Buscando la memoria "RAM" de los seres vivos

En los ordenadores es conocida como "RAM", pero el mecanismo es conceptualmente similar al de la "memoria de trabajo" del cerebro de humanos y primates: Cuando interactuamos con el entorno, nuestros sentidos captan información que un sistema de memoria temporal mantiene fresca y fácilmente accesible durante algunos minutos, para que podamos realizar operaciones conscientes (por ejemplo, una acción).

Un ejemplo de uso de la memoria de trabajo es cuando recordamos durante unos instantes, sin necesidad de tomar nota, un número telefónico que no sabíamos y que nos acaban de decir. Gracias a esta memoria "RAM", podemos teclear directamente ese número telefónico sin tener que apuntarlo primero. Esta clase de memoria la empleamos miles de veces al día.

Ahora, una investigación reciente en la que han participado científicos de la Escuela Internacional Superior de Estudios Avanzados (SISSA, por sus siglas en italiano) de Trieste, Italia, muestra, por vez primera, que esta función también está presente en el cerebro de roedores, un hallazgo que aporta pistas reveladoras acerca de los orígenes evolutivos de este mecanismo cognitivo.

En los ordenadores es conocida como "RAM", pero el mecanismo es conceptualmente similar al de la "memoria de trabajo" que está presente en el cerebro de primates y otros animales. 

La memoria táctil fue el tipo de memoria sensorial que el equipo coordinado por Mathew Diamond de la SISSA ha estudiado en ratas. La eficiencia de estos roedores en tareas que permitían evaluar el reconocimiento de estímulos vibratorios fue comparada con la de personas que realizaban tareas similares (las ratas usaban los pelillos de sus bigotes y las personas las yemas de los dedos). La sorpresa para Diamond y sus colegas, tal como éste confiesa, fue descubrir que los roedores utilizan la memoria "RAM" de manera similar a como lo hacen los humanos. Las ratas exhibieron patrones de comportamiento similares a los de las personas, demostrando que estos animales utilizan una memoria de trabajo táctil que les permite reconocer los estímulos del entorno e interactuar con éste.

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Estudian una planta que incorpora genes de otras especies vegetales

La transferencia horizontal de genes – una suerte de intercambio – entre especies vegetales es un fenómeno que fue descripto en forma creciente en la última década. Sin embargo, por primera vez un grupo de científicos logró demostrar que una planta, Amborella, había “capturado” el equivalente a seis genomas mitocondriales completos provenientes de otras plantas, musgos y algas.

Es única en su especie, crece solamente en Nueva Caledonia, en Oceanía y es hermana del resto de las angiospermas –plantas con flor-. Cuando surgieron las angiospermas había dos linajes y la Amborella es la única sobreviviente del grupo extinto.

La planta Amborella Trichopoda.

Existen varias teorías que buscan explicar cómo hizo esta planta para capturar genomas mitocondriales completos de otras especies. El polen, insectos y hongos pudieron transportar genomas. “Otra manera es a través de las epifitas, plantas que viven sobre otras plantas y que se observan en Amborella. Una hoja o tallo pueden estar cubiertos de musgos y de líquenes. Se cree que a través de heridas en la planta penetra el ADN de los epifitos”, asegura Sánchez Puerta.

La planta, según se explica en la investigación, no solo capturó los genomas completos de otras especies, sino que los preservó intactos por siglos. Esto permitiría conocer en futuros estudios características de plantas ya extintas.

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Resuelto el misterio de la ilusión óptica que Galileo detectó hace cuatro siglos

Esta semana se conmemora el 450 aniversario del nacimiento de Galileo Galilei (Pisa, 15 de febrero de 1564 – Arcetri, 8 de enero de 1642). Uno de los fenómenos que desconcertaba al famoso astrónomo era por qué el aspecto de planetas como Venus se presentaba ‘ampliado’ cuando se miraba a simple vista. De hecho, parecía ser ocho o diez veces más grande que Júpiter y, sin embargo, al observarlos con el telescopio este gigante gaseoso era cuatro veces o más grande que Venus.

Galileo se dio cuenta de que esta ilusión óptica no la producía el objeto, sino nuestros ojos, aunque no entendía el mecanismo: “Quizá sea porque su luz se refracta en la humedad que cubre la pupila, o porque se refleja desde los bordes de los párpados y luego estos rayos se difunden sobre la pupila, o por alguna otra razón”.

Ahora investigadores de la Universidad Estatal de Nueva York parecen haber encontrado la respuesta: Nuestra respuesta neuronal a los objetos claros y oscuros es diferente, ya que se procesa por canales distintos (ON y OFF) que no actúan de la misma manera.

Los círculos difuminados blanco y negro son iguales pero el blanco parece más grande.

 Mediante el examen de las respuestas de las neuronas en el sistema visual del cerebro, los científicos han demostrado que los estímulos oscuros producen una respuesta neuronal fiel que representa exactamente el tamaño del objeto. Sin embargo, los estímulos con luz ofrecen una respuesta no lineal exagerada que hacen que estos se vean más grandes, como le ocurría a Galileo con Venus.

En su estudio, que publica esta semana la revista PNAS, los neurocientíficos han comprobado que los lunares o puntos blancos sobre fondo negro se ven más grandes que los mismos lunares o puntos cuando son negros sobre fondo blanco.

Según los autores, este efecto es el responsable de la forma en que vemos todo, desde las texturas hasta las caras, con sus partes claras y oscuras, además de explicar por qué es más fácil leer esta noticia con letras negras sobre fondo blanco –tenemos más resolución para lo oscuro– y no al revés.


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La biomasa de peces en el océano es 10 veces superior a lo estimado

Un estudio, en el que  publica nueva información sobre los peces mesopelágicos  –como los peces linterna (Myctophidae) y ciclotónidos (Gonostomatidae) que viven por debajo de la zona fótica, entre los 200 y los 1.000 metros de profundidad– a partir de observaciones acústicas llevadas a cabo durante la circunnavegación de la expedición Malaspina.

Estos peces son los vertebrados más numerosos de la biosfera, pero también los grandes desconocidos del océano abierto, ya que existen lagunas en el conocimiento de su biología, ecología, adaptación y biomasa global.

“Que la biomasa de los mesopelágicos y, por tanto, también la biomasa total de peces, sea al menos 10 veces superior a lo que se pensaba tiene importantes implicaciones en la comprensión de los flujos de carbono en el océano y el funcionamiento de lo que hasta ahora considerábamos desiertos oceánicos”,

Los peces mesopelágicos aceleran el flujo para transportar activamente materia orgánica desde las capas superiores de la columna de agua, donde la mayor parte del carbono orgánico procedente del flujo de partículas sedimentarias se pierde.

Los peces mesopelágicos suben de noche a las capas altas del océano para alimentarse, mientras que de día vuelven a bajar para evitar ser detectados por sus predadores. Este comportamiento acelera el transporte de materia orgánica hacia el interior del océano, el motor de la bomba biológica que retira CO2 de la atmósfera, porque en vez de hundirse lentamente desde la superficie, se transporta con rapidez hasta los 500 y 700 metros de profundidad y es liberada en forma de heces.

“Los peces mesopelágicos aceleran el flujo para transportar activamente materia orgánica desde las capas superiores de la columna de agua, donde la mayor parte del carbono orgánico procedente del flujo de partículas sedimentarias se pierde. Su papel en los ciclos biogeoquímicos de los ecosistemas oceánicos y el océano global tiene que reconsiderarse, ya que es probable que estén respirando entre el 1% y el 10% de la producción primaria en aguas profundas”, señala Irigoien.


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El misterio de la temperatura de los animales de tierra más grandes que han existido

Los saurópodos, los animales terrestres más grandes de la historia de la Tierra, todavía encierran muchos misterios que desconciertan a la comunidad científica. Estos dinosaurios herbívoros, de cuellos largos y cabezas pequeñas, podían alcanzar alturas de 10 metros o más, y sobrepasaban a todos los demás vertebrados terrestres en cuanto a tamaño. Podían pesar hasta 80 toneladas, más que cualquier otro vertebrado terrestre.

Uno de los principales enigmas que han sido debatidos de forma intensa es cómo esos gigantes del reino animal regulaban su temperatura corporal, que según se ha venido creyendo, tendía a aumentar con el peso corporal, por un efecto físico de retención de calor, hasta tal punto que, sin mediar algún mecanismo especial que redujese la temperatura, ésta alcanzaría valores conflictivos con los límites metabólicos de la vida animal.

Réplica de un esqueleto reconstruido de Argentinosaurus huinculensis, expuesto como parte de una exposición especial en el Museo Senckenberg de Historia Natural en Fráncfort, Alemania. Los restos fósiles de este titanosaurio que vivió en el período Cretáceo Temprano fueron descubiertos en la provincia de Neuquén, Argentina. El Argentinosaurus huinculensis es actualmente el saurópodo más grande conocido, con una longitud total de 38 metros y un peso corporal total estimado de 75 toneladas.

Según los cálculos de esta ecóloga, la temperatura corporal de estos animales no se incrementaba con el peso del cuerpo. Sus estimaciones indican que los saurópodos pudieron tener una temperatura corporal promedio de unos 28 grados centígrados. La máxima temperatura corporal que puede ser tolerada por las especies de vertebrados que viven hoy en día es de 45 grados centígrados. Las temperaturas que Griebeler postula para los saurópodos están por tanto muy por debajo de las de los actuales vertebrados de sangre caliente, y concuerdan con las de los varanos de hoy en día, que son ectotérmicos (de sangre fría).

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Los europeos de hace 7.000 años tenían piel oscura y ojos azules

Los cazadores recolectores que habitaban Europa hace 7.000 años, en el Mesolítico, tenían la piel oscura y los ojos azules. Así lo aseguran científicos españoles, en colaboración con investigadores daneses, que han secuenciado por primera vez el genoma completo de un homínido europeo encontrado en el yacimiento de La Braña–Arintero en León, España.

“Esta es la primera vez que se recupera un genoma completo de un individuo europeo antes del Neolítico”, explica a Sinc Carles Lalueza-Fox, uno de los autores del estudio, investigador del Instituto de Biología Evolutiva del CSIC y la Universidad Pompeu Fabra.

Entre esas características que se han constatado ahora destaca el tono oscuro de la piel y el color azul de los ojos. “Los europeos presentan variantes genéticas diferentes del resto de las poblaciones humanas, tienen algo especial, y en este listado de genes hemos encontrado bastantes sorpresas como la pigmentación de la piel y la mutación que provoca los ojos azules”, desgrana el investigador español.

“La combinación de pigmentación oscura y ojos azules no existe en la Europa actual. En EE UU hay algún actor que tiene un aspecto parecido pero sencillamente es porque sus progenitores son de continentes diferentes y han dado este genotipo. Aquí hablamos de individuos que genéticamente se agrupan con las poblaciones actuales del norte de Europa”, describe Lalueza-Fox.

Esta investigación fue posible gracias al excelente estado de conservación que tenían los restos de homínidos localizados en el yacimiento de La Braña–Arintero descubierto en 2006. Estos fósiles se encontraban en una cueva a 1.500 metros de altura en una zona bastante fría de la cordillera cantábrica.

“Son unos restos excepcionales. Va ser muy difícil que haya muchos genomas mesolíticos secuenciados en la latitud de España, ya que las condiciones frías de esta cueva han sido una ventaja para la conservación”, destaca Lalueza-Fox.

Según los investigadores, los restos localizados en el yacimiento leonés tiene un ancestro común con los pobladores del Paleolítico Superior que habitaron Mal'ta, en el lago siberiano de Baikal (Rusia), cuyo genoma fue recuperado hace unos meses.

“Estos datos indican que existe una continuidad genética en las poblaciones del centro y oeste de Eurasia. Los resultados son coherentes y muy similares con los restos arqueológicos de otras excavaciones europeas y rusas”, detalla Lalueza-Fox.

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Vestigios químicos que permiten averiguar el color de animales de hace hasta casi 200 millones de años

El espectacular hallazgo de pigmento original en la piel fosilizada de tres reptiles marinos de millones de años atrás está atrayendo una considerable atención por parte de la comunidad científica. El pigmento revela que, en vida, estos animales eran, al menos parcialmente, de color oscuro. Esta coloración probablemente contribuyó a una termorregulación más eficiente, así como a proporcionar un recurso para el camuflaje y para la protección frente a la radiación ultravioleta.

Durante la era de los dinosaurios, los mares estaban dominados por enormes reptiles, como los mosasaurios y los ictiosaurios. Anteriormente, los científicos sólo podían hacer estimaciones con un alto nivel de incertidumbre sobre qué colores tenían estos espectaculares animales. Sin embargo, el pigmento conservado en la piel fosilizada ha sido analizado en el Instituto de Investigación Técnica SP de Suecia y el Laboratorio MAX IV de la Universidad de Lund, también en Suecia. Los singulares restos de tejido blando se obtuvieron de una tortuga marina de 55 millones de años de antigüedad, de un mosasaurio de 85 millones de años de antigüedad, y un ictiosaurio de entre 196 y 190 millones de años. Ésta es la primera vez que el patrón de coloración de un animal marino extinto ha sido revelado.

El pigmento conservado en la piel fosilizada de una tortuga marina, un mosasaurio y un ictiosaurio, aquí representados artísticamente, sugiere que, en vida, estos animales eran, al menos en parte, de color oscuro, lo cual constituye un buen ejemplo de evolución convergente.

Los mosasaurios eran lagartos marinos gigantes que podían alcanzar los 15 metros de longitud, mientras que los ictiosaurios podían ser aún más grandes. Ambos tipos de bestias, ictiosaurios y mosasaurios, se extinguieron durante el Período Cretácico, pero las tortugas del tipo de la estudiada aún existen.

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Investigadores chinos editan de forma selectiva el ADN de embriones de monos

Hasta ahora no se había conseguido alterar la acción de genes concretos en embriones de primates. Por primera vez, un equipo de investigadores chinos lo ha conseguido utilizando una técnica que actúa en los fragmentos de ADN elegidos.

El procedimiento para editar a voluntad el ADN se llama CRISPR, siglas de Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats, y se basa en un método que usa las bacterias para localizar y cortar secuencias genéticas. En enero de 2013, Fen Zhang, un investigador del Instituto de Tecnología de Massachusetts (EE UU), anunció que CRISPR funcionaba en células eucariotas. Puede utilizarse para estudiar en modelos animales las enfermedades genéticas humanas y diseñar tratamientos médicos personalizados.

Gemelos de macaco cangrejero

Tras inyectar las moléculas guía dirigidas a tres genes distintos en quince embriones unicelulares de macaco cangrejero (Macaca fascicularis), los expertos secuenciaron su ADN para observar los cambios que se habían producido. Ocho de ellos presentaban mutaciones en dos de los genes seleccionados.

 Después, repitieron el proceso en 83 nuevos embriones que, una vez modificados, fueron introducidos en los úteros de 29 hembras. De ellas, diez se quedaron embarazadas.

El genoma de una pareja de gemelos –el único nacimiento producido hasta la fecha– fue secuenciado de nuevo y analizado para comprobar que, efectivamente, los cambios continuaban manifestándose en dos de los genes.

Además, la alteración de la información genética en estos lugares concretos no produjo ningún cambio en el resto de la secuencia de ADN de los primates. Este hecho indica que la herramienta de edición genómica no produce ningún efecto indeseable en el caso de su aplicación en monos.

“La técnica puede utilizarse en medicina para generar modelos animales con los que estudiar enfermedades genéticas y desarrollar nuevos fármacos y futuras terapias génicas”, señala Huang. Además, el investigador asegura que incluso tiene “el potencial de emplearse en humanos una vez se solucione el problema de la seguridad”.



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