Los animales destinamos grandes cantidades de energía en tener unos atributos físicos y un comportamiento que atraiga a otros individuos para conseguir así reproducirnos. Si nos sale tan caro… ¿por qué prosperó desde el punto de vista evolutivo?
En este interesantísimo artículo, la bióloga A. Victoria de Andrés Fernández nos explica la biología que hay detrás del sexo y la atracción sexual.
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Este capitulo se va a centrar en las bacterias. Normalmente pensamos en las bacterias como organismos microscópicos perjudiciales para nuestra salud. Sin embargo, gran parte de la vida seria imposible sin ellas. Son pocas las especies de bacterias que causan daños a los animales, plantas o cualquier otro tipo de organismo (Totora, 2007).
Las bacterias son organismos procariotas. Tradicionalmente se las ha clasificado en dos reinos Arqueobacterias o Eubacterias, no obstante estos términos ya no se usan porque han evolucionado paralelamente.
Las Arqueobacterias, actualmente se clasifican en tres superfilos:
Las Eubacterias pueden dividirse en:
La célula procariota, tiene un tamaño de unos 3-10 μm. Estas células no tienen núcleo, presentan una pared formada por dos membranas y entre ellas, una capa de peptidoglicano (Valls, 2011). Además presentan una serie de elementos particulares:
Escherichia coli
La bacteria Escherichia coli, conocida como E. coli, es el organismo mejor conocido en la comunidad científica. E. coli es una Proteobacterias, pertenece a la familia enterobacteriaceae.
Esta bacteria es común de aves y mamíferos, esta presente en el intestino humano. Muchos conocimientos fundamentales de la biología moderna (procesos de recombinación genética en bacterias, la transcripción del ARN, la replicación del ADN y regulación genética) son gracias a estudios realizados con esta bacteria (Valls, 2011).
E.coli tiene mala fama por algunos miembros de su familia que son perjudiciales para el ser humano, no obstante hay cientos de tipos que son inofensivas. Las cepas de E. coli que se encuentran en zonas poco habituales del intestino o fuera de él, suelen ser infecciosas. Causan infecciones como la diarrea severa, la cistitis aguda y la infección enterohemorrágica (Valls, 2011). Muchas formas de esta bacteria son modificadas para nuestro propio beneficio, para obtener rápidamente genes y proteínas especificas, es decir, son usadas como microfábricas. Esto es posible gracias a sus características, dado que es fácil de cultivar, no requiere demasiada energía y no necesita sofisticas condiciones para vivir, y sobretodo, es fácilmente modificable y su replicación es bastante rápida. Con E. coli se han producido antibióticos, vacunas y muchas otras terapias (Mundasad, 2011).
Para leer el capítulo anterior: capítulo 2
Para leer el siguiente capítulo:capítulo 4
REFERENCIAS
Mundasad, S. (2011). “E. coli: ¿bacteria amiga o enemiga?”. BBC. Disponible en: https://www.bbc.com/mundo/noticias/2011/06/110604_ecoli_buena_o_mala_sao [último acceso: 16 Mar. 2019]
Tortora, G.; Funke, B. y Case, C. (2007). Introducción a la microbiología. Panamericana, Madrid.
Valls, L. (2011). “Seres modélicos. Entre la naturaleza y el laboratorio”. CSIC. Disponible en: http://seresmodelicos.csic.es/ [último acceso: 16 Mar. 2019]
Hace unos días se ha publicado un artículo en Systematic Biology que cambia de posición filogenética a los cangrejos herradura (género Limulus): estos organismos se clasificaban como xifosuros pero estos autores proponen su inclusión en el grupo de los arácnidos. Estos peculiares organismos estarían muy emparentados con los ricinúlidos.
Fotografía de un ricinúlido de la especie Cryptocellus goodnighti.
A pesar de ser conocidos como cangrejos herradura o cangrejos cacerola, no son crustáceos, están emparentados con las arañas. Los cangrejos herradura están catalogados como “vulnerables” en la Lista Roja de Especies Amenazadas de la IUCN y sus poblaciones están decreciendo.
Su sangre posee unas células llamadas amebocitos de Limulus que provocan la coagulación sobre cualquier bacteria con endotoxinas por lo que es usado en medicina para detectar contaminación bacteriana incluso a concentraciones extremadamente bajas. Su sangre se vuelve azul en contacto con el oxígeno, como podemos ver en la imagen:
Fuente: Andrew Tingle
En este enlace hay un vídeo en inglés sobre el uso de la sangre de estos animales en ciencia https://youtu.be/VgEbcQxFUu8. Actualmente, se están buscando alternativas sintéticas para evitar dañar a estos animales.
En este artículo en inglés hay más información sobre estos animales (dieta, distribución, depredadores…) y su importancia socioeconómica: https://bit.ly/2tueBXp
Por último, podéis leer el artículo científico original que reestructura la filogenia aquí: https://bit.ly/2SWaYKD
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Un nuevo estudio liderado por Caspar Hallamann alerta sobre la disminución de la población de insectos alados en reservas y parque naturales de Alemania.
Supongo que habréis oído hablar de la desaparición de las abejas. Seguramente no os parezca tan mala noticia, menos probabilidad de sufrir una de sus picaduras. No obstante, no solo está disminuyendo la población de las abejas, sino que toda la población de insectos alados se está viendo reducida drásticamente. Se estima que las poblaciones de mariposas de pastizal europeas han disminuido en un 50% en abundancia. En otros datos referentes a taxones mejor estudiados como es el caso de las abejas y las polillas, se puede observar la misma tendencia decreciente (Hallamann et al. 2017).
Este acontecimiento ha despertado un gran interés en la comunidad científica, en los políticos y el público en general. Y con razón, ya que se espera que la perdida de diversidad y abundancia de los insectos alados tenga efectos secundarios en las redes tróficas, poniendo en peligro el funcionamiento de los ecosistemas (Hallamann et al. 2017).
Los insectos tienen gran importancia en un ecosistema. Estos organismos forman un grupo abundante y diverso, donde el número de especies se estima en el orden de millones a nivel mundial (Guzman, 2010). Estos establecen relaciones bióticas con animales y plantas. Un claro ejemplo de estas relaciones es el mutualismo entre plantas con flor (angiospermas) e insectos. Este mutualismo ha generado un proceso de coevolución dando como resultado el aumento de la diversidad biológica en ambos grupos de seres vivos (Guzman, 2010). Si os interesa este tema del mutualismo os dejo un artículo publicado por mi compañera Sara Atienza sobre Coevolución en las referencias.
Hay varias opiniones respecto a la desaparición de estos organismos. Algunas causas propuestas son el cambio climático, la perdida y fragmentación del hábitat, y el deterioro de la calidad del mismo (Hallamann et al. 2017). Sin embargo, un estudio publicado en PLOS ONE pone en duda estas hipótesis. El nuevo estudio, dirigido por Caspar Hallamann de la Universidad de Radboud ha descubierto que, en reservas y parques naturales alemanes, la población de insectos alados ha disminuido en más del 75% desde 1990 (Villarreal, 2017). Estudios anteriores, también señalan este declive, pero se centraban en especies concretas, como las abejas. Lo característico del nuevo estudio es que se ha centrado en un espectro más amplio, observando el declive en los insectos alados (Villarreal, 2017). Para medir la biomasa total de insectos, los investigadores han utilizado trampas Malaise desplegadas en 63 áreas protegidas de Alemania, durante la primavera, verano y principios de otoño (Hallamann et al. 2017). Esta medición de la biomasa (peso de la captura de insectos en cada trampa) les ha permitido conocer la caída en el número de insectos.
Como ya se ha mencionado, la causa de esta disminución de biomasa aún no se conoce, lo que es bastante desconcertante. Modelos previos a este estudio estimaban una pérdida del 58% pero ninguno prevenía un declive del 82% de insectos que el equipo de Hallamann ha encontrado durante su estudio en estas últimas décadas. Los investigadores advierten de una necesidad urgente por descubrir las causas de esta catástrofe, dado que los datos observados se han tomado en zonas destinadas a proteger la biodiversidad (Villarreal, 2017).
REFERENCIAS
Atienza, S. (2017). “¿Coevolu…qué?”. Ecotoxsan. Disponible en: https://ecotoxsan.blog/2017/05/31/coevolu-que/ [Último acceso: 23 Ene. 2018]
Guzmán, R. (2017). “Los insectos: antiguos contructores del mundo”. Elementos, 17 (79) http://www.elementos.buap.mx/num79/htm/29.htm
Hallmann CA.; Sorg, M.; Jongejans, E.; Siepel, H.; Hofland, N.; Schwan, H.; et al. (2017). “More than 75 percent decline over 27 years in total flying insect biomass in protected areas.” PLOS ONE, 12 (10): e0185809. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0185809
Villarreal, A. (2017). “¿Dónde han ido todos los insectos? Ya no están ni en los espacios protegido”. Madrimasd. Disponible en: http://www.madrimasd.org/notiweb/noticias/donde-han-ido-todos-los-insectos-ya-no-estan-ni-en-los-espacios-protegidos [Último acceso: 19 Ene. 2018]
Un grupo de científicos ha establecido una relación directa entre el conocido como reloj biológico y la velocidad con la que el cuerpo humano es capaz de cicatrizar sus heridas, según un artículo divulgado por la revista Science Translational Medicine.
El estudio se ha llevado a cabo por investigadores del Consejo de Investigación Médica (MRC) del Laboratorio de Biología Molecular de la Universidad de Cambridge (Reino Unido). Estos científicos han descubierto que células tienen una mayor capacidad de regeneración cuando las heridas se producen durante el día.
Para más información, aquí os dejo el enlace de la noticia:
http://www.madrimasd.org/notiweb/noticias/reloj-biologico-marca-tiempo-regeneracion-piel
La coevolución es el proceso por el que dos o más organismos ejercen presión de selección mutua y sincrónica, en tiempo geológico, que resulta en adaptaciones específicas recíprocas (Janzen, 1980). Ehrlich y Raven acuñaron el término coevolución en 1964 aunque ya Darwin (1859) hablaba de este fenómeno en su libro El Origen de las Especies: “Así puedo comprender yo cómo una flor y una abeja pudieron lentamente -ya simultáneamente, ya una después de otra- modificarse y adaptarse entre sí del modo más perfecto mediante la conservación continuada de todos los individuos que presentaban ligeras variaciones de conformación mutuamente favorables”.
Una de las hipótesis más famosas referidas a la coevolución es la hipótesis de la Reina Roja, propuesta por Leigh Van Val en en 1973. Esta establece que “para un sistema evolutivo, la mejora continua es necesaria para sólo mantener su ajuste a los sistemas con los que está coevolucionando”. Un ejemplo de esto se encuentra en el modelo depredador-presa. Si el conejo corre más rápido, el zorro debe adaptarse para poder correr más rápido y cazar a su presa (Ene, 2014).
Un ejemplo de coevolución por mutualismo entre una planta y un polinizador es el observado entre colibríes y flores. Algunos investigadores creen que las plantas y colibríes han coevolucionado ya que se observa una gran complementariedad entre sus estructuras, lo que aumenta la eficiencia en la extracción del néctar por parte de las aves. Características de las plantas tales como el color de las flores, la secreción de néctar, orientación, disposición de estructuras sexuales y forma tubular de las corolas, entre otras, se consideran producto de esa co-adaptación respecto a ciertas características de los colibríes, como su capacidad visual, dependencia del néctar, forma de sus picos, patrón de vuelo, etc. Sin embargo, otros científicos afirman que se necesita una fuerte especialización que induzca el proceso co-evolutivo y en este caso, no la hay. Alegan que muchos colibríes visitan plantas con corolas que no se ajustan exactamente a su pico con bastante frecuencia como para no depender de aquellas que se acoplan con precisión.
Imagen 1. Colibrí alimentándose del néctar de una flor
Otro ejemplo se da entre las mariposas del género Heliconius y las plantas del género Passiflora, popularmente conocidas como “flores de la pasión”. Este nombre fue escogido por el botánico inglés Leonard Plukenet y proviene del latín flos passionis (flor de la pasión). Los primeros misioneros en América, identificaron en las flores similitudes morfológicas con los instrumentos usados en la pasión de Cristo, como la corona floral con tintes sanguíneos simulando la corona de espinas ensangrentada y los tres carpelos cabezudos simulaban los tres clavos.
Imagen 2. Huevo de mariposa sobre un zarcillo de una flor de la pasión.
Estas plantas son capaces de desarrollar estructuras que se asemejan a los huevos de las mariposas que la usan como hospedadora. Se trata de un ingenioso mecanismo que evita la oviposición por parte de otras mariposas. Las larvas que se desarrollan sobre las hojas se alimentan de ellas por lo que una superpoblación de larvas podría poner en peligro la integridad de la planta.
Otro ejemplo de coevolución con el que convivimos a diario es el microbioma humano. Este conjunto de microorganismos que habitan de forma natural en individuos sanos, ha coevolucionado con nosotros. Un ejemplo de ello son los microorganismos que habitan en nuestro tracto intestinal (Ruth, 2008).
En los últimos años ha surgido una teoría llamada Teoría Hologenómica de la evolución, según la cual, nuestro microbioma juega un papel fundamental en la evolución de la especie. Por ejemplo, estos micoorganismos son los encargados de producir compuestos aromáticos que actúan como reclamo sexual (feromonas) y por lo tanto condicionan la conducta reproductiva, y con ello, la supervivencia de la especie. Esto sugiere que el éxito en la reproducción de plantas y animales puede depender, en parte, del conjunto particular de microbios albergados por cada individuo.
Algunos investigadores han empezado a considerar a los individuos como el conjunto del individuo en sí y su microbioma y la coevolución de ambos podría ser determinante en la supervivencia del individuo. Un caso curioso se da en los corales. Debido a su escaso sistema inmune, no serían capaces de luchar contra infecciones simples que pronto se conviertirían en su sentencia de muerte. Su microbioma actúa como defensa en caso de infección, salvando así a los individuos (Donaire, 2013).
La coevolución es un proceso que aún presenta multitud de incógnitas a los investigadores, cuya respuesta puede ser clave para el paradigma evolutivo. Por ello, debemos centrar nuestros esfuerzos en esclarecer los sucesos coevolutivos y quién sabe si la concepción de la evolución podría cambiar por completo.
Bibliografía:
Donaire, P. (2013) Hologenoma: Una nueva visión de la evolución. Recuperado el 24 de abril de 2017 de: http://bitnavegante.blogspot.com.es/2013/01/hologenoma-una-nueva-vision-de-la-evolucion.html
Ene, I. V. y Bennett, R. J. (2014) The Red Queen hypothesis: Review from The cryptic sexual strategies of human fungal pathogens. Nature Reviews Microbiology, 12, 239–251. doi:10.1038/nrmicro3236
Janzen, D. H. (1980) When is it coevolution?. Evolution, 34(3) pp. 611-612.
Ruth, E. L., Hamady, M., Lozupone, C., Turnbaugh, P. J., Ramey, R. R., Bircher, J. S., Schlegel ML, Tucker TA, Schrenzel MD, Knight R, Gordon JI. (2008) Evolution of mammals and their gut microbes. Science, 20;320(5883):1647-51. doi: 10.1126/science.
