herida que nunca terminó de cerrarse, y sobre todo, de no haber sido por la colaboración del paciente, no se hubiesen descubierto cosas tan importantes en aquel tiempo como que el ácido clorhídrico es la disolución corrosiva responsable de triturar los alimentos.

En sus estudios, William Beaumont avanzó que el proceso químico que da lugar a la digestión lo originan unas enzimas digestivas entre las cuales se encuentra la pepsina, responsable de hidrolizar las proteínas en el estómago. Y todo esto viene a cuento porque ahora, que nos están vacunando, y que damos gracias a los equipos científicos que han encontrado la vacuna para hacer frente a la pandemia, no podemos olvidar a toda esa gente que se presentó de forma voluntaria a los ensayos clínicos, hombres y mujeres que, desde el anonimato, pusieron su organismo a prueba para que sirviese de probeta. Es de agradecer.
El hacha de piedra es una sección donde Montero Glez, con voluntad de prosa, ejerce su asedio particular a la realidad científica para manifestar que ciencia y arte son formas complementarias de conocimiento.
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Primeros experimentos sobre sustancias reguladoras de crecimiento de las plantas

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5 datos fascinantes sobre las plantas que quizás no conocías

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5 datos fascinantes sobre las plantas que quizás no conocías

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Sven Batke

The Conversation*

Fuente de la imagen, Getty Images

Hace aproximadamente 4.500 millones de años, la superficie terrestre de nuestro planeta era estéril y carente de vida.

Se necesitaron otros 2.000 millones de años para que los primeros organismos unicelulares aparecieran en el océano, incluida la primera alga Grypania spiralis, que tenía aproximadamente el tamaño de una moneda de 50 centavos de dólar.

Las plantas compuestas de muchas células solo existen desde hace unos 800 millones de años. Para sobrevivir en la Tierra, las plantas tuvieron que protegerse de la radiación ultravioleta y desarrollar esporas y luego semillas que les permitieran dispersarse más ampliamente.

Estas innovaciones les ayudaron a convertirse en una de las formas de vida más influyentes del planeta. Hoy se encuentran en todos los ecosistemas importantes y los científicos describen más de 2.000 nuevas especies cada año.

El nuevo documental de David Attenborough, The Green Planet, centra su atención en las plantas y su capacidad para inspirarnos. En solo un ejemplo reciente, ingenieros han copiado con éxito la forma de las semillas de arce aladas para diseñar nuevas turbinas eólicas.

Las plantas guardan muchos secretos que los científicos aún tienen que descubrir. Pero aquí hay cinco descubrimientos que nos ayudaron a ver a nuestros lejanos primos verdes bajo una nueva luz.

1. Las plantas "hablan" entre ellas

Claro que las plantas no tienen cuerdas vocales, por lo que no pueden hablar como nosotros. Pero sí usan señales químicas y electrónicas para coordinar las respuestas a su entorno.

Cuando las células de las plantas se dañan, como la hierba cortada por una cortadora de césped, liberan fragmentos de proteínas que pueden ser detectados por las plantas circundantes.

Es como un sistema de vigilancia vecinal: cuando se daña una planta, se notifica a las demás que hay peligro cerca. Esto puede desencadenar una respuesta inmune u otras defensas.

De manera similar, las plantas pueden detectar polinizadores en su vecindad y liberar químicos para atraerlos. Estas señales hacen que las plantas sean comunicadores muy complejos.

2. Las plantas pueden moverse

En su libro seminal "El poder del movimiento en las plantas", publicado en 1880, Charles Darwin describió la capacidad de las plantas para alejarse o acercarse a la luz.

Los científicos llaman a esto fototropismo. Ahora se sabe que los movimientos de las plantas no solo están guiados por la luz, sino también por el agua, los nutrientes y en respuesta al pastoreo de los animales y la competencia de otras plantas.

Las plantas pueden parecer congeladas en su lugar, destinadas a permanecer donde germinan sus semillas. Pero, de hecho, las plantas ajustan constantemente sus hojas, raíces y tallos para mejorar sus posibilidades de supervivencia.

Por ejemplo, las partes de los tallos que quedan en la sombra se alargan para asegurar que la planta crezca hacia la luz en un proceso mediado por hormonas. Las raíces muestran el efecto contrario, haciendo que crezcan lejos de la luz.

En algunos casos extremos, las plantas pueden incluso moverse a través de un bosque entero. Las enredaderas nómadas crecen hacia arriba desde la parte inferior del tronco de un árbol y luego se desprenden del suelo.

Posteriormente echan raíces aéreas y vuelven a descender, lo que les permite moverse entre los árboles.

3. Las plantas pueden crecer en el espacio

Cruzar el espacio y vivir en otro planeta es algo que la humanidad lleva mucho tiempo imaginando, pero aún no se ha encontrado otro con el mismo medioambiente de la Tierra.

Sabemos que las plantas son expertas en modificar entornos para adaptarse a las necesidades de una vida más compleja. Cuando los primeros bosques comenzaron a realizar la fotosíntesis, oxigenaron la atmósfera de la Tierra y extrajeron CO2, lo que hizo que el planeta fuera más habitable.

¿Podría el cultivo de plantas en planetas lejanos hacerlos más adecuados a nuestras necesidades?

Durante la carrera espacial entre la URSS y Estados Unidos en las décadas de 1950 y 1960, los científicos estudiaron cómo crecen y se desarrollan las plantas en el espacio. Hasta ahora, los expertos han cultivado 17 especies diferentes en cámaras especializadas, incluidas las de maíz, trigo, tomates y lechuga.

Siguen existiendo grandes desafíos para el crecimiento de las plantas de la Tierra fuera de nuestra atmósfera, incluida la radiación durante los vuelos espaciales y las diferencias en los movimientos de gas en el espacio en comparación con la Tierra.

Si crees que es difícil mantener viva una planta en casa, intenta hacerlo en el espacio.

Transformar un planeta para que sea habitable para la vida humana sigue siendo difícil, pero todo lo progresado con la ciencia de las plantas en los últimos años lo hace un objetivo alcanzable. Podríamos incluso llegar a verlo.

4. Una de cada 10 plantas crece sobre otra planta

Con decenas de metros de altura, son algunos de los organismos más altos del planeta. Las secuoyas, por ejemplo, pueden alcanzar hasta los 10 metros de altura.

Los científicos comenzaron a estudiar las altas copas de los árboles entrenando monos o empleando a escaladores expertos para recolectar muestras. Algunos incluso usaron escopetas para derribar muestras.

No fue sino hasta la década de 1980 que la investigación del dosel se convirtió en una disciplina científica por derecho propio, tomando prestada del alpinismo la técnica de la escalada con cuerdas.

Más adelante, los científicos empezaron a echar mano de grúas, globos y drones.

Pero ¿por qué arriesgar la vida para trepar a un árbol? ¿Qué pasa allí?

Se estima que hasta el 80% de las especies viven toda su vida en el dose l forestal o arbóreo (el hábitat que conforman las copas).

Y una de cada 10 de todas las especies conocidas de plantas vasculares, especies que utilizan vasos en forma de venas para transportar agua y nutrientes por todo el cuerpo, crecen encima de otras plantas.

Se llaman epífitas y no son parásitos, sino que utilizan su anfitrión como soporte físico. Esto les da una ventaja sobre las plantas que crecen en el sotobosque, donde la luz es escasa.

La mayoría de las orquídeas crecen en los árboles y un solo árbol puede albergar hasta 50 especies de epífitas. A menudo, estas epífitas producen más hojas que su árbol huésped.

5. Las plantas pueden indicar cambios globales

Los organismos son muy sensibles a los cambios en su entorno y las plantas en particular se han utilizado para detectar estos cambios durante siglos. Cuando en el otoño las hojas comienzan a cambiar de color, suelen anunciar con ello la llegada de meses más fríos y oscuros.

Ciertas especies de helechos son particularmente vulnerables a los cambios en su clima local. Los transparentes crecen en las regiones sombreadas de los bosques tropicales, generalmente cerca de las bases de los árboles o sobre rocas húmedas.

Dependen del agua y de las bajas temperaturas, y son buenos indicadores de la sequía que se avecina y del aumento de las temperaturas.

Desde la década de 1980, la temperatura media global ha ido aumentando como resultado directo de la quema de combustibles fósiles como el carbón, que fue depositado por las plantas hace millones de años durante la formación temprana de los bosques.

Vivimos en una época de cambios y comprender cómo responden las plantas a los cambios climáticos puede ayudarnos a prepararnos para el futuro.

*Sven Batke es profesor de Biolog ía de la Universidad Edge Hill, Reino Unido.

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5 datos fascinantes sobre las plantas que quizás no conocías - BBC News Mundo

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¿Sabías que una de cada 10 plantas crece sobre otra? Te contamos este y otros datos curiosos sobre el reino vegetal.

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¿Cómo saben las plantas de dónde proviene la luz? Científicos dan con el mecanismo responsable

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¿Cómo saben las plantas de dónde proviene la luz? Científicos dan con el mecanismo responsable

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Biólogos e ingenieros descubrieron cualidades ópticas en los canales de aire intercelulares de las plantas. La identificación de esta propiedad en el tejido proporciona información sobre cómo las plantas saben de dónde proviene la luz de la que se alimentan.

Las plantas tienden a crecer en dirección a una fuente de luz natural. Incluso cuando han madurado, organismos como los girasoles pueden girar su tallo para que su flor esté siempre alineada con la ruta del sol. A esta propiedad se le conoce como fototropismo o heliotropismo. Los mecanismos han sobrevivido hasta la actualidad porque permiten maximizar la captación de luz y aumentan la producción de energía a través de la fotosíntesis.

Los organismos vegetales "ven" constantemente la luz debido a que los fotorreceptores están distribuidos en el tejido de sus hojas y tallos. El misterio del fototropismo radica en cómo las plantas pueden distinguir las diferentes cantidades de luz que reciben y cómo sus células reaccionan a ellas. Hasta ahora, no se había encontrado una explicación clara para este fenómeno.

La clave del fototropismo estaba en un tallo transparente

Un estudio publicado en Science afirma que dentro del tejido de las plantas existe una característica que les permite detectar señales luminosas direccionales. La respuesta está en los tallos de las plantas y el aire que circula a través de los canales intercelulares.

El aire presente en los canales permite al tallo fotosensible establecer un gradiente o transición de luz que la planta puede "diferenciar". Este contraste de radiación permite que los fotorreceptores determinen el origen de la fuente de energía. Según el artículo, este comportamiento se debe a las propiedades ópticas del aire y el agua, que constituyen la mayor parte de los tejidos vivos.

Para llegar a esta conclusión, los biólogos e ingenieros observaron la especie mutante Arabidopsis thaliana. Esta planta tenía un tallo particularmente transparente debido a un cambio en la proteína transportadora ABCG5. Esta mutación hacía que el interior de la planta contuviera agua en lugar de aire. El cambio en la composición del tejido causó que la planta no pudiera distinguir la dirección de la luz de su entorno, lo que resultó en un fototropismo defectuoso.

El equipo de investigación comparó la Arabidopsis thaliana mutante con especies silvestres opacas. Los tallos de las plantas silvestres tienen un aspecto "lechoso" en lugar de ser transparentes, debido a la interacción del aire dentro de ellos. En las plantas silvestres, el fototropismo es efectivo, mientras que en las mutantes es defectuoso. Por lo tanto, la composición del tejido interno (agua o aire) es responsable del mecanismo que permite a la planta identificar la dirección de la luz.

"El aire y el agua tienen índices de refracción muy diferentes. Esto causa la difusión de la luz cuando atraviesa el hipocótilo de la plántula. Todos hemos observado este fenómeno mientras admiramos un arcoíris", explica Martina Legris, coautora del estudio.

En el descubrimiento estuvieron involucrados el Centro de Genómica Integrativa de la Facultad de Biología y Medicina de la Universidad de Lausana, el Laboratorio de Energía Solar y Física de la Escuela Politécnica Federal de Lausana y el Centro e Microscopía Electrónica de la UNIL.

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¿Cómo saben las plantas de dónde proviene la luz? Científicos dan con el mecanismo responsable

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Un estudio de Science afirma que dentro del tejido de las plantas existe una característica que les permite detectar señales luminosas direccionales.

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¿Qué componentes genéticos tiene que tener una planta y cómo hay que cultivarla para que crezca en el espacio, sin gravedad, igual que en la Tierra?

Esa es la pregunta detrás del experimento Seedling Growth, que un equipo de la NASA y de la Agencia Espacial Europea están desarrollando conjuntamente en la Estación Espacial Internacional (EEI).

A largo plazo el objetivo científico es lograr que las plantas puedan producir oxígeno, vapor de agua y servir de nutrición para el ser humano en el espacio, ya sea a bordo de la EEI, durante un posible viaje a Marte o en una potencial colonia humana en el espacio.

Pero por ahora, y en este experimento, los investigadores se dedican a lograr que las semillas germinen en condiciones de microgravedad y a observar cómo responden y crecen ante distintas fuentes de luz.

"Hemos confirmado una nueva manera en que las plantas de semilla responden a la luz", le dijo a BBC Mundo el doctor John Z. Kiss, profesor de biología de la Universidad de Mississippi y líder investigador del proyecto en el equipo de la NASA.

Los resultados todavía no se han hecho públicos pero el investigador le adelantó a BBC Mundo algunos hallazgos de la primera fase del experimento.

"Normalmente en la Tierra, las plantas de semilla y flor no responden de una manera direccional a la luz roja. Sin embargo descubrimos que estas plantas sí crecen hacia la luz roja en circunstancias de microgravedad".

El descubrimiento confirma que en el espacio, gracias a la falta de gravedad, las plantas pueden mostrar caracteres escondidos en la Tierra.

"Esta respuesta en las plantas de semilla puede ser parte de su historia evolutiva, ya que algunas plantas no vasculares, como los musgos y los helechos, sí responden a la luz roja en la Tierra. Pero con las plantas de semilla, que florecen, hay que retirar la gravedad -algo que conseguimos en el espacio-, para poder observar este tipo de respuesta a la luz roja", explicó el investigador.

Entender las complejas respuestas a la luz que las plantas tienen en el espacio es un primer paso hacia un futuro en el que los cultivos espaciales puedan generar alimentos.

Según Kiss, los experimentos de Seedling Growth son los primeros que examinan el comportamiento de las plantas de semilla en condiciones de gravedad reducida.

Las conclusiones a las que llegaron los investigadores al observar la germinación de la Arabidopsis thaliana serían, en principio, extrapolables a otras plantas, ya que los mecanismos moleculares son parecidos.

El proyecto consta de cuatro fases, cada una de las cuales se desarrollará año por año hasta el 2015.

Durante la primera parte del experimento los investigadores estudiaron el comportmaiento de 1.500 semillas, que llegaron a la EEI el pasado 1 de marzo en la misión SpaceX.

Las semillas se plantaron en pequeñas cámaras de cultivo, dentro del módulo Columbus, el módulo Europeo.

Según le explicó a BBC Mundo Francisco Javier Medina, del Centro de Investigaciones Biológicas de España (CSIC), que codirige el experimento por el equipo de la Agencia Espacial Europea, las semillas crecieron durante seis días hasta que germinaron y se convirtieron en plántulas, al brotarles una raíz y dos hojas muy pequeñas. Después, se congelaron.

El proceso fue grabado con cámaras de video de precisión.

Según el científico español, esta fase es la más importante al estudiar este tipo de procesos, porque las bases del crecimiento y desarrollo de la planta se establecen en ese momento y es ahí cuando se determinan irreversiblemente procesos posteriores.

"Tienen 4,5 o 6 milímetros de longitud", describió Medina.

"Si la plántula tiene trastornos en el crecimiento o en la percepción de la luz los tendrá toda su vida", le explicó a BBC Mundo.

"Ademas, las células proliferan a ritmos muchos más altos en esta etapa", añadió.

El equipo de la Universidad de Mississippi, que dirige el doctor Kiss, analizó las imágenes de los distintos momentos del desarrollo de la plántula, registrando los cambios en el tamaño y en el fototropismo de la planta, es decir, la dirección de crecimiento en referencia a la luz, y comparándolos con lo que sería el eje normal de crecimiento en la Tierra.

Una vez que las plántulas estén de regreso en la Tierra, el equipo español, liderado por Medina, las analizará genéticamente, para estudiar su tasa de crecimiento celular.

El efecto de la gravedad

En el experimento Seedling Growth los investigadores también pueden controlar las condiciones de gravedad de las plantas, gracias a unas centrífugas que pueden hacer que las plántulas giren para recrear artificialmente distintos niveles de gravedad.

En esta primera fase del experimento las plantas crecieron en gravedad cero, como la que hay en la EEI.

Pero según le explicó a BBC Mundo la coordinadora de la NASA para el proyecto Seedling Growth, Marianne K. Steele, en las tres próximas fases del experimento se estudiarán las plantas en tres niveles de gravedad distinto: el de la Luna, el de Marte, y el de la Tierra, que es gravedad 1.

"El experimento estudiará cuáles son las repercusiones de un crecimiento en un ambiente distinto al de la Tierra", explicó.

"Y por supuesto lo que estamos viendo es que las plantas se comportan de una manera diferente cuando no existe la gravedad para dirigir su crecimiento", añadió.

"En la Tierra las hojas crecen hacia arriba y las raíces hacia abajo, y eso depende de la gravedad", dijo Sttele.

"Lo que estamos viendo ahora en esta primera fase, en ausencia de gravedad, es que las raíces tienen un patrón diferente: se curvan y se mueven en distintas direcciones", describió Marianne.

Los investigadores sólo podrán establecer comparaciones de crecimiento entre los distintos niveles de gravedad cuando finalice el proyecto, se estima que para 2015.

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¿Cómo crecen las plantas en el espacio? - BBC News Mundo

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Científicos de la NASA y la Agencia Espacial Europea estudian cómo reaccionan las plantas a distintas condiciones de luz y gravedad. A largo plazo la idea es lograr que las plantas sirvan de alimento fuera de la Tierra.

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Biólogos e ingenieros descubrieron cualidades ópticas en los canales de aire intercelulares de las plantas. La identificación de esta propiedad en el tejido proporciona información sobre cómo las plantas saben de dónde proviene la luz de la que se alimentan.

Las plantas tienden a crecer en dirección a una fuente de luz natural. Incluso cuando han madurado, organismos como los girasoles pueden girar su tallo para que su flor esté siempre alineada con la ruta del sol. A esta propiedad se le conoce como fototropismo o heliotropismo. Los mecanismos han sobrevivido hasta la actualidad porque permiten maximizar la captación de luz y aumentan la producción de energía a través de la fotosíntesis.

Los organismos vegetales "ven" constantemente la luz debido a que los fotorreceptores están distribuidos en el tejido de sus hojas y tallos. El misterio del fototropismo radica en cómo las plantas pueden distinguir las diferentes cantidades de luz que reciben y cómo sus células reaccionan a ellas. Hasta ahora, no se había encontrado una explicación clara para este fenómeno.

La clave del fototropismo estaba en un tallo transparente

Un estudio publicado en Science afirma que dentro del tejido de las plantas existe una característica que les permite detectar señales luminosas direccionales. La respuesta está en los tallos de las plantas y el aire que circula a través de los canales intercelulares.

El aire presente en los canales permite al tallo fotosensible establecer un gradiente o transición de luz que la planta puede "diferenciar". Este contraste de radiación permite que los fotorreceptores determinen el origen de la fuente de energía. Según el artículo, este comportamiento se debe a las propiedades ópticas del aire y el agua, que constituyen la mayor parte de los tejidos vivos.

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El equipo de investigación comparó la Arabidopsis thaliana mutante con especies silvestres opacas. Los tallos de las plantas silvestres tienen un aspecto "lechoso" en lugar de ser transparentes, debido a la interacción del aire dentro de ellos. En las plantas silvestres, el fototropismo es efectivo, mientras que en las mutantes es defectuoso. Por lo tanto, la composición del tejido interno (agua o aire) es responsable del mecanismo que permite a la planta identificar la dirección de la luz.

"El aire y el agua tienen índices de refracción muy diferentes. Esto causa la difusión de la luz cuando atraviesa el hipocótilo de la plántula. Todos hemos observado este fenómeno mientras admiramos un arcoíris", explica Martina Legris, coautora del estudio.

En el descubrimiento estuvieron involucrados el Centro de Genómica Integrativa de la Facultad de Biología y Medicina de la Universidad de Lausana, el Laboratorio de Energía Solar y Física de la Escuela Politécnica Federal de Lausana y el Centro e Microscopía Electrónica de la UNIL.

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1 de 8 Vista aérea mostra bombeiros trabalhando em lama após rompimento de barragem em Brumadinho - Foto: Douglas Magno/ AFP

Vista aérea mostra bombeiros trabalhando em lama após rompimento de barragem em Brumadinho - Foto: Douglas Magno/ AFP

Passados quatro anos desde o rompimento da barragem da Vale em Brumadinho, que deixou 270 pessoas mortas e despejou milhões de metros cúbicos de rejeitos de mineração na bacia do Rio Paraopeba, ninguém foi responsabilizado pela tragédia. Além de justiça, familiares de três vítimas ainda aguardam a chance de se despedir. Os bombeiros mantêm buscas diárias pelos desaparecidos.

Apesar de ter conhecimento dos problemas da barragem, a consultora Tüv Süd emitiu Declarações de Condição de Estabilidade que permitiram que a estrutura continuasse funcionando mesmo com fator de segurança abaixo do recomendado por padrões internacionais. A mineradora sabia da situação e apresentou os documentos às autoridades.

Brumadinho: Vale, Tüv Süd e 16 pessoas se tornam rés pelo desastre que deixou 270 mortos

Mais de 1,4 mil dias após o rompimento, a recomendação de não utilização da água bruta do Rio Paraopeba para qualquer fim, entre Brumadinho e Pompéu, permanece. A pesca de espécies nativas também segue proibida em toda a bacia.

Entenda a situação atual da tragédia em relação a:

Responsabilização criminal pelo rompimento da barragem

Relembre o que aconteceu até aqui:

Janeiro de 2020: O Ministério Público de Minas Gerais (MPMG), a partir de uma investigação conjunta com a Polícia Civil, denuncia 16 pessoas, incluindo o ex-presidente da Vale, Fabio Schvartsman, por homicídios dolosos e crimes ambientais decorrentes do rompimento da barragem. A mineradora e a empresa Tüv Süd são denunciadas por crimes ambientais.

Fevereiro de 2020: AJustiça de Minas Gerais aceita a denúncia do MPMG e todos os denunciados viraram réus.

Outubro de 2021: A pedido da defesa de Schvartsman e do engenheiro Felipe Figueiredo Rocha, a Sexta Turma do Superior Tribunal de Justiça (STJ) decide pela extinção do processo criminal, e todos os denunciados deixam de ser réus. O STJ conclui que a competência para julgar o caso é da Justiça Federal.

Novembro de 2021: A PF indicia19 pessoas por homicídio doloso, crimes ambientais e apresentação de declaração falsa à Agência Nacional de Mineração (ANM). Vale e Tüv Süd também são indiciadas.

Junho de 2022: Após o MPMG recorrer ao Supremo Tribunal Federal (STF), o ministro Edson Fachin defere o pedido do órgão e decide que cabe à Justiça Estadual julgar a ação.

Dezembro de 2022: Schvartsman e Figueiredo recorrem, e a Segunda Turma do STF muda o entendimento e estabelece competência da Justiça Federal para processar o caso.

Janeiro de 2023: Diante do risco de prescrição de delitos ambientais, a presidente do STF, ministra Rosa Weber, determina que a Justiça Federal de Minas Gerais dê prosseguimento à ação penal.

Sexta-feira (20): o Ministério Público Federal (MPF) ratificou integralmente a denúncia oferecida pelo MPMG contra 16 funcionários da Vale e Tüv Süd por homicídio qualificado, cometido 270 vezes, além de crimes contra a fauna, crimes contra a flora e crime de poluição. As duas empresas também foram denunciadas pelos crimes ambientais.

Segunda-feira (23): dois dias antes de o rompimento da barragem completar quatro anos e de parte dos crimes ambientais prescrever, a Justiça Federal aceitou a denúncia, e Fabio Schvartsman e outras 15 pessoas, além das duas companhias, viraram réus novamente.

De acordo com a vice-presidente da Associação dos Familiares de Vítimas e Atingidos pelo Rompimento da Barragem (Avabrum), Andressa Rocha, a impunidade é um dos principais temores de quem perdeu um ente querido na tragédia. O único filho da professora, Bruno Rocha, que trabalhava na Vale, foi um dos 270 mortos.

"É impressionante como os réus estão escolhendo por quem querem ser julgados. Esse não agir da Justiça e essa paralisação fazem com que nosso sofrimento só aumente. Quem são os responsáveis pelo crime da Vale em Brumadinho? Essa ausência de resposta deixa a gente em uma situação de prisão", afirmou Andressa.

Buscas e identificação de vítimas

A tragédia da Vale em Brumadinho deixou 270 pessoas mortas, incluindo duas mulheres grávidas. Depois de quatro anos, 267 vítimas foram encontradas e identificadas. Três continuam desaparecidas.

Mais de 1.400 dias após o rompimento da barragem, as buscas continuam. A estratégia atual é o uso de estações de busca, equipamentos que fazem uma espécie de "peneiramento" e separam o rejeito de minério de ferro de possíveis segmentos humanos.

"A estação de busca consiste em uma peneira vibratória. O material é colocado nela. O mais fino passa, o mais grosso fica e é vistoriado pelos bombeiros (...) Se a gente encontra algo, para a máquina, o bombeiro vai até a esteira, recolhe, faz registro fotográfico e envia para a perícia avaliar", explicou o comandante do incidente da equipe delta da operação Brumadinho, o major Marcos Vinícius, do Corpo de Bombeiros.

Segmentos humanos passam por exame de DNA no Instituto Médico Legal (IML) de Belo Horizonte. Segundo o major, passados quatro anos, esses fragmentos continuam a ser encontrados. Até o dia 10 de janeiro, 61,7% de todo o material da barragem tinha sido vistoriado - 6,5 milhões de metros cúbicos de rejeitos.

Atualmente, 20 bombeiros militares trabalham semanalmente nas buscas, que só vão terminar quando todas as 270 vítimas forem localizadas e identificadas.

"Desistir não é uma opção. A gente aguarda sempre a possibilidade de uma joia ser identificada. Está todo mundo trabalhando de forma motivada para que possamos dar esse alento aos familiares", falou.

De acordo com a Polícia Civil de Minas Gerais, atualmente, há 1.004 "casos catalogados" no IML de Belo Horizonte oriundos do local do rompimento. Desses, 968 estão finalizados, 113 foram considerados inconclusivos e 36 permanecem em análise.

Tiago Tadeu Mendes da Silva tinha 34 anos e deixou a mulher e dois filhos, um deles de apenas 8 meses. Ele trabalhava na mina de Sarzedo e foi transferido para Brumadinho cerca de 20 dias antes do rompimento da barragem.

Maria de Lurdes da Costa Bueno, de 59 anos, morava em São José do Rio Pardo (SP) e passava as férias com a família em uma pousada de Brumadinho a pedido do enteado, que tinha o sonho de conhecer o Inhotim. A pousada foi soterrada. Os dois enteados, a nora e o marido dela morreram.

Nathália de Oliveira Porto Araújo, de 25 anos, era estagiária na Vale. Deixou dois filhos e o marido.

A vice-presidente da Avabrum, Andressa Rocha, disse que a entidade mantém tratativas com o governo do estado para que as buscas só terminem com a localização de todas as vítimas.

"Nós não podemos fiar com esse luto em aberto. Eu busquei o corpo do meu único filho por 105 dias e sei como a dor é potencializada pelo não encontro", disse.

Acordo de reparação dos danos

Até o momento, cerca de R$ 23,6 bilhões foram desembolsados pela empresa, em valores corrigidos pela inflação, o equivalente a 58% do total.

Veja alguns projetos em andamento:

Pagamento de auxílio financeiro a 109 mil pessoas que tiveram o meio de subsistência;

Fortalecimento de serviços públicos em Brumadinho e outros 25 municípios atingidos;

Investimento de R$ 248 milhões na modernização do complexo de saúde de Brumadinho, que contempla UPA, hospital e centro de especialidades;

Entrega de máquinas pesadas para auxiliar a manutenção de estradas rurais aos municípios da bacia do Rio Paraopeba;

Recuperação da MG-060, no trecho entre Esmeraldas e São José da Varginha;

Obras e reformas em hospitais da Rede Fhemig;

Construção de bacias de contenção de água da chuva no Córrego Ferrugem, em Belo Horizonte;

Recuperação ambiental cerca de 42 hectares com o plantio de aproximadamente 55 mil mudas.

Segundo o governo de Minas, "todos os trabalhos contam com rigorosa fiscalização" do estado, das instituições de Justiça e de uma auditoria independente para que não haja "eventuais abusos nos projetos executados pela Vale, como sobrepreços ou descumprimento de prazos".

Um dos projetos previstos em acordo assinado ainda em 2019 com o Ministério Público era a construção de uma nova estação de captação de água no Rio Paraopeba e a entrega da obra em setembro de 2020, mas até hoje isso não aconteceu. Um aditivo ao acordo estabeleceu um novo prazo, quase três anos depois, para o início da operação assistida na vazão plena: fevereiro de 2023.

Em nota, a Vale afirmou que "mais de 13,5 mil pessoas já fecharam acordo de indenização em reparação aos danos causados pelo rompimento da barragem B1, em Brumadinho, e em função das evacuações em outros territórios".

A mineradora disse que, de janeiro de 2019 a dezembro de 2022, desembolsou um total de R$ 37,2 bilhões em indenizações individuais e ações de reparação.

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