sábado, 17 de noviembre del 2018 Fecha
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¡La Materia! ¿En cuantas maravillas se puede plasmar?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Biologia    ~    Comentarios Comments (0)

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Alguna vez se me ocurrió pensar que la Vida, era el estado más elevado de la Materia evolucionada. El estado en el que se alcanza la consciencia y, de alguna manera, trasciende lo puramente material para crear ese “algo” indefinido, complejo e inconcreto que llamamos Mente, que sabemos utilizar y nos sirve de herramienta para ir comprendiendo el mundo que nos rodea y la Naturaleza pero, sin embargo, no podemos decir lo que es con una cierta propiedad de certeza y con respecto a ella, nos movemos en las brumosas aguas de la incomprensión más absoluta.

Cuando hablamos de evolución es difícil dejar a un lado a Charles Lyell y a Darwin. No debemos olvidar que el libro de Lyell convirtió el viaje de Darwin en un viaje a través del tiempo. Darwin empezó a leerlo casi inmediatamente, en su litera, mientras sufría el primero de los muchos mareos que le atormentarían durante los cinco años siguientes. El Beagle, un bergantín sólido y macizo, de 28 metros de largo por 7,5 de ancho, era en general confortable, pero su casco era redondeado y se balanceaba mucho. Darwin empezó a aplicar lo que él llamaba “la maravillosa superioridad de la manera de Lyell de abordar la geología” tan pronto como la expedición tocó tierra en las islas de Cabo Verde.

El H.M.S. Beagle. El HMS Beagle se hizo a la mar en 1832 con el fin de cartografiar con mayor detalle las costas sudamericanas. Estaba al mando el capitán Robert Fitzroy y entre sus tripulantes figuraba el joven naturalista Charles Darwin. Durante el viaje del Beagle, que duró cinco años, Darwin sufrió mucho de mareo. Aunque disfrutó de dos largos periodos en tierra, pasó muchos días enfermo, tendido en su litera y alimentándose sólo de uvas.

Construir una teoría de base empírica como explicación de Darwin de la evolución requiere, no sólo datos de observación, sino también una hipótesis organizadora. Darwin tomó su hipótesis, que el mundo es viejo y sigue cambiando hoy tanto como en el pasado, principalmente de Lyell. “El gran momento de los Principles -escribió- era que le cambiaba a uno todo el carácter de la propia mente, y cuando veía algo nunca visto por Lyell, uno seguía viendo en parte con sus ojos .” Más tarde Darwin admitió que “me siento como si mis libros proviniesen a medias del cerebro de sir Charles Lyell.”

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La teoría de Darwin mantiene que los efectos ambientales conducen al éxito reproductivo diferencial en individuos y grupos de organismos. La selección natural tiende a promover la supervivencia de los más aptos. Esta teoría revolucionaria se publicó en 1859 en el famoso tratado El origen de las especies por medio de la selección natural. La contribución de Darwin no fue argüir simplemente que la vida había evolucionado – ni siquiera le gustaba usar la palabra “evolución”-, sino también identificar el mecanismo evolutivo por el cual surgen nuevas especies. Por eso tituló su libro El origen de las especies.”

Claro que hablar de la Mente está mucho más lejos de lo que nosotros podemos viajar. Un lugar remoto de maravillosos suscesos de incompresible formación y de cuyo origen, en realidad, nada sabemos a ciencia cierta.  Hemos logrado saber muchas cosas como, por ejemplo, la Edad de la Tierra, un lugar en el que se posibilitó el surgir de la vida y de los pensamientos. Francis Bacon decía:

“La antigüedad del Tiempo es la juventud del Mundo”

Por su parte, Denis Diderot elucubraba que:

“Lo que tomamos por historia de la Naturaleza sólo es la muy incompleta historia de un instante.”

 

De alguna manera, los dos llevaban razón, pues para nosotros los seres conscientes, de alguna manera,  el Tiempo comenzó con el mundo que nos vio nacer y, lo que para nosotros era toda la Historia, en realidad era sólo nuestra historia que, en el contexto del Universo resultaba ser menos de una fracción de segundo.

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Una Tierra ignea en la que tuvieron que pasar 500 millones de años para que se pudiera enfriar y para que surgiera la posibilidad de aquellas primeras formas de vida que, necesitó de mucho, mucho, muchísimo tiempo para que pudiera alcanzar la consciencia de Ser. Muchas formas de vida y especies que se fueron extinguiendo, otras nuevas pudieron emerger y unas se adaptaron mejor que otras al medio ambiente que, al final del camino evolutivo del planeta y de los seres que lo habitaban, llegó al nivel actual en el que, nuestra especie prevalece sobre todas las demás (conocidas) en un reducido terrón rocoso inmerso en una inmensidad.

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En las estrellas se fusionan elementos sencillos en otros más complejos. Allí se formaron todos los componentes de los cuerpos de los seres vivos, y, nos queda por desvelar, ese último secreto que está en nosotros, lo que llamamos conciencia, la Mente… ¿Qué será?

Por otro lado, como el Universo es muy grande, las densidades medias son muy bajas y la materia se encuentra normalmente en estructuras muy simples, en forma de átomos y partículas individuales. La composición química del Universo y sus procesos son por ello también importantes para comprender su evolución, dando pie al uso más o menos extendido de astroquímica. Sin embargo, las moléculas complejas son relativamente raras y los organismos vivos muchísimo más. La parte Biológica del Universo que conocemos se reduce a nuestro propio planeta por lo que parece excesivo poder hablar de Astrobiología. ¿Por qué tenemos que preocuparnos por una parte tan ínfima del Universo? Ciertamente porque los seres humanos pertenecemos a esta extraña componente y, ya que no podemos reproducir en el laboratorio el paso de la química a la biología, es en el contexto del Universo -el gran Laboratorio- y su evolución en el que podemos analizar los límites y las condiciones necesarias para que emerja la vida en cualquier sitio, dando pleno sentido al uso del término como veremos a continuación.

La Astrobiología es una ciencia que ha surgido en la frontera entre varias disciplinas clásicas: la Astronomía, la Biología, la Física, la Química o la Geología. Su objetivo final es comprender cómo surgió la vida en nuestro Universo, cómo se distribuye y cuál es su evolución primitiva, es decir, cómo pudo establecerse en su entorno.

En otras palabras, trata de comprender el papel de la componente biológica del Universo, conectando la astrofísica y la astroquímica con la biología. Intenta para ello comprende el origen de la vida. : El paso de los procesos químicos prebióticos a los mecanismos bioquímicos y a la biología propiamente dicha.

Naturalmente, en Astrobiología nos planteamos preguntas fundamentales, como la propia definición de lo que entendemos como Vida, cómo y cuándo pudo surgir en la Tierra, su existencia actual o en el pasado en otros lugares o si es un hecho fortuito o una consecuencia de las leyes de la Física. Algunas de estas cuestiones se las viene formulando la humanidad desde el principio de los tiempos, pero ahora por primera vez en la historia, los avances de las ciencias biológicas y de la exploración mediante tecnología espacial, es posible atacarlas desde un punto de vista puramente científico. Para ello, la Astrobiología centra su atención en estudiar cuáles son los procesos físicos, químicos y biológicos involucrados en la aparición de la vida y su adaptabilidad, todo ello en el contexto de la evolución y estructuración y auto-organización, del Universo.

Como cualquier otra ciencia, la Astro-biología está sujeta a la utilización del método científico y por tanto a la observación y experimentación junto con la discusión y confrontación abierta de las ideas, el intercambio de datos y el sometimiento de los resultados al arbitraje científico. La clave de la metodología de esta nueva ciencia está en la explotación de las sinergias que se encuentran en las fronteras entre las disciplinas básicas mencionadas anteriormente, una región poco definida, cuyos límites se fijan más por la terminología que por criterios epistemológicos. Un aspecto importante de la investigación en el campo de la Astro-biología es la herramienta fundamental que representa el concepto de complejidad. La vida es un proceso de emergencia del orden a partir del caos que puede entenderse en medios no aislados y, por tanto libres de la restricción de la segunda ley de la termodinámica, como un proceso complejo. En este sentido, la emergencia de patrones y regularidades en el Universo, ligados a procesos no lineales, y el papel de la auto-organización representan aspectos esenciales para comprender el fenómeno de la vida. Transiciones de estado, intercambios de información, comportamientos fuera de equilibrio, cambios de fase, eventos puntuales, estructuras autorreplicantes, o el propio crecimiento de la complejidad, cobran así pleno sentido en Astro-biología.

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En los lugares más insospechados hemos encontrado formas de vida de cincomprensible existencia

No conocemos más vida que la existente en la Tierra y ésta nos sirve de referencia para cualquier paso en la búsqueda de otras posibilidades. La astrobiología trata por ello de analizar la vida más primitiva que conocemos en nuestro planeta así como su comportamiento en los ambientes más extremos que encontremos para estudiar los límites de su supervivencia y adaptabilidad. Por otro lado, busca y analiza las condiciones necesarias para la aparición de entornos favorables a la vida, o habitables, en el Universo  mediante la aplicación de métodos astrofísicos y de astronomía planetaria. Naturalmente, si identificáramos sitios en nuestro sistema solar con condiciones de habitabilidad sería crucial la búsqueda de marcadores biológicos que nos indiquen la posible existencia de vida presente o pasada más allá de la distribución de la vida en el Universo o, en caso negativo, acotaríamos aún más los límites de la vida en él.

Encontrar un “punto azul pálido” o “segunda Tierra” dentro de una zona habitable que contenga agua y condiciones ambientales que puedan sustentar vida, constituye el Santo Grial de la ciencia. Cuántas veces nos habremos preguntado:  ¿Estamos solos? Sin embargo, hace unos días, salió la noticia de que se ha encontrado una estrella orbitada por seis planetas de los que tres de ellos, podrían estar habitados según las condiciones en ellos observadas de distancia a la estrella, atmósfera, y otras.

Diferentes condiciones ambientales pueden haber dado lugar a la vida e incluso permitido la supervivencia de algunos organismos vivos generados de forma casual, como experimento de la naturaleza. La Astrobiología trata de elucidar el papel de la evolución del Universo, y especialmente de cuerpos planetarios, en la aparición de la vida. En esta búsqueda de ambientes favorables para la vida, y su caracterización, en el Sistema solar,  la exploración espacial se muestra como una componente esencial de la Astrobiología. La experimentación en el laboratorio y la simulación mediante ordenadores o en cámaras para reproducir ambientes distintos son una herramienta que ha de ser complementada por la exploración directa a través de la observación astronómica, ligada al estudio de planetas extrasolares, o mediante la investigación in situ de mundos similares en cierta forma al nuestro, como el planeta Marte o algunos satélites de los planetas gigantes Júpiter y Saturno.

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Viendo al planeta Saturno desde los mares de metano de Titán, nos tenemosque preguntar si por ahí cerca se estarán preparando las condicionespara una vida extrasolar futura,o, si acaso, está ya ahí presente. El pequeño mundo Titán reúne todas y cada una de las condiciones de aquella vieja Tierra que existía en épocas pasadas en las que, nosotros, no habíamos hecho aún acto de presencia en el planeta.

La componente instrumental y espacial convierte a la Astrobiología en un ejemplo excelente de la conexión entre ciencia y tecnología. Los objetivos científicos de la Astrobiología, hemos visto, que requieren un tratamiento trans-disciplinar, conectando áreas como la física y la astronomía con la química y la biología. Esta metodología permite explotar sinergias y transferir conocimiento de unos campos a otros para beneficio del avance científico. Pero además, la Astrobiología está íntimamente ligada a la exploración espacial que requiere el desarrollo de instrumentación avanzada. Se necesitan tecnologías específicas como la robótica o los biosensores habilitadas para su empleo en condiciones espaciales y entornos hostiles muy diferentes al del laboratorio. Naturalmente la Astrobiología emplea estos desarrollos también para transferir conocimiento y tecnologías a otros campos de investigación científica y en particular, cuando es posible, incluso al sector productivo.

Centrándonos en el ser humano, los restos fósiles más antiguos confirman que durante la Era Cuaternaria, la Humanidad poseía fuertes restos morfológicos de las especies animales de las que pudo derivar. También se han encontrado fósiles de simios que situados hacia atrás en el tiempo, se acercaban, cada vez más, en su morfología, a las formas humanas.

Sin embargo, aún el más antiguo de los hombres fósiles, hubo de poseer una capacidad  cerebral mucho mayor que la de los simios actuales. Por tal motivo incluso los más acérrimos partidiarios de la evolución rechazaron pronto que el hombre descendiera del directamente del mono: La conclusión científica común hoy día es que ambos, hombre y chimpancé, tuvieron un ancestro común que no era ni Homo ni Pan y que se perdió por completo no habiendo podido hallar su rastro. El eslabón perdido lo llaman.

Otra cuestión que también ha sido muy debatida es aquella que nos hablaba de que la Humanidad descendía de una sola pareja, lo que nos llevaría al hecho de que la Humanidad surgió de una sola vez, derivando de aquella primitiva pareja por multiplicación como nos cuenta el Génesis. Sin embargo, la Ciencia adopta la postura de que fueron muchas parejas repartidas por todo el mundo, las que dieron lugar a la Humanidad que surgió en diversos lugares.

Si el lugar o lugares, época y forma del nacimiento de la primera raza, o razas, humanas continúa siendo -y mucho más el de la vida- y será con toda probabilidad, siempre, el mayor misterio para la Ciencia que, en los últimos años y con mayores ayudas tecnológicas ha intentado saber lo que la vida es sin conseguirlo. Nos aproximamos, esbozamos escenarios plausibles y reconstruimos lo que pudo ser… Pero, lo cierto es que, seguimos sin saber lo que es la vida y, mucho menos, podemos dar una explicación de la Conciencia, ese estado superior alcanzados por alguna forma de vida que, como la nuestra, han llegado a generar ideas, pensamientos y sentimientos.

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¿Y el  Ser Humano? Geológicamente hablando es un brote tardía en el árbol de la Evolución. Todos los intentos de darle una gran antigüedad geológica han sido abandonados después de aplicar los nuevos métodos de investigación. Y así, al igual que los mamíferos se han desarrollado lentamente evolucionando a partir de formas no parecidas a ellos, el hombre ha surgido también evolutivamente a partir de formas no humanas.

Cuando hace doscientos años el primer gran sistemático, el sueco Linneo (1707-1778), estableció su “Sistema Natural”, creía poder diferenciar tantas especies como las que habían sido creadas en un principio. Claro que, su zoología era estática como el concepto del mundo en su época; su clasificación era horizontal y no miraba hacia el pasado. Linneo nunca llegaría a saber que miles de millones de especies surgidas en el planeta Tierra, habían desaparecido, se habían extinguidos y que sólo, el 1% de las especies que habían poblado en la Tierra, estaban vivas hoy.

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Sólo cuando se empezó a conocer el mundo vivo de la Prehistoria pasó a primer plano también el problema de las relaciones de parentesco entre grupos aparentemente muy distintos y la necesidad de establecer una claficiación cronológica, es decir, vertical. Así, Linneo fue el primero en reconocer que el Ser Humano no ocupa, anatómica y zoológicamente, un lugar aislado en la Naturaleza, lugar que hasta entonces se había atribuido así mismo gustosamente y, él demostró que el hombre era solamente un miembro de un grupo mayor, al que dio el nombre de Primates. No vamos a hablar aquí ahora del género Homo que, en muchas otras ocasiones ha sido tratado ampliamente.

Cuando hablamos de la “vida” no podemos olvidarnos, de ninguna manera, de las formas más pequeñas que, de alguna manera, fueron nuestros precursores y los primeros que comenzaron la aventura de la Vida. De hecho, sin ellos nosotros no podríamos vivir y nuestros organismos necesitan de ellos para realizar muchas de sus funciones, algunos viven con nosotros en una especie de simbiosis de la que ambas partes se benefician, tal es el caso de las mitocondrías generadoras de energía en nuestro cerebro, por ejemplo.

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Ese “mundo” de los seres pequeños, está formado por bacterias y cianobacterias (algas azules). Pueden vivir en diversos lugares, tales como agua o aire y en el interior de los animales y plantas como parásitos. La mayoría de sus representantes son heterótrofas (no pueden producir su propio alimento), pero también hay algunas autótrofas (producen sin alimentos, por ejemplo a través de la fotosíntesis). Existen también bacterias aerobias es decir, que necesitan oxígeno para vivir, el requisito de anaerobios, que no pueden vivir en presencia de oxígeno, y anaerobios facultativos, que pueden vivir tanto en ambientes oxigenados como en ambientes no oxigenados. La forma física de las bacterias pueden ser de cuatro tipos: cocos, bacilos, vibriones y espirilos. Los cocos pueden unirse y formar colonias. Grupos de dos cocos forman diplococos, alineados forman estreptococos y en grupos forman una infección de estafilococos.

Por ser los seres vivientes más primitivos en la Tierra, son también los que están en mayor número. Por ejemplo, en un gramo de tierra fértil pueden haber cerca de 2,5 mil millones de bacterias, en hongos 400.000 y en algas y protozoos entre 30.000 y 50.000.

Con un microscopio electrónico podremos llegar muy lejos en el universo de lo muy pequeño.

La importancia de las bacterias

Las bacterias también tienen su importancia en el medio ambiente, así como cualquier ser vivo. Describamos algunos papeles fundamentales.

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Flora bacteriana necesaria en nuestro organismo

  • Descomposición: Actúan en el reciclaje de la materia, devolviendo al ambiente moléculas y elementos químicos para ser re-utilizados por otros seres vivos.
  • Fermentación: algunas bacterias se utilizan en las industrias para producir yogurt, queso, etc (lácteos).
  • Industria farmacéutica: para la fabricación de antibióticos y vitaminas.
  • Industria química: para la producción de alcoholes como el metanol, etanol, etc.
  • Genética: mediante la alteración de su ADN, podemos hacer productos de interés para los seres humanos, como la insulina.
  • Determinación de nitrógeno: permite eliminar el nitrógeno del aire y tirado en el suelo, que sirve como alimento para las plantas.
Resultado de imagen de las bacterias como plaga
                                            Se detectan y se combaten plagas de bacterias nosivas

Tendría que mencionar ahora la reproducción y sus distintas formas, que varían de modo continuo entre los casos extremos de la cría generalizada generada de golpe y los nacimientos espaciados de un único neonato. El primer caso maximiza la producción de individuos que maduran con rapidez, y estas especies son más oportunistas. La mayoría de las bacterias, así como muchas especies de insectos, pertenecen a este grupo de seres que se reproducen de forma oportunista e intensa. En condiciones adecuadas llegan a invertir una parte tan importante de su metabolismo en la reproducción que acaban convirtiéndose en plagas indeseables. En unos pocos días de verano, pequeños insectos como los áfidos, dedican el 80% de su metabolismo a reproducirse, en una estrategia que reduce de forma importante la vida de los progenitores y también las posibilidades de reproducción repetida. Los endoparásitos, sin embargo, son una desafortunada excepción a esta restricción: la tenia, debido al fácil suministro de energía que recibe, se reproduce copiosamente y puede sobrevivir más de quince años.

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                     Los pulgones que deben ser eliminados para conservar la lozanía de la planta

  • Áfidos (pulgones)
    • Causan daño al chupar fluidos
    • Pequeños, color verde o amarillo
    • Producen mielecilla (sustancia pegajosa)
Resultado de imagen de Trips
  • Trips
    • Se alimentan de flores y hojas
    • Daño causa pequeñas áreas descoloridas
Resultado de imagen de Ácaros (aranuelas)
  • Ácaros (arañuelas)
    • Dañan hojas
    • Difícil detectar a simple vista
    • Algunos producen seda y dejan telarañas
Resultado de imagen de mosca blanca
  • Mosca blanca
    • Causan deformaciones
    • Producen mielecilla
    • En el revés de hojas
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En el otro extremo del rango reproductivo están las especies del tipo selección-k que se reproducen varias veces, espaciando los nacimientos y cada vez con crías poco numerosas, y que maduran lentamente. El resultado de esta forma de reproducción es una tasa baja de crecimiento y poca capacidad de colonización, que se compensa con la mayor longevidad, competitividad, adaptabilidad y frecuentemente por un comportamiento social altamente desarrollado.

Aunque es cierto que no sabemos a ciencia cierta lo que es la vida, también lo es que, a lo largo de nuestra existencia y llevados por la ambición de saber y con el arma de la curiosidad siempre a cuestas, hemos podido desvelar secretos que la Naturaleza celosamente guardaba. Existen “claves” que son diagramas , trazados a escala, de cuatro moléculas (bases del nucleótido) cuya excepcional interrelación interna, inserta bajo la cremallera del ácido desoxirribonucleico (ADN), contiene el código de toda la vida en la Tierra. Se ha llegado a explicar con precisión cómo miles de características únicas, que varían de un individuo a otro, se tramsmiten intactas de generación en generación. Este descubrimiento fue el prtogreso más grande del siglo XX en el campo del conocimiento biológico.

                      Situación del ADN dentro de una célula

En el interior de cada célula de nuestro cuerpo tenemos cadenas de ADN increíblemente largas. Es la materia prima de los genes. Almacena, reproduce y transmite todas nuestras características personales y únicas, nuestra herencia genética. Estas cadenas de ADN contienen las plantillas codificadas de las proteínas, que son los ladrillos de nuestros cuerpos.

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Esta codificación es una serie de combinaciones de cuatro moléculas llamadas bases de los nucleótidos (y representadas por las letras A, G, C y T), que dan todas las instrucciones necesarias para fabricar nuestro cuerpo. Heredamos ADN de nuestros dos progenitores y, puesto que recibimos una mezcla única de ambos, la cadena de ADN de cada uno de nosotros es ligeramente distinta de la de los demás. Nuestro ADN es como una huella dactilar molecular.

Resultado de imagen de Durante la reproducción sexual humana, el ADN de los progenitores se copia y se transmite en proporciones igualesResultado de imagen de Durante la reproducción sexual humana, el ADN de los progenitores se copia y se transmite en proporciones iguales

Durante la reproducción sexual humana, el ADN de los progenitores se copia y se transmite en proporciones iguales. Es importante saber que, aunque casi todo el ADN de cada progenitor se separa durante la reproducción, en cada generación se barajan y se mezclan pequeños fragmentos de las dos aportaciones. Por mezcla no se entiende la distribución aleatoria y masiva, sino pequeños intercambios, duplicaciones y permutas entre el lote materno y el lote paterno de ADN. Este fenómeno se llama técnicamente “recombinación”. Afortunadamente para los fines de los investigadores genéticos, hay dos pequeñas porciones de nuestro ADN que no se recombinan. El ADN no recombinante es más fácil de rastrear, dado que su información no se altera durante su transmisión de una generación a otra. Las dos pequeñas porciones son el ADN mitocondrial (ADNmt) y la parte no recombinante del cromosoma Y (YNR).

Así que, el ADN mitocondrial es útil para el estudio evolutivo, en primer lugar, porque su variabilidad depende exclusivamente de las mutaciones, ya que no sufre el ya mencionado proceso de recombinación durante la concepción. En segundo lugar, permite un seguimiento de la línea materna evolutiva, pero solamente se podría estudiar en zonas que se saben estuvieron habitadas por mujeres, por lo que poría traer fallas, en caso de que la población femenina fuera mayor a la masculina. Aquellas regiones donde el ADN m. presnetan mayor variabilidad, significaran que allí se han producido mayores mutaciones en el tiempo, por tanto serán más antigua, rastreándose así nuestra posible zona de origen. El número de genes en el ADN mitocondrial es de 37, frente a los 20.000 – 25.000 genes del ADN cromosómico nuclear humano.

Así que, decir que recibimos el 50% de nuestro ADN de nuestro padre y el otro 50% de nuestra madre no es totalmente verdadero. Un pequeño fragmento de nuestro ADN se hereda sólo a través de la madre. Es al que antes nos referíamos como el ADN mitocondrial porque se trata de filamentos circulares individuales contenidos en pequeñas cápsulas tubulares llamadas mitocondrias que funcionan un poco como baterias en el interior del citoplasma celular.

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Algunos biólogos moleculares dicen que, cuando el mundo era joven, la mitocondria era un organismo autónomo con su propio ADN y poseía el secreto de generar muchísima energía. Invadió organismos unicelulares nucleados y allí sigue desde entonces, dividiéndose, como la levadura, por fusión binaria. Aunque los varones reciben y usan el ADN mitocondrial de la madre, no pueden transmitirlo a los hijos. El esperma tiene mitocondrias propias para propulsar el largo viaje desde la vagina hasta el óvulo, pero al entrar en éste, las mitocondrias masculinas se marchitan y se mueren.

Resultado de imagen de Así pues, cada cual hereda el ADNmt de la madre, que a su vez lo ha heredado intacto de su madre y ésta de la suyaResultado de imagen de Así pues, cada cual hereda el ADNmt de la madre, que a su vez lo ha heredado intacto de su madre y ésta de la suya

Así pues, cada cual hereda el ADNmt de la madre, que a su vez lo ha heredado intacto de su madre y ésta de la suya, hasta el infinito; de ahí que el nombre popular del ADNmt, “el gen EVA”. En última instancia, todas las personas que viven hoy en el mundo han heredado su ADN mitocondrial de una única antepasada que vivió hace casi 200.000 años. Este ADNmt nos proporciona un raro punto de estabilidad en las arenas movedizas de la transmisión del ADN. Sin embargo, si todos los cromosomas EVA del mundo actual fueran una reproducción exacta del primer gen Eva, todos serían idénticos. Sería algo prodigioso, pero significaría que el ADNmt tiene poco que decirnos sobre nuestra prehistoria. Saber que todas las mujeres descienden de una remota EVA común resulta emocionante, pero no nos ayuda a reconstruir la vida de cada una de sus hijas. Necesitamos un poco de variedad.

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Los genes pueden mutar (transformarse) de diferentes formas. La forma más sencilla de mutación implica un cambio en una base individual a lo largo de la secuencia de bases de un gen en particular–muy parecido a un error tipográfico en una palabra que ha sido mal escrita. En otros casos, se pueden agregar o eliminar una o más bases. Y algunas veces, grandes segmentos de una molécula de ADN se repiten, se eliminan o se traslocan accidentalmente.

Así, aparecen mutaciones puntuales del ADN. Al heredar el ADNmt de nuestra madre, a veces hay un cambio en una o más “letras” del código del ADNmt, aproximadamente una mutación cada mil generaciones. La nueva letra, llamada “mutación puntual”, se transmitirá desde entonces a todas las descendientes. Aunque otra mutación es un fenómeno raro dentro de una sóla línea familiar, la probabilidad total de las mutaciones aumenta de manera visible a causa de la cantidad de mujeres que tienen hijas. Así, en una generación, un millón de mujeres podrían tener más de mil hijas con una mutación personal e intransferible. Por este motivo, y salvo que hayamos tenido una antepasada común en los últimos 10.000 años, cada cual tiene un código que es ligeramente distinto del de los demás.

                                     Sí, aunque pequeñas, existen esas probabilidades de mutaciones de la genética

Claro que, también existe el “Gen Adán”. A semejanza del ADNmt de transmisión materna y que reside fuera del núcleo de la célula, dentro del núcleo hay un paquete de genes que sólo se transmite por línea masculina. Es el cromosoma Y, el cromosoma definidor de la masculinidad. Exceptuiando un pequeño segmento, el cromosoma Y no desempeña ningún papel en el promiscuo intercambio de ADN que se permiten otros cromososmas, esto significa que, al igual que el ADNmt, la parter no recombinable del cromosoma Y pasa intacta a cada generación y puede ser rastreado, siguiendo una linea ininterrumpida, hasta nuestro primer antepasado masculino.

Los cromosomas Y se utilizan desde hace menos tiempo que el ADNmt en la reconstrucción de árboles genéticos y existen problemas para estimar el alcance cronológico. Cuando se solucionen, el método YNR podría tener una resolución cronológica y geográfica mucho mayor que el ADNmt, tanto para el pasado reciente como para el remoto. Esto se debe sencillamente a que el YNR es mucho mayor que el ADNmt y en consecuencia tiene mayor viabilidad potencial.

Bueno, tanto este artículo, o, pasaje (de una parte de nosotros) como otro que llamé: Estamos señalados por muchos dones pero…¡El habla!, nos viene a confirmar que, la vida, no es sólo “la materia evolucionada”. ¡La Vida! es mucho más que todo eso y, seguramente, como nos dice el amigo Kike, sea una parte sustancial del Universo que, a través de su sabia Naturaleza, nos ha creado para poder contemplarse, como nos comentó Nelson que había dicho el sabio.

De todas las maneras y a pesar de tantas explicaciones… seguimos… ¡Sin saber lo que la vida es!

emilio silvera

El «puñado» de bacterias que nos hace humanos

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SCIENCE

La flora intestinal moldeaba la evolución de los homínidos 15 millones atrás, y sus huellas pueden encontrarse en hombres y grandes simios

Fotografía de E. coli, una de las 500 especies que pueden vivir en el intestino humano

          Fotografía de E. coli, una de las 500 especies que pueden vivir en el intestino humano – NIAID

Esta imagen de microscopio muestra algunas de las bacterias que habitan en la placa bacteriana de nuestras bocas.

 

 

Esta imagen de microscopio muestra algunas de las bacterias que habitan en la placa bacteriana de nuestras bocas. En nuestro cuerpo viven unos 48 billones de bacterias, 60 billones de virus y varios miles de millones de hongos.

 

 

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Si un contable se decidiera a investigar el cuerpo humano, concluiría que está hecho principalmente de bacterias. Al echar cuentas, resulta que hay diez veces más microbios que células de Homo sapiens en todos y cada uno de los rincones del cuerpo. Solo dentro del intestino, hay entre 400 y 500 especies de bacterias, más un número considerable de virus, hongos y protozoos. Por eso, esta parte del cuerpo es uno de los lugares más ricos en especies de todo el planeta.

Pero los números resultan fríos. Lo importante es que esos microbios, que forman la llamada flora o microbioma intestinal, tienen un papel clave para el sistema inmune, la alimentación y hasta el comportamiento. Por eso, es fundamental entender de dónde vienen y hacia dónde van estos microbios. Con este objetivo en mente, ayer fue publicada una investigación en la revista «Science» en la que se reconstruye el pasado evolutivo de esta importante fracción del ser humano.

Según sus conclusiones, la flora intestinal de hoy en día ha estado acompañando al humano desde incluso antes de que fuera humano, a través de un proceso conocido como coevolución y que implica que tanto humanos como bacterias se han dado forma mutuamente a lo largo de millones de años.

«Sabíamos que los humanos y sus parientes próximos, los grandes simios, acogían a esas bacterias en sus intestinos», dijo Andrew Moeller, investigador en la Universidad de California, Berkeley, y coautor del estudio. «Y la mayor pregunta que queríamos responder es, ¿de dónde vienen todas esas bacterias? ¿Las obtuvimos del entorno o las heredamos de nuestros ancestros? ¿Durante cuánto tiempo han estado con los hospedadores?».

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Antes de esta y otras investigaciones similares, la pregunta era si, aparte de influirnos, las bacterias habían cambiado nuestra genética y nosotros la suya. La respuesta es, según estos investigadores, es que sí, y que esto lleva ocurriendo desde hace al menos 15 millones de años, a partir del microbioma intestinal del ancestro común de los homínidos, un grupo que incluye a humanos y a grandes simios.

Coevolución entre humanos y microbios

Después de secuenciar, leer, y comparar los genes de los microbios encontrados en las heces de chimpancés, bonobós, gorilas y humanos, en concreto ciudadanos de Connecticut, Estados Unidos, los investigadores pudieron reconstruir el árbol evolutivo de la flora intestinal de los homínidos.

«Esta investigación comprueba que la evolución de la flora y de los homínidos es congruente y que ocurre en paralelo», explicó a ABC Andrés Gómez.

¿Quiénes somos? ¡Quién puede saber eso!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Biologia    ~    Comentarios Comments (1)

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Es una pregunta que ha estado en la mente de los seres humanos desde que en ellos estuvo presente el pensamiento en aquellas primeras Civilizaciones antiguas que todos tenemos en mente y que dejaron su huella que, de una u otra manera, nos hablan de una evolución mental que, a veces, profundizaba en terrenos situados más allá de lo material. Cuando no se sabía entender los hechos ni se encontraban las respuestas, con frecuencia, se acudió a la mitología y a divinidades que eran portadoras de mágicos poderes y, de esa manera hemos estado caminando hasta llegar a los orígenes de la Ciencia que, comenzó una nueva etapa y en lugar de adjudicar lo inexplicable a los dioses, se empezó a investigar y observar empleando la lógica para acercarnos a lo desconocido, a los misterioso secretos de la naturaleza y, ¡nuestro origen! puede ser calificado del mayor secreto que el Universo esconde.

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“Estromatolitos del precámbrico en la Formación SiyehParque Nacional de los GlaciaresEstados Unidos. En 2002, William Schopf de la UCLA publicó un artículo en la revista Nature defendiendo que estas formaciones geológicas de hace 3.500 millones de años son fósiles debidos a cianobacterias1 y, por tanto, serían las señales de las formas de vida más antiguas conocidas.”

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Ciertamente, cuando hablamos del origen de la vida, aún hoy en la segunda década del siglo XXI, las opiniones son diversas y siempre nos encontramos con dos grupos que la sitúan en diferentes lugares. En un pequeño libro, no por ello menos importante, del ruso A. Oparín, publicado en Moscú, en su lengua original en 1894 y denominado El Orgien de la vida, nos habla de ese espinoso y trascendente tema sin necesidad de permanecer anclados en ideas ya desfasadas, entre los irreversibles adelantos científicos y el creacionismo bíblico que está fuera de lugar en nuestra época del big bang o primitiva explosión cósmica, la expansión del universo, el conocimiento del átomo y los primeros vuelos espaciales, donde ya no hay lugar para “mitos” y son los hechos los que deben prevalecer.

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Un equipo internacional de científicos ha detectado por primera vez en regiones de formación de estrellas la molécula prebiótica PO, esencial en la formación del ADN y, por tanto, directamente relacionada con el origen de la vida.

Está claro que contestar a las preguntas: ¿Que es la vida? ¿Cómo llegó hasta aquí? ¿Está sólo en el planeta Tierra? ¿Cómo pudo hacer acto de presencia, eso que llamamos conciencia? No resulta nada fácil y, hasta tal punto es así que hasta el momento, nadie la supo contestar de una manera convincente y se dan respuestas que, más o menos originales y agudas, no dejan de ser conjeturas. La que más me gusta es que la vida, es la materia evolucionada hasta su más alto nivel, dado que, de alguna manera, nosotros mismos estamos hechos de los mismos materiales que todo lo que nos rodea.

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Existen dos puntos de vista que nos llevan al origen de la vida: El enfoque materialista y el otro idealista y espiritual, el primero es el que adopta A. Operín y el otro es el que muestra la doctrina del P. Teilhard de Chardin, ni uno ni otro tiene porqué abandonar los grandes descubrimientos científicos y tecnológicos. Sin embargo y a medida que ha ido tanscurriendo el tiempo, ambas posturas se han alejado la una de la otra como consecuencia de que la Ciencia, nos ha ido mostrando los posibles caminos que la vida tomó para hacerse presente y, desde luego, nada tiene que ver con el espíritu que la vida hiciera su aparición en este mundo nuestro y, seguramente, en otros muchos mundos de la Galaxia y de otros mundos dispersos por el Cosmos.

Desde el punto de vista de la Biología, que es el más usado, hace alusión a aquello que distingue a los reinos animal, vegetal, hongos, protistas, arqueas y bacterias del resto de manifestaciones de la Naturaleza. Implica las capacidades de nacer, crecer, reproducirse y morir, y, a lo largo de sucesivas generaciones, evolucionar.

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Sin embargo, no parece que todo eso, sea exclusivo de lo que conocemos por vida, ya que, de alguna manera, si nos fijamos en una estrella desde que “nace” hasta que muere”, viene a enseñarnos que sigue el mismo camino que los seres vivos y ella también, nace, muere y se reproduce… a su manera. ¡Es todo tan complicado!

Claro que, cuando hablamos de la vida hay que ser respetuosos con las ideas que cada cual pueda tener al respecto. Será la fe de cada uno quien pueda llevarle a una u otra conclusión, o incluso, dejar esta en el aire con un gran signo de interrogación dentro de un agnósticismo (no ateísmo) latente que está aconsejado por los hechos más relevantes que la Ciencia nos pone delante de los ojos cuando de la vida se trata y lo que de ella, hemos podido llegar a saber.

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La Vida siempre ha resultado un misterio para los científicos, los filósofos y los grandes pensadores.

Tesis para aquellos que se dedicaban al estudio de tan delicados problemas y que, si no aparecía todo claro, se esperaba siempre a que nuevos descubrimientos iluminaran el remoto pasado de la vida y del universo.

Si nos centramos en el ser humano, los restos fósiles más antiguos confirman que durante la Era Cuaternaria, la Humanidad poseía fuertes restos morfológicos de las especies animales de las que pudo derivar. También algunos fósiles de simios que se acercaban, cada vez más, en su morfología, a las formas humanas.

Sin embargo aún el más antiguo de los hombres fósiles, hubo de poseer una capacidad cerebral mucho mayor que la de los simios actuales. Por tal motivo incluso los más acérrimos partidarios de la evolución rechazaron pronto que el hombre pudiera descender directamente del mono y se alinearon en dos escuelas fundamentales:

- La de los que afirmaban que el mono y el ser humano tenían un origen común en otro ser que no era ni Homo ni Pan, cuyo rastro se ha perdido por completo, o, al menos, nunca se ha podido encontrar. Las especies de los simios contemporáneos nuestros, “serían una degeneración”, mejor que una evolución de este antecesor común del ser humano y el mono.

- Y la de los que opinaban que el ser humano y el simio se parecen en lo somático, pero manifestaban que su antecesor no era el mismo, sino que el ser humano descendía de un ser distinto del antepasado del mono.

 

 

“Una de las especies humanas extintas mejor conocidas es el Homo erectus. Los restos de esta especie que proceden de China, se les dio el popular nombre de “hombre de Pekín”. A pesar que ninguna persona instruida negaría la existencia de estos seres en el pasado, los creacionistas les restan importancia diciendo mentiras sobre ellos.

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La publicación creacionista “¿Abuelito?” de CHICK PUBLICATIONS dice respecto al hombre de Pekín: “Supuestamente databa de hace 500.000 años. Pero toda la evidencia ha desaparecido”

Pero, ¿Desapareció realmente toda la evidencia del “hombre de Pekín”? ¿No hay más restos del Homo erectus en Asía?

Los restos del “Hombre de Pekín” se hallaron entre 1921 y 1937, en el periodo entreguerras en un yacimiento a 40 kilómetros al sudoeste de Pekín llamado Zhoukoudian. El hallazgo consistía de una colección de cerca de 40 individuos en Zhoukoudian, entre ellos 5 calvarias (cráneos sin el esqueleto de la cara), numerosos dientes y restos del esqueleto postcraneal.

En 1941, desapareció la colección de fósiles, en plena Segunda Guerra Mundial, mientras era enviada desde Pekín a Estados Unidos.

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Aquí estudió Franz Weidenreich, anatomista y antropólogo físico que estudió la evolución humana. Se le atribuyen importantes trabajos y descubrimientos.

Sin embargo, la evidencia no desapareció del todo, pues el científico Franz Weidenreich realizó, previó a la desaparición, un estudio con fotografías, radiografías y réplicas de los fósiles. En excavaciones recientes se han encontrado nuevos restos que han encajado con las réplicas hechas por Weidenreich lo cual dice mucho de la honestidad del trabajo de este científico.

Los creacionistas desprecian las dataciones dadas para estos restos fósiles diciendo: “Supuestamente databa de hace 500.000 años”, para confundir al lector. Sin embargo, el yacimiento del Zhoukoudian no ha desaparecido. Sigue allí y los trabajos de estratigrafía que se han realizado muestran que los restos de la cueva abarca un período de 600.000 años, y los restos que quedaron enterrados en los sedimentos de Zhoukoudian tienen una edad entre 550.000 y 300.000 años.

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Es cierto que los fósiles originales de la cueva de Zhoukoudian se perdieron en confusos hechos, pero algo que los creacionistas no mencionan es que existen otros yacimientos de Homo erectus en China e Indonesia.”

Cráneo

Tampoco se ha llegado a ninguna conclusión satisfactoria con el hecho que plantea si la aparición dle Ser humano tuvo lugar de una sola vez, derivando de una primitivoa pareja por multiplicación, toda la Humanidad (versión textual del Génesis) o si fueron más de una pareja procedentes de diversos lugares de la Tierra, ésta última tesis se está imponiendo últimamente con mucha fuerza.

El acuerdo sobre cuál o cuáles fueron la cuna  o “cunas” de la Humanidad. Se habla con fuerza del hemisferio austral pero ?dónde? Si el lugar o lugares, época y formas de nacimiento de la primera raza. o razas, humanas continúa siendo -¡y mucho más el de la vida!- y será con toda probabilidad, siempre, un gran misterio para la Ciencia y, cuando llegamos a este callejón sin salida, de alguna manera, sentimos frustración por intuir que nunca, podremos llegar a saber quiénes somos.

Lo cierto es que tenemos una idea bastante aproximada de cómo pudo surgir la vida aquí en la Tierra pero, tampoco sabemos, a ciencia cierta, si su origen está en la propia Tierra, o, por el contrario, llegó desde fuera de ella. Lo que si sabemos con una claridad meridiana es que, los materiales necesarios para que la vida pudiera surgir, allá donde surgiera por vez primera, se transmutaron en las estrellas que, a partir del elemento más sencillo, el Hidrógeno, fusionó el Carbono, Oxígino, Nitrógeno y todos los demás de los que estamos hechos los seres vivos que pueblan la Tierra y -al menos para mí- otros muchos planetas del Universo.

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 En alguna ocasión hemos comentando aquí sobre el origen de la vida en nuestro planeta, la evolución, nuestros orígenes y algunos dones que nos adornan como el del habla y, sin olvidar el crecimiento de nuestro cerebro que ha posibilitado que “naciera” ¡la mente! Sin embargo, no nos hemos parado a pensar en algunos aspectos de la historia que nos llevarían a comprender cabalmente y que esa “historia de la vida” adquiera algún sentido, que la podamos comprender en todo su esplendor. Uno de esos aspectos, quizás el principal, sea la diversidad metabólica de los microorganismos procariotas, un aspecto clave para explorar la historia de “la vida primigenia”.

Convendría que profundizáramos más (y, asombremos) con las numerosas formas de metabolismos que utilizan los procariotas para vivir y que averigüemos donde encajan estos minúsculos organismos del árbol de la via antes de que podamos seguir escuchando las historias que paleontólogos nos puedan contar de sus andanzas a la búsqueda de fósiles que nos hablen de aquella vida en el pasado.

En la actualidad se acepta que los procariotas fueron los precursores de los organismos eucariotas. Sin embargo hay grandes diferencias entre esos dos grupos celulares. Una de esas diferencias reside en la organización génica y en los mecanismos de sintetizar el ARN mensajero. Algún trabajo biológico afirma que los eucariotas podrían proceder de cianobacterias termófilas ya que su organización génica recuerda rudimentariamente a la de los eucariotas.

Los organismos procariotas (bacterias y arqueas) y eucariotas (protistas, hongos, animales y plantas) comparten una bioquímica común, sin embargo difieren en un elevados número de procesos y de estructuras. A pesar de eso se considera a los procariotas como los precursores de la célula eucariota.  A lo largo de los años se han ido recogiendo datos experimentales que avalan esta teoría.

Sabemos que la vida en sí mismo empezó, quizás hace unos tres mil quinientos millones de años (así lo dicen fósiles encontrados en rocas de esa edad), cuando los flujos de energía, las moléculas y la información se combinaron para formar la primera célula viva. Desconocemos en qué consistió aquella primera fuente de energía, pero hace unos quinientos millones de años las células habían desarrollado ya una maquinaria que podía recoger la luz de la estrella más cercana a nosotros, el Sol, la fuente última de toda energía que existe en la Tierra.  La luz se utilizaba para descomponer el agua (H2O), produciendo Oxígeno, que era emitido a la atmósfera, y liberando también protones y electrones que, al combinarse con el dióxido de carbono del aire, se utilizaban para formar las complejas moléculas de la vida. Este sencillo pero poderoso proceso de fotosíntesis hacia posible que la vida surgiera y se propagara rápidamente.

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La primera contaminación global y los primeros desastres ecológicos tuvieron lugar hace dos mil millones de años, cuando el Oxígeno, ese residuo tóxico de la fotosíntesis, comenzó a concentrarse en la atmósfera terrestre. El Oxígeno, la sustancia fundamental de la vida animal, es una molécula relativamente inestable y tóxica. De hecho, en en sí misma un tipo de radical libre y puede arrebatar electrones a otras moléculas, descomponiéndolas para formar otros radicales libres aún más tóxicos. Es la razón por la que la mantequilla y otros alimentos se vuelven rancios, el hierro se oxida y algunos anumales mueren en una atmósfera de oxígeno puro.

De la relación del Oxigeno y nosotros podríamos hablar muy extensamente pero, nos salimos del tema que os quería comentar y que, a estas alturas está acabando. Por cierto, es incluso posible que el Oxígeno de nuestra atmósfera fuera un veneno para hipotéticos seres extraterrestres invasores y nos librara de ellos por el simple hecho de que éste, no podría nunca ser su mundo.

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           Mirando el árbol filogenético de la Vida, nos damos cuenta de su diversidad y complejidad

Es cierto que, con mucha frecuencia, aparecen aquí trabajos que versan sobre la vida, ese misterio que nos lleva a querer buscar sus orígenes y a saber, cómo y para qué surgió aquí en el Planeta Tierra. Nos interesamos por cada uno de pasos evolutivos y nos llama la atención ese larguísimo ciclo que llevó la vida desde aquella célula replicante hasta los seres humanos. Pero, ¿hay algo más interesante que la Vida para poder estudiarlo? Seguramente con la Biología, Física, la Química y la Astrofísica, cada vez sabremos un poco más sobre tan inmenso misterio.

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Biología

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EL PAÍS

 

Una nueva técnica genómica descubre funciones vitales entre los billones de bacterias que viven en nuestro intestino

 

 

Un cultivo de la bacteria E. coli.

             Un cultivo de la bacteria E. coli. CHRISTIAN CHARISIUS AFP/Getty Images

El microbioma (conjunto de microbios que viven en el intestino humano) se ha estudiado hasta ahora aislando y cultivando bacterias por las técnicas convencionales, lo que tiene el problema de que solo algunas bacterias crecen en cultivo. Ahora, el Proyecto Microbioma Humano usa un enfoque metagenómico, consistente en extraer todo el ADN y secuenciarlo en masa, al estilo de lo que se lleva haciendo unos años con el agua de mar. Los científicos empiezan a descubrir así las enzimas y rutas metabólicas que son importantes para los humanos, sobre todo para generar aminoácidos, los componentes de las proteínas.

La investigación del microbioma no solo tiene un interés básico. La composición de nuestras bacterias intestinales afecta a la maduración del sistema inmune humano, y es un factor relevante en el desarrollo de las enfermedades no solo gastrointestinales, sino también cardiovasculares. Sus relaciones con el cáncer y la diabetes están sometidas a investigación activa.

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Todo esto quedó atrás y vamos hacia el futuro de la Biología

Emily Balskus y su grupo del departamento de biología química de la Universidad de Harvard, junto a colegas del MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts, también en Boston) y el Instituto Broad, uno de los nodos del proyecto genoma, han desarrollado una nueva técnica llamada enzimología genómica, y presentan sus resultados en Science.

Como todo en biología, las enzimas (proteínas que catalizan reacciones químicas) se agrupan en superfamilias, o grandes grupos de decenas de miles de enzimas relacionadas por su origen común. También suelen compartir aspectos de su mecanismo, pero solo en un sentido profundo de su lógica química que no revela de inmediato su función metabólica concreta, su lugar exacto en el laberinto de reacciones que conforma la cocina de cualquier célula viva. Balskus y sus colaboradores han logrado utilizar los datos masivos del metagenoma de 378 personas, y las poderosas matemáticas de la genómica, para averiguar la función exacta de las enzimas más importantes. Esa es la nueva enzimología genómica.

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Los investigadores han logrado utilizar los datos masivos del metagenoma de 378 personas, y las poderosas matemáticas de la genómica, para averiguar la función exacta de las enzimas más importantes

 

La técnica funciona de manera similar a la construcción de un árbol genealógico, y produce redes de similitud de secuencia (sequence similarity networks, SSN). Al igual que el ADN, las proteínas son textoso secuencias, que se pueden comparar entre sí como dos frases o dos cadenas de números. Los algoritmos de comparación generan árboles evolutivos, donde cada rama agrupa unas secuencias tan similares que es muy probable que tengan la misma función. Luego hay que comprobarlo por métodos bioquímicos convencionales, pero la enzimología genómica focaliza mucho el problema hasta hacerlo tratable.

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      El aparto digestivo está repleto de ellas. Los bebes nacen ya colonizados

Hay otra peculiaridad de las bacterias que resulta de suma utilidad. Los genes de las enzimas con funciones relacionadas, como las que catalizan sucesivas reacciones de la misma ruta metabólica, están a menudo contiguos en el genoma. Conociendo algo de una ruta metabólica, esto da una pista importante sobre la función de cualquiera de ellas.

Para explicar el hallazgo principal de los científicos de Boston, hay que utilizar un poco de nomenclatura bioquímica, que no es el más atractivo de los géneros literarios. Una de las enzimas clave, hasta ahora desconocida, interviene en la ruta metabólica que produce la L-prolina, un aminoácido fundamental en las proteínas: la enzima se alimenta de un compuesto llamado trans-4-hidroxiprolina, lo deshidrata y lo pone en condiciones de generar la L-prolina. Balskus y sus colegas han comprobado que esa enzima es universal en los microbiomas de todas las personas analizadas.

“El metabolismo de la prolina”, escribe en un comentario Margaret Glasner, del departamento de Bioquímica y Biofísica de la Universidad de Texas A&M, “puede ser un nexo importante entre el microbioma del intestino y la salud humana, porque el metabolismo de ese aminoácido se asocia en humanos con el cáncer y con las respuestas celulares al estrés”.

Nuestra química más fundamental

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El trabajo abre perspectivas inexploradas hasta ahora. La enzima de la prolina es la más importante caracterizada, pero es miembro de una superfamilia, muchos de cuyos miembros son también ubicuos en todos los metagenomas analizados. Y la técnica, por otra parte, puede utilizarse para descubrir enzimas en otros contextos, como los suelos contaminados y los ambientes extremos.

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El microbioma humano se ha revelado en los últimos tiempos como un colaborador necesario de nuestra química más fundamental. Sin él, de hecho, no seríamos seres vivos autónomos. Nuestras bacterias nos ayudan a metabolizar (transformar) los componentes de la dieta que nosotros no sabemos digerir; sintetiza nutrientes y vitaminas esenciales para el funcionamiento de nuestras células (las vitaminas suelen ser coenzimas, o factores que las enzimas necesitan para su funcionamiento); y gestiona compuestos cuyas combinaciones afectan a la salud. La propensión a la obesidad, por ejemplo, tiene relación con la composición del microbioma.

El Proyecto Microbioma Humano es una iniciativa de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH) de Estados Unidos, la locomotora de la investigación biomédica pública mundial. Aunque se fundó en 2008 con fondos (115 millones de dólares) para cinco años, sus muestras y resultados siguen siendo una fuente de exploración, como muestra la investigación actual. Su objetivo es el estudio exhaustivo de las bacterias del intestino, sobre todo en relación con las condiciones patológicas. También incluye las bacterias de la boca, la nariz, la piel y la vagina.

¿Que es la Vida? ¿Dónde reside su origen?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Biologia    ~    Comentarios Comments (0)

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                                    La Gran Fuente Prismática del Parque Nacional Yellowstone

Ciertamente, y así lo hemos podido constatar, en casi todos los rincones y grietas de este viejo mundo podemos encontrar formas de vida de una u otra conformación y están presentes en mil ambientes dispares y antagónicos, se nos presentan llenas de vida en una fantástica variedad de tamaños, formas, colores, sonidos  y olores. No pocas veces nos hemos preguntado aquí y se preguntaron sabios de la atigüedad: ¿Cómo empezó todo? ¿Evolucionaron todos los seres vivos a partir de una única molécula que contenía carbono, o a partir de varias moléculas diferentes, formadas sobre la Tierra con independencia las unas de otras? Claro que también está la posibilidad de que el germen de la vida, vieniera del espacio exterior en forma de esporas que aquí pudieron germinar. Lo cierto es que nadie puede decir que conoce la respuesta.
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Lo único que tenemos claro es la importancia de estrellas y planetas y las transiciones de fase que se producen en la materia para llegar a poder alcanzar el nivel que conocemos como formas de vida que, sin importar en qué fase se puedan encontrar las distintas variedades, todas ellas, de alguna u otra manera, son motivo de asombro por las maravillas que para poder seguir viviendo en nuestro mundo, tienen que realizar llevando a cabo adaptaciones al medio que nos resultan inimaginables y, de tal manera es así que, sabiendo eso, sería una locura negar la presencia de vida en otros mundos.
Por primera vez en la Historia se ha podido acumular información suficiente en los ámbitos de la Biología, la Química y la Física y, no podemos dejar de lado la Geología,  que nos dan argumentos muy serios para justificar especulaciones muy firmes sobre el origen de la vida y, también, en los lugares que la podríamos encontrar.
Los tipos comunes de la tierra incluyen las aguas termales, las fumarolas y los géiseres. Relativo a las dimensiones del mar profundo, las áreas alrededor de las fuentes hidrotermales son biológicamente productivas, a menudo hospedando comunidades complejas alimentadas por los químicos disueltos en los fluidos que emiten.
La mayoría de los Bioquímicos y Geólogos de hoy están convencidos de que la vida sobre la Tierra empezó, hace algunos miles de millones de años, con la aparición en sus primitivos mares de una o más moléculas que contenían carbono, de algo parecido al ácido nucleíco, combinado tal vez con algo semejante a una proteína, y capaz de autoduplicarse. La aparición de dicha molécula (o moléculas) no requiere, según piensan estos científicos, la intervención de ningún poder sobrenatural, sino que es, un mecanismo de la Naturaleza que desemboca en esa inimaginable maravilla. Se puede explicar de manera muy satisfactoria mediante la aplicación de las leyes se la Física, combinadas con las leyes matemáticas del Azar, de probabilidades posibles dentro de los muchos multi-escenarios presentes en una inmensa diversidad que ofrece el Universo.
No podemos evitar (aunque me gustaría) que este punto de vista disguste a cierto númerode creyentes religiosos que creen, de manera ciega imbuida por la fe profunda que profesan, que fue un Creador, el que hizo posible la presencia de la vida en la Tierra, y, para ellos dejo constancia aquí de mi profundo respeto hacia esos pensamientos que, aunque no compartidos, si en cambio son por mí comprendidos.
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En algún momento del pasado de la Tierra, estimado en aproximadamente 2.500 – 3.500 millones de años, tuvo lugar lo que denominamos revolución oxigénica, durante la cual las cianobacterias produjeron tanto oxígeno que la atmósfera y los océanos quedaron literalmente saturados de este nuevo compuesto químico. Tal producción de oxígeno afectó drásticamente a la biósfera del planeta. Antes de la revolución oxigénica, pocos organismos estaban adaptados para vivir en presencia de oxígeno abundante; las moléculas de oxígeno actuaban como un veneno, reaccionando con las moléculas orgánicas complejas y degradándolas. Debido a esto, la mayor parte de la vida existente en ese momento debió quedar exterminada; las cianobacterias serían responsables de una gran extinción masiva.

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Por otro lado, los elevados niveles de oxígeno que se acumularon en la atmósfera dieron como resultado una capa de ozono, de vital importancia para la vida como la conocemos ahora. El ozono filtra los perniciosos rayos ultravioletas, que tienen un efecto especialmente perjudicial para los ácidos nucleicos, impidiendo que lleguen a la superficie de la Tierra. Si lo miramos desde esa perspectiva, es muy probable que el desarrollo de la vida fuera de los océanos y más aún, de toda la vida como la conocemos, incluso la nuestra, haya sido posible solo gracias a la capa de ozono, y por ende, a las cianobacterias que aportaron el abundante oxígeno para generarla.

En los lugares más inhóspitos, donde materiales pesados contaminan las aguas, donde el PH es tan alto que imaginar la presencia de vida sería imposible… Y, sin embargo, ahí está presente, se nutre de minerales y consume veneno. Sin embargo, clases de vida son que, deja sin argumento a los posibles detractores de la vida en lugares remotos del espacio exterior. Si la vida está aquí ?qué motivos podemos esgrimir negar su presencia en otros lugares de parecido corte? Si la Naturaleza ha creado un mundo lleno de partículas subatómicas y ondas que funcionan obedeciendo a las leyes fundamentales y matemáticas-físicas de un universo en expansión evolutiva, ¿quién puede asegurar que, de la misma manera, no haya creado los mecanismos necesarios que, de la misma que se forman estrellas en las Nebulosas, se puedan formar toda clase de formas de vida en los mundos que las orbitan?
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En realidad, nosotros, simplemente somos una pequeña ramita del árbol de la vida. Hoy en día, es defícil encontrar algún bioquímico o geólogo, incluso entre los religosos (que no sean fanáticos), que pueda abrigar la menor duda acerca de las lineas maestras de la teoría de la evolución. Existen discrepancias en los detalles, pero ninguna sobre los aspectos generales y esenciales. Cuando un organismo vivo produce una copia de sí mismo, ésta es casi siempre perfecta, pero no lo es en todos los casos. Existen agentes exteriores que pueden, de alguna manera, incidir en la presentación de anomalías si inciden sobre el nucleo de la hélice del ácido nucleico de algún de radiación (como la luz ultravioleta que proviene del Sol, los rayos cósmicos, o la radiación que procede de sustancias radiactivas de la propia Tierra) que hace que sus átomos queden dispuestas de manera ligeramente diferentes y sean proclives a la mutación.
No todas las mutaciones son perjudiciales y, cuando son beneficiosas, el mutante y su descendencia tienen las mejores posibilidades de supervivencia. Así, la “selección naturtal” produce cambios que permanecen durante largos períodos de tiempo, y dan lugar a la aparición de nuevas especies que se adaptan al entorno cambiante que exige, de esas mutaciones. La evolución es, sencillamente, el proceso por el cual el “Azar” -mutaciones aleatorias- coopera con la leyes de la Naturaleza para formas de vida mejores y mejor adaptadas al medio que nunca será permanente y, si los seres vivos no cambias: ¡Les espera la extinción!
           Los componentes de la vida están esparcidos por todo el Universo
Claro que, si creemos que la vida es ciudadana del universo sin fronteras, no debemos perder de vista la Panspermia, esas esporas viajeras que llegan a los mundos y en ellos, se posan y dejan pasar el tiempo para que, las condiciones locales, las radiaciones exteriores y propias del lugar, hagan su trabajo para que, con el tiempo suficiente por delante, puedan emerger y crecer hasta llegar a conformar seres con ideas y pensamientos. Como nos decía Einstein: “El Universo es igual en todas partes”. Y, si eso es así (que lo es), en todas las regiones del universo por muy alejadas que éstas puedan estar, rigen las mismas leyes y fuerzas fundamentales, brillan las estrellas de la secuencia principal de la misma manera para dar luz y calor a los mundos que, en las apropiadas condiciones, albergaran las formas de vida que su entorno pueda permitir.
La explosión de una estrella masiva, al final de su ciclo en la secuencia principal, hace que aparezca lo que conocemos como Supernova. El material exterior de la estrella primitiva sale eyectado al espacio interestelar a una velocidad apreciable y forma una Nebulosa de incluso años luz de diámetro. Los materiales sencillos y simples se convierten, en ese proceso, en materiales complejos y más pesados. La estrella origen del suceso, según sea su masa primitiva, será una estrella de Neutrones o un agujero negro. Los remanentes que podremos ver muchos años después del suceso, serán filamentos de plasmacreados por diversos elementos.
De la misma manera que las estrellas se transforman, también ocurre, de forma similar, con la materia inerte que, bajo ciertas condiciones  especiales, puede llegar a transformarse en materia viva. El salto es descomunal. ¡Desde la materia inerte a los pensamientos!
Mirando este gráfico sobre la evolución de la vida en nuestro planeta y observando nuestra muy reciente aparición en la historia de este proceso, hemos llegado al surgir de la vida -en el contexto temporal del universo- hace muy poco tiempo, y, sin embargo, nos hemos apropiado del planeta y nos creemos los “reyes del mundo”, en realidad, somos un eslabón más en la evolución de la vida. ¿Qué vendrá después de nosotros?
             Nuestra ignorancia nos llevó siempre a especular con el origen de la vida en nuestro planeta
Podemos concluir diciendo que, hace 5.000 millones de años nacía nuestra estrella, el Sol. Luego, hace 4.600 millones de años se formaron planetas, entre ellos nuestra querida Tierra. Según el fósil, la vida se origino poco después, hace aproximadamente 4.000 millones de años. Los relámpagos y la luz ultravioleta del Sol descomponían las moléculas ricas en hidrógeno de la atmósfera, estas a su vez se reorganizaban espontáneamente produciendo moléculas más y más complejas convirtiendo a los mares primitivos en una verdadera sopa orgánica. Los cometas, asteroides y meteoritos aportaron mucha agua y muchos compuestos químicos orgánicos que fueron esenciales para el posterior desarrollo de la vida en la Tierra. Algunos científicos especulan inclusive que las primeras formas de vida en nuestro planeta, las bacterias, llegaron transportadas en el interior acuoso de los cometas. Otra posibilidad que no se puede ignorar es que esas primeras bacterias hallan llegado a bordo de meteoritos provenientes de Marte en épocas en las cuales el planeta rojo era muy parecido a la Tierra.

La Tierra desde el espacio

Mientras seguimos investigando sobre lo que la vida es, amigos míos, procuremos preservar su cuna: ¡La Tierra! Este “mar” de tranquilidad y perfecta simetría en el que se producen los precisos sucesos para que todo siga igual. Movimientos tectónicos, erupciones volcánicas, terremotos…Todo tiene un por qué y, me estoy oliendo que ese por qué, tiene mucha relación con el hecho de que la Vida, siga presente aquí, en un planeta privilegiado que, situado en la parte interior del Brazo de Orión, a 30 000 años-luz del Centro Galáctico, hace posible que eso que llamamos vida, persista y siga evolucionando para que observe el Universo y llegue a comprenderlo.

¡Cuánto trabajo nos queda por delante!

La pregunta que nos ha llevado siempre de cabeza en relación al Origen de la Vida, no ha podido ser contestada todavía con la certeza científica que todos deseamos. Mucho se ha investigado y los avances y logros del conocimiento humano sobre lo que la vida es, ha dado un gran paso hasta el punto de que en la actualidad podemos estar seguros de muchas cosas relacionadas con la vida y, continuamos uniendo los hilos y atando los cabos sueltos que nos lleven a saber cómo pudo surgir la vida en nuestro planeta y, sobre todo, comprender los procesos que durante miles de años se han producido con ayuda de agentes externos para que, esa evolución, fuese posible.

Desde que el Ser Humano comenzara a pensar, siempre ha estado de actualidad la temática y la inquietante pregunta: ¿De dónde y cómo pudo surgir la vida en nuestro planeta? Desde las brumas de la mitología, hasta los orígenes de la Ciencia hemos estado batallando con esa inquietante pregunta y, según creo, así seguiremos hasta la consumación de los siglos, toda vez que, mientras no lleguemos al nivel más alto que la vida tiene destinado, es decir, ¡convertirse en pura luz! ¡Fundirse con la energía del universo! Hasta entonces, no llegaremos a comprender lo que la vida es.

emilio silvera