NO HAY INTERVENCIÓN DE LA FOTOSÍNTESIS EN EL CRECIMIENTO

 Un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Utah y un equipo internacional de colaboradores descubrió que el crecimiento de los árboles no parece estar normalmente limitado por la fotosíntesis, sino por el crecimiento celular. Esto nos viene a decir, que es necesario reconsiderar la previsión del crecimiento de los bosques en un clima cambiante y que es posible que los bosques del futuro no puedan absorber tanto carbono de la atmósfera como se pensaba anteriormente.

En el colegio, aprendes que los árboles fabrican su propio alimento a través de la fotosíntesis, absorbiendo la luz solar, el dióxido de carbono y el agua, y convirtiéndolos en hojas y madera. Sin embargo, este proceso no es tan básico, ya que para convertir el carbono obtenido a través de la fotosíntesis en madera, las células de la madera necesitan expandirse y dividirse.

Por lo tanto, los árboles obtienen carbono de la atmósfera a través de la fotosíntesis, esta es la fuente de carbono para los árboles, luego gastan ese carbono para construir nuevas células de madera, el sumidero de carbono del árbol. Si el crecimiento del árbol está limitado por la fuente, entonces solo está limitado por la cantidad de fotosíntesis que el árbol puede realizar, y el crecimiento del árbol es relativamente fácil de predecir en modelos matemáticos. Entonces, en teoría, aumentar el dióxido de carbono en la atmósfera debería aliviar esta limitación y permitir que los árboles crezcan más.

Pero, por otro lado, si el crecimiento del árbol está limitado por el sumidero, entonces el árbol únicamente puede crecer al ritmo de la división celular. Hay muchos factores que pueden afectar directamente la fotosíntesis y la tasa de crecimiento celular, como la temperatura y la disponibilidad de agua o nutrientes.

Por lo tanto, si un árbol está limitado por un abrevadero, la simulación de su crecimiento debe incluir la respuesta del abrevadero a estos factores.

Los investigadores probaron esta pregunta comparando las fuentes y las tasas de cambio de los árboles en América del Norte, Europa, Japón y Australia. Medir las tasas de intercambio de carbono es relativamente fácil y los investigadores solo recolectaron muestras de árboles que contenían registros de crecimiento.

Medir las fuentes de carbono es más difícil, pero posible. Los datos de origen se midieron utilizando 78 torres de covarianza de remolinos de 9 metros o más que miden las concentraciones de dióxido de carbono y la velocidad del viento en tres dimensiones en la parte superior de la copa de los árboles.

Los investigadores analizaron los datos recopilados en busca de evidencia de procesos relacionados o acoplados en el crecimiento de los árboles y la fotosíntesis, pero no encontraron evidencia. Cuando la fotosíntesis aumentó o disminuyó, no hubo un aumento o una disminución paralelos en el crecimiento de los árboles.

La fuerza del acoplamiento o desacoplamiento entre dos procesos se puede ubicar en un espectro, por lo que los investigadores están interesados ​​en las condiciones que conducen a un desacoplamiento más fuerte o más débil. Por ejemplo, los árboles frutales y en flor muestran relaciones fuente-sumidero diferentes a las de las coníferas. Una mayor diversidad en el bosque aumentó el apareamiento. Los doseles cubiertos de hojas densas lo reducen.

Finalmente, el acoplamiento entre la fotosíntesis y el crecimiento aumenta en condiciones cálidas y húmedas, y viceversa: en condiciones frías y secas, los árboles están más limitados por el crecimiento celular.

La conclusión principal es que es posible que sea necesario actualizar los modelos de vegetación que utilizan ecuaciones matemáticas y características de las plantas para estimar el crecimiento futuro de los bosques.

Fuentes: Heraldo, Europa Press

SUELO LUNAR Y LAS PLANTAS

 Los científicos han conseguido plantar en el suelo procedente de la Luna. Publicado por "Communications biology" que en Florida han demostrado que se pueden cultivar plantas en el suelo lunar y estas crecen con éxito en esta investigación también se demuestra que el suelo lunar es totalmente diferente al suelo que tenemos en la tierra. Esta exploración ha sido para dar un primer paso para el alimento y la nutrición de las plantas ya que el Programa Artemisa planea devolver a los humanos a la Luna.

Diseñaron un experimento simple que era plantar semillas en suelo lunar, regarlas, aportarles nutrientes y luz para poder registrar así los resultados de como evolucionaban con el paso de los días. Los investigadores solo tenían 12 gramos de suelo lunar, recolectado durante las misiones de Apolo 11, 12 y 17 a la Luna, para poder hacer el experimento. Tuvieron que realizar un diseño a pequeña escala del experimento para que le dieran esa muestra de suelo lunar y poder realizar este estudio.

Para hacer que el pequeño jardín lunar creciese utilizaron pozos tan pequeños como dedales que eran placas de plástico. Cuando ya estaban llenos estos pequeños pozos con un gramo de este suelo lunar, humedecieron el suelo con una solución nutritiva y pusieron las semillas de las planta Arabidopsis, esta planta se usa en la ciencia porque su código genético es mapeado. 

Los investigadores plantaron también Arabidopsis en una sustancia terrestre que imita el suelo lunar real pero las plantas cultivadas en este suelo no fueron del grupo de control de este experimento.

Al iniciar el experimento nadie confiaba que iban a poder crecer las plantas en el suelo lunar y con el paso del tiempo los cultivadores notaron diferencias notorias en estas plantas porque algunas plantas eran más pequeñas y crecían lentamente o tenían un  tamaño mas variado pero a nivel genético las plantas sacaban herramientas para hacer frente a factores estresantes que pueden ser sal o metales por lo que podemos deducir que las plantas perciben el entorno como estresante. 

Para derivar de donde venia ese estrés estudiaron las moléculas de ARN presentes en las células vegetales que estas correspondían con los genes relevantes para que la planta responda al estrés. La secuencia de nucleótido formada por cada molécula permito comprobar una respuesta genética diferente al suelo y los genes expresados intervienen en situaciones de exceso de sal, presencia de metales o de estrés.

La lectura de la transcripción llegó a ser tan precisa que permitió diferencial entre las plantas cultivadas en el suelo lunar pero traído por las diferentes misiones.

Los ejemplares crecidos en las muestras de las misiones Apolo 11 y 12, que sus muestras se pudieron extraer en zonas maduras expuestas a la radiación cósmica y al viento solar, tenían un aspecto muy similar pero las sembradas en la muestra de suelo y, la recogida en la misión de Apolo 17, que sus muestras fueron traídas a la tierra de una manera más protegida y era menos madura la tierra, tenían un mejor aspecto general  lo que confirmó que había menos diferenciación del transcriptoma en las ultimas misiones y de las primeras. 

Bibliografía: EL PAÍS, ABC

  

LA IMPORTANCIA DE LOS LÍPIDOS DE LOS VEGETALES EN LA SIMBIOSIS CON LOS HONGOS

 La simbiosis de las plantas con los hongos fue de vital importancia para la conquista de la tierra firme, pues a través de ellos obtienen suficiente agua y nutrientes del suelo, según un estudio publicado en la revista Science.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Toulouse ha descubierto ahora que unas plantas primitivas terrestres proporcionan a los hongos lípidos que estos necesitan. Se ha llegado a este hipótesis al observar que esta simbiosis no se da en las algas. La simbiosis entre hongos y plantas es muy común. Los primeros les aportan agua, fosfato y nitrógeno a las plantas a cambio de carbohidratos y lípidos. 

Desde 1980 se podía suponer gracias a los fósiles que el origen de la simbiosis entre estos dos seres vivos se remontaba a los inicios de las plantas terrestres y que fue importante para su desarrollo. Ahora, se ha comprobado esta teoría mediante análisis de plantas actuales. 

Esto se ha hecho a través de la comparación de las características genéticas del mecanismo de simbiosis de la micorriza arbuscular, que aparece en un 80%  de estas asociaciones, en las raíces de dos grupos vegetales: las plantas vasculares superiores y la Marchantia paleacea (hepática, no vascular). Estos hongos son glomeromicetos, extraen agua y minerales del suelo con su red de largos filamentos y los intercambian colonizando las raíces de la planta mediante pequeñas estructuras ramificadas, los arbuscules.   

El equipo de investigadores le inyectó a la hepática Marchantia paleacea glomeromiceto, después analizaron la evolución de la expresión de su genoma. Después de ocho semanas aumentó la expresión de más de mil genes. Estos resultados sumados a los obtenidos en cinco plantas con flores no relacionadas estrechamente entre sí permitió al equipo demostrar conjuntos de genes involucrados en varios procesos, incluida la síntesis de lípidos. Además, casi cincuenta genes de la hepática se parecían mucho a los genes de al menos de las flores ya mencionadas, señal de que un mecanismo similar está funcionando en ellas.

Para terminar de probar esto el equipo hizo una combinación cruzada y utilizó la herramienta genética CRISPR para desactivar los genes implicados. Se observó entonces que, al parar la actividad genética, también lo hizo la transferencia de lípidos y la simbiosis desapareció.

Las algas no establecen simbiosis con micorrizas arbusculares, aunque sí que lo hacen con las formas más primitivas de plantas terrestre. En las seis especies mencionadas anteriormente con las que se experimentó, han identificado genes que regulan la expresión de otros genes asociados a este intercambio de lípidos. El gen estaba ausente en los genomas de todas las algas probadas. Se llega entonces a la conclusión de que fue el suministro de lípidos el que permitió la simbiosis con los hongos y así las plantas tuvieran suficiente agua y nutrientes para sobrevivir en la tierra hace 450 millones de años

Fuentes: Investigación y Ciencia y Notiulti

CREAN ORGANOIDES FUNCIONALES DE GLÁNDULAS LACRIMALES

Estos organoides son capaces de desarrollarse aún más y producir proteínas típicas de la lágrima al trasplantarse en ratones.

Las glándulas lagrimales se sitúan en la parte superior y externa de los ojos (detrás de los párpados y por debajo de las cejas) y son indispensables para mantener los globos oculares limpios, lubricados e hidratados. El fluido lagrimal que producen estas glándulas está compuesto sobre todo por agua, aunque también contienen glucosa, oxígeno, urea, diversas sales minerales como cloruro de sodio y una gran diversidad de proteínas (factores de crecimiento, proteínas antibacterianas, interleucinas, inmunoglobulinas...), entre otras sustancias.

En algunas personas afectadas por ciertas enfermedades, las glándulas lacrimales pueden sufrir daños y una alteración marcada de su función. Esto conlleva una gran disminución de la producción de lágrima, lo que desencadena un ojo seco. Los síntomas asociados más comunes son ardor, picazón, escozor o sensación de arenilla en los ojos. Enfermedades como el síndrome de Sjögren (provocada por una reacción autoinmunitaria) o edades avanzadas conllevan con frecuencia una importante afectación crónica de dichas glándulas.

En estos casos, más allá del uso de lágrimas artificiales, no existen tratamientos específicos que consigan recuperar la función de estas glándulas, ya que la capacidad de estas para regenerarse es mínima. El desarrollo de modelos biológicos más o menos complejos en el laboratorio podría facilitar el descubrimiento de terapias eficaces o, en el más optimista de los escenarios futuros, podría ser un primer paso para la generación de glándulas funcionales que pudieran trasplantarse en los pacientes.

Con este objetivo en mente, múltiples grupos de científicos están trabajando en la actualidad para el desarrollo de versiones simplificadas o inmaduras (organoides) de estas glándulas. Hace unas semanas, investigadores de Japón y Reino Unido mostraron al mundo la creación de unos novedosos organoides de glándulas lacrimales a partir de células madre humanas. Los detalles sobre la producción de estos elementos y su funcionamiento se han publicado en la revista Nature.

Para la creación de dichos organoides, los científicos emplearon células madre pluripotentes humanas de distintos orígenes (tanto de células madre embrionarias como de células madre pluripotentes inducidas), que tienen la capacidad para multiplicarse indefinidamente y para diferenciarse a multitud de tipos celulares diferentes.

En un primer paso, cultivaron estas células en el laboratorio bajo el estímulo de diversas moléculas para crear organoides en dos dimensiones (planos) que se asemejan a ojos. Después, aislaron un tipo particular de células mediante la selección de marcadores definidos (proteínas típicas de las células de las glándulas lacrimales en una fase temprana de desarrollo) y las cultivaron bajo unas condiciones particulares. Pasados unos días, estas células se organizaban por sí mismas (mediante ramificaciones y brotes) en organoides tridimensionales similares a glándulas lagrimales, con sus características estructuras con conductos para secretar lágrima.

Los organoides producidos por los investigadores tenían múltiples rasgos biológicos en común con las glándulas lacrimales: su organización celular, la expresión de los genes y también la presencia de proteínas típicas.

Para comprobar si estos organoides eran capaces de madurar (es decir, de adquirir características y funciones propias de glándulas lacrimales completamente desarrolladas), trasplantaron estas agrupaciones celulares en ratas, al lado de sus ojos. A estas ratas se les extirpó parte o la totalidad de sus glándulas lagrimales para comprobar si los organoides implantados podían sustituir su función.

Los científicos comprobaron que estos organoides maduraban y eran capaces de producir proteínas típicas de la lágrima, como lisozima y lactoferrina, y también desarrollar conductos más elaborados en su interior para la liberación de sustancias. Además, la expresión de genes de estos organoides trasplantados encajaba con la de las glándulas lacrimales y no con otros tipos de glándulas o de tejidos de la superficie epitelial del ojo.

Por primera vez, se ha conseguido generar estos organoides funcionales de glándulas lagrimales a partir de células madre pluripotentes inducidas, que pueden crearse a partir de células adultas. Esto abre la posibilidad en el futuro de generar organoides a partir de cualquier célula de una persona con alteraciones en sus glándulas lagrimales para así reemplazarlas sin que existan problemas de rechazo inmunitario. Además, estos organoides también pueden desarrollarse como modelos biológicos de enfermedades de dicha glándula, y así utilizarlos como método de screening para evaluar potenciales tratamientos.

Fuente: Investigación y Ciencia

UNA SOLUCIÓN PARA EL MAÑANA

Las plantas resultan muy útiles para mantener el entorno libre de compuestos tóxicos, metales pesados o plaguicidas, la fitorremediacion se trata de aprovechar la capacidad que tienen las plantas para adaptarse a situaciones de estrés medioambiental y secuestrar productos tóxicos dentro de sus células, esto se podría utilizar para reducir el peligro medioambiental que acontece.

Algunas plantas tienen la capacidad de prevenir la entrada de compuestos tóxicos a su interior o expulsarlos si han conseguido entrar, esto asegura la calidad de las plantas que forman parte de nuestra dieta. En el Centro Nacional de Biotecnología (CNB) se encuentra el Departamento de Genética Molecular de Plantas y el laboratorio liderado por Antonio Leyva, en este laboratorio tratan de comprender la forma de actuar de la Lemna, una pequeña planta acuática que es capaz de "atrapar" el arsénico.

El objetivo de Leyva es determinar los genes que permiten a las plantas sobrevivir a suelos con gran presencia de arsénico. Lemna fue elegida para ser estudiada por este grupo de científicos no solo por su especial utilidad para eliminar metales pesados como el arsénico, también para resolver el problema de la eutrofización y además, cabe la posibilidad de poder utilizarla como fuente alternativa de proteínas, siendo la mejor candidata gracias a la cantidad de biomasa que produce y la facilidad con que crece.

A su vez, el investigador Carlos Alonso-Blanco está elaborando una colección que recoja la diversidad de la Lemna en el territorio peninsular, trata de identificar las ventajas y bondades de cada variedad de esta planta para entender cuál es la más eficiente a la hora de almacenar compuestos dañinos o un exceso de nutrientes. Sin embargo, existe una limitación en este estudio, y es que, a nivel genético se desconoce casi todo acerca de esta planta debido a que hasta ahora no había tenido valor en el campo de la investigación.

Cristina Navarro trabaja en el laboratorio de Antonio Leyva y se encarga de estudiar las bases genéticas que confieren a determinadas plantas la capacidad de almacenar y tolerar los compuestos tóxicos, para ello se centra en la variabilidad natural de la Arabidopsis.

Para ello realiza varias fases, primero siembra las semillas en una placa sin arsénico y estas crecen en condiciones controladas de temperatura y luz, posteriormente las mismas plantas las traspasa a placas con arsénico y sin él, mide la raíz y ve las diferencias entre las variedades después, mediante un análisis molecular y genético se determina la mutación responsable de estas diferencias.

Navarro cree que la capacidad para tolerar el arsénico se debe a varios factores que están controlados por un pequeño número de genes. Arabidopsis muestra una gran ventaja respecto a otras plantas, fue la primera cuyo genoma fue el primero en ser secuenciado, por tanto, de la que más datos tienen y su estudio se puede extrapolar a otras plantas, si esta científica consigue dar con alguno de los factores influyentes en la acumulación de arsénico en Arabidopsis será crucial para seguir adelante con el caso de la Lemna.

Fuente(s): iagua, CSIC

¿CÓMO HACEN LOS ÁRBOLES PARA QUE EL AGUA LLEGUE A TODAS LAS HOJAS?

El agua es un elemento esencial para las plantas. Lleva azúcares disueltos, minerales y vitaminas las cuales son captadas del suelo hasta cada parte de la planta, lo cual hace que se mantenga erguida, fuerte y nutrida.

El proceso para recolectar agua de las plantas comienza en las raíces de las plantas. Los cientos o miles de filamentos que se extienden desde la punta de cada raíz son los que realmente absorben el agua que se encuentran en el suelo.

Las raíces propias de las plantas, en este caso de los arboles sirven principalmente para mantenerlos erguidos firmemente al suelo y de este modo canalizar el agua hacia arriba.

La vena que transporta el agua se llama xilema. El xilema se extiende a todas las partes del árbol y esta está compuesta por células vivas y muertas de las cuales cada una realiza una función.

El transporte del agua tiene un problema y es que lo hacen en contra de la gravedad pero gracias a una serie de mecanismos de capilaridad y de evapotranspiración, y otros factores que contribuyen al potencial hídrico, para solventarlo.

Las hojas contienen estomas, células modificadas de la epidermis que se abren y cierran dependiendo de la concentración de gases que esta necesite expulsar o captar de la atmósfera.

Las plantas aparte de necesitar oxígeno y dióxido de carbono hay otro gas muy importantes el cual les permite en este caso a los árboles  llevar el agua desde las raíces hasta la parte aérea y es el vapor de agua. A la vez que fijan CO2 y expulsan oxígeno a través de los estomas abiertos, también expulsan agua en forma de vapor. Este mecanismo es el que como antes se a nombrado evapotranspiración.

Gracias a este mecanismo transpirador, que funciona como un émbolo, se genera una tensión que hace tirar del agua líquida hacia arriba, sube a través del xilema desde las raíces a las hojas. En esos vasos conductores se produce un efecto de capilaridad el cual permite que el agua ascienda. Se crea la fuerza que antes se ha nombrado (potencial hídrico), resultado del equilibrio entre los potenciales ósmosis, capilaridad, evapotranspiración y gravedad, que mide la capacidad que tiene el árbol para transportar el agua con los nutrientes desde el suelo hasta finalmente las hojas.

De este modo es como los árboles consiguen que ese agua y nutrientes que captan del suelo por las raíces recorra todo hasta finalmente llegar a las hojas.

Fuentes: El País y eHow

EL CRECIMIENTO DE LOS ÁRBOLES NO ESTÁ LIMITADO POR LA FOTOSÍNTESIS

Investigadores de la Universidad de Utah, Estados Unidos, han dirigido un estudio, publicado en Science del que han descubierto que el crecimiento de los árboles no parece estar limitado en general por la fotosíntesis, sino por el crecimiento celular. Esto sugiere que es preciso replantearse la forma de prever el crecimiento de los bosques en un clima cambiante, los bosques del futuro podrían no ser capaces de absorber tanto carbono de la atmósfera como se pensaba.

"El crecimiento de un árbol es como un carro y un caballo que avanzan por la carretera" explica William Anderegg, principal investigador del estudio y profesor asociado de la Facultad de Ciencias Biológicas. "Pero básicamente no sabemos si la fotosíntesis es el caballo más a menudo o si es la expansión y división celular."

El proceso de obtención de alimento de los árboles no es tan básico como el que aprendemos de pequeños en el colegio, porque para convertir el carbono obtenido por la fotosíntesis en madera es necesario que las células de la madera se expandan y dividan.

La fuente de carbono de los árboles es su obtención de la atmósfera a través de la fotosíntesis. Luego gasta ese carbono para construir nuevas células de madera, el sumidero de carbono del árbol. Si el crecimiento de los árboles está limitado por esta fuente, entonces solo está limitado por la cantidad de fotosíntesis que el árbol puede realizar y el crecimiento de los árboles sería relativamente fácil de predecir en un modelo matemático. Por tanto, el aumento del dióxido de carbono en la atmósfera debería aliviar esa limitación y permitir que los árboles crezcan más.

Pero si sucede lo contrario, el crecimiento de los árboles está limitado por el sumidero, el árbol solamente puede crecer tan rápido como sus células puedan dividirse. Hay muchos factores que pueden afectar a la fotosíntesis y a la tasa de crecimiento directamente, como la temperatura y la disponibilidad de agua o nutrientes. Por tanto, si los árboles están limitados por el sumidero, la simulación de su crecimiento debe incluir la respuesta del sumidero a estos factores.

Los investigadores del estudio pusieron esto a prueba comparando las tasa de origen y de sumidero de los árboles en lugares de Norteamérica, Europa, Japón y Australia. Fue relativamente fácil medir las tasa de sumidero de carbono y los investigadores solo recogieron muestras de árboles que contenían registros de crecimiento.

Más tarde, analizaron los datos recogidos en busca de pruebas de que el crecimiento de los árboles y la fotosíntesis fueran procesos vinculados, y no los encontraron. No se producía un aumento o una disminución paralelos del crecimiento de los árboles. 

"Se esperaba un fuerte acoplamiento entra la fotosíntesis y el crecimiento de los árboles en el caso de que el crecimiento esté limitado por la fuente" subraya Antonie Cabon, investigador postdoctoral de la Facultad de Ciencias Biológicas. "El hecho de que observemos mayoritariamente un desacoplamiento es nuestro principal argumento para concluir que el crecimiento de los árboles no está limitado por la fuente".

Además, sorprendentemente, el desacoplamiento se observó en entornos de todo el mundo. Cabon, añade que esperaba verlo en algunos lugares, pero no ver un patrón tan generalizado.

Fuentes: La Jornada, Heraldo de Aragón

LA FOTOSÍNTESIS NO LIMITA EL CRECIMIENTO DE LOS ÁRBOLES

Un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Utah (Estados Unidos), ha descubierto que el crecimiento de los árboles no parece estar limitado en general por la fotosíntesis, sino por el crecimiento celular. Esto sugiere que es preciso replantearse la forma de prever el crecimiento de los bosques en un clima cambiante, y que los bosques del futuro podrían no ser capaces de absorber tanto carbono de la atmósfera como se pensaba. 

En el colegio se enseña que los árboles producen su propio alimento mediante la fotosíntesis, tomando la luz del sol, el dióxido de carbono y el agua y convirtiéndolos en hojas y madera. Pero, este proceso no es tan básico porque para convertir el carbono obtenido por la fotosíntesis en madera es necesario que las células de la madera se expandan y dividan. Los árboles obtienen el carbono de la atmósfera a través de la fotosíntesis. Esta es la fuente de carbono de los árboles. Posteriormente gastan ese carbono para construir nuevas células de madera, el sumidero del árbol.

Si el crecimiento del árbol está limitado por la fuente, entonces solo está limitado por la cantidad de fotosíntesis que el árbol puede realizar, y por lo tanto el crecimento de los árboles sería fácil de predecir en un modelo matemático. Por tanto, el aumento del dióxido de carbono en teoría en la atmósfera debería de aliviar esa tensión y permitir que los árboles crezcan más.

Pero, si por el contrario el crecimiento de los árboles está limitado por el sumidero, entonces el árbol solo puede crecer tan rápido como sus células puedan dividirse. Hay muchos factores que pueden afectar directamente a la fotosíntesis y a la tasa de crecimiento celular, como la temperatura y la disponibilidad de agua o nutrientes. Por tanto, si los árboles están limitados por el sumidero, la simulación de su crecimiento debe incluir la respuesta del sumidero a estos factores.

Los investigadores pusieron a prueba esta cuestión comparando las tasas de origen y de sumidero de los árboles en lugares de Norteamérica, Europa, Japón y Australia. Medir las tasas de sumidero de carbono fue relativamente fácil y los investigadores sólo recogieron muestras de árboles que contenían registros de crecimiento. Medir las fuentes de carbono es más difícil, pero posible.

Los investigadores analizaron los datos recogidos en busca de pruebas de que el crecimiento de los árboles y la fotosíntesis fueran procesos vinculados, pero no lo encontraron. Cuando la fotosíntesis aumentaba o disminuía, no se producía un aumento o una disminución paralela del crecimiento de los árboles. Se esperaría un fuerte acoplamiento entre la fotosíntesis y el crecimiento de los árboles en el caso de que el crecimiento de los árboles estuviese limitado por la fuente, pero el hecho de observar mayoritariamente un desacoplamiento es el principal argumento para concluir que el crecimiento de los árboles no está limitado por la fuente.

La fuerza de acoplamiento o desacoplamiento entre dos procesos puede situarse en un espectro, por lo que los investigadores se interesaron por las condiciones que conducían a un desacoplamiento más fuerte o más débil. Por ejemplo, una mayor diversidad en un bosque aumenta el acoplamiento, mientras que por otro lado, las copas densas y cubiertas de hojas lo disminuyen.

La principal conclusión es que los modelos de vegetación podrían tener que actualizarse, ya que prácticamente todos estos modelos asumen que el crecimiento de los árboles está limitado por la fuente. Los modelos de vegetación actuales predicen que los bosques prosperarán con un mayor dióxido de carbono atmosférico. Esto tiene implicaciones adicionales puesto que los bosques absorben y almacenan actualmente alrededor de una cuarta parte de nuestras emisiones actuales de dióxido de carbono. Si el crecimiento de los árboles se ralentiza, también lo hará su capacidad de absorber carbono y de frenar el cambio climático. 

Fuentes: Heraldo, EuropaPress, DiarioDigitalRD

ALIMENTAN UN MICROPROCESADOR MEDIANTE FOTOSÍNTESIS

Científicos han hecho uso de una especie muy extendida de algas verde-azules con el objetivo de alimentar un microprocesador continuamente durante un año, usando solamente la luz ambiental y el agua. Este sistema tiene un potencial fiable y renovable para alimentar pequeños dispositivos.

Este nuevo sistema tiene un tamaño comparable al de una pila AA, está formado por un tipo de alga no tóxica llamada Synechocystis la cual es capaz de recoger de forma natural energía solar mediante la fotosíntesis. La corriente eléctrica que genera este sistema interactúa con un electrodo de aluminio y se usa para alimentar el microprocesador.

Este microprocesador podría fabricarse fácilmente cientos de miles de veces para alimentar un gran número de pequeños dispositivos como parte del internet de las cosas, ya que el sistema está fabricado con materiales comunes, baratos y en gran medida reciclables. Según los científicos investigadores, este sistema es más útil en situaciones fuera de la red o en lugares remotos, donde una pequeña cantidad de energía puede llegar a ser muy beneficiosa.

"La creciente Internet de los objetos necesita cada vez más energía, y creemos que ésta tendrá que provenir de sistemas que puedan generar energía, en lugar de simplemente almacenarla como las baterías", afirma el profesor Christopher Howe, del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge, coautor principal del artículo.

Y añadió: "Nuestro dispositivo fotosintético no se agota como lo hace una pila porque utiliza continuamente la luz como fuente de energía".

En el experimento de prueba, el dispositivo se utilizó para alimentar un Arm Cortex M0+, un microprocesador muy utilizado en los dispositivos. Esta prueba funcionó en un entorno doméstico en condiciones semi exteriores bajo la luz natural y las fluctuaciones de temperatura asociadas, y tras seis meses de producción continua de energía los resultados se presentaron para su publicación.

"Nos impresionó la constancia con la que el sistema funcionó durante un largo periodo de tiempo; pensábamos que se detendría al cabo de unas semanas, pero siguió funcionando", afirma el Dr. Paolo Bombelli, del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge, primer autor del artículo.

El alga crea su propio alimento al realizar la fotosíntesis, por lo que no necesita alimentarse. Y aunque la fotosíntesis requiere de luz, el dispositivo puede seguir produciendo energía incluso durante períodos de oscuridad. Los científicos piensan que esto es debido a que las algas procesan parte de su alimento cuando no hay luz, y esto sigue generando una corriente eléctrica.

Según los investigadores sería poco práctico alimentar trillones de dispositivos con baterías de iones de litio, ya que se necesitaría tres veces más litio del que se produce anualmente en todo el mundo. Los materiales peligrosos que se usan para fabricar dispositivos fotovoltaicos tradicionales tienen grandes efectos medioambientales adversos.

El experimento se trata de una colaboración entre la Universidad de Cambridge y Arm, empresa líder en el diseño de microprocesadores. Arm Research desarrolló el chip de prueba Arm Cortex M0+ ultraeficiente, construyó la placa y creó la interfaz de recogida de datos en la nube presentada en los experimentos.

Fuentes: química, chem Europe

 

 

ARABIDOPSIS THALIANA: LA PRIMERA PLANTA EN SUELO LUNAR

Los astronautas de la NASA se trajeron, entre rocas y arena (regolito), 382 kilogramos de Luna entre los años 1969 y 1972 durante las misiones Apolo. Este material ha sido estudiado y usado para cultivar en él esta planta, la Arabidopsis thaliana, originaria de África y Eurasia. Está relacionada con las hojas de mostaza y otras verduras crucíferas como el brócoli, la coliflor y las coles de Bruselas.

Cincuenta años después, tres de esas muestras se han utilizado para cultivar plantas con éxito. Por primera vez, los investigadores han hecho crecer esta planta resistente y bien estudiada en regolito lunar, pobre en nutrientes (con lo cual algo peor y con más dificultad).

Los científicos eligieron la Arabidopsis thaliana porque es a las plantas lo que las cobayas y ratones de laboratorio son entre los animales, aparte de que esta planta fue el primer vegetal del que se secuenció su genoma.

Entre unas 48 y 60 horas la mayoría de las plantas germinaron después de sembrar las semillas, emergiendo al poco unas pequeñas hojas de entre la tierra lunar. Es algo que no esperaban, reconocieron los científicos. Esto les sirvió para descubrir que los suelos lunares no interfieren en las hormonas y señales que intervienen en la germinación de las plantas.

Pero al sexto día se dieron cuenta de que algo no iba bien. Al podar las plantas para concentrar su estudio en un solo tallo, comprobaron que las podas tenían las raíces atrofiadas, más gordas, retorcidas y cortas que las plantas que habían plantado en tierras terrestres. Y eso pese a que las regaron con agua con los mismos nutrientes.

El desarrollo de la parte aérea de las plantas a partir del octavo día era más irregular y lento, con menos hojas y más pequeñas, y les salieron manchas rojizas. Todos estos síntomas indicaban que estaban sufriendo un estrés que no pasaron las muestras cultivadas en suelo terrestre.

Para determinar de dónde venía ese estrés, los investigadores estudiaron su transcriptona, las moléculas de ARN presentes en las células vegetales. La lectura del transcriptoma fue tan precisa que permitió diferenciar también entre las plantas cultivadas con suelo lunar, pero traído por las distintas misiones, la Apolo 11, la 12 y la 17. Las sembradas en suelo traído por la Apolo 17 presentaban un aspecto general mejor. Por dentro, a nivel genético, se confirmó la diferencia: había menor diferenciación del transcriptoma en las del Apolo 17 que, en las primeras, que se posaron en zonas más viejas o maduras expuestas al viento solar y la radiación cósmica, mientras que esta última trajo el material más protegido y menos maduro.

Fuentes: El País, Urbano Puebla

PLANTAS PARÁSITAS QUE ROBAN GENES

Las plantas parásitas son plantas que viven sobre otras y que utilizan sus raíces para extraer la savia de su huésped. Sin embargo, no solo roban savia, algunas también pueden robar genes.

Un estudio basado en rastrear el origen de cada gen del genoma de 17 especies de plantas reveló que 13 de cada 17 especies tenían genes con historia evolutiva distinta.

La causa de este suceso es la transferencia de genes horizontal, es decir, el movimiento de material genético de un organismo al genoma de otra especie. Este tipo de transferencia de genes es común entre microbios y bacterias para obtener resistencia a los antibióticos. Se considera que ha sido un factor de gran importancia en el proceso evolutivo.

Este robo se lleva a cabo mediante unas raíces modificadas llamadas haustorios que penetran en los tejidos de la planta huésped hasta que conecta con su sistema vascular. Gracias al estrecho contacto que se produce entre las células de ambas plantas. De esta manera es como se da la transferencia de genes.

"No vemos muchos ejemplos de transferencia horizontal de genes en organismos complejos como las

plantas, y cuando lo vemos, el material genético transferido generalmente no se usa. En este estudio presentamos el caso más dramático conocido transferencia horizontal de genes funcionales jamás encontrado en organismos complejos"

Aunque muchos de los genes transferidos no lleguen a resultar útiles para la planta parásita, algunos de ellos si son funcionales y contribuyen a una buena salud de la planta.

También se investiga si la transferencia es de una sola vía, o en cambio, la planta huésped también puede obtener material genético.

"Las plantas parasitarias viven muy íntimamente en relación con su huésped, extrayendo nutrientes, pero también obtienen material genético en el proceso, y a veces incorporan ese material en su genoma. Estudios previos se centraron en genes únicos transferidos. Aquí, usamos conjuntos de datos a escala genómica sobre la expresión de genes para determinar si la gran cantidad de material genético que proviene de la transferencia horizontal de genes se está utilizando"

Fuentes: ChileBio, The Conversation, Agro-Bio

LAS PLANTAS CARNÍVORAS Y LOS CAMPOS MAGNÉTICOS

Algunas plantas carnívoras son capaces de generar sus propios campos magnéticos al alimentarse, las famosas Venus Atrapamoscas, científicamente conocidas como Dionaea muscipula, no solo son carnívoras, sino que también tienen impulsos eléctricos naturales en sus tejidos. En general, esto no es raro en seres vivos como los animales o los propios humanos. No obstante, en plantas estas ocurrencias siguen siendo una noticia llamativa.

A estas alturas, la ciencia ya nos ha permitido conocer cómo actúan las Venus Atrapamoscas y qué trucos utilizan para alimentarse. Pero, ahora, con la nueva información tenemos acceso a una perspectiva del proceso que antes ni nos imaginábamos. Gracias a esto, sabemos que, luego de que la planta haya atraído a la presa hasta sus fauces, al momento de atraparla a su alrededor se genera un pequeño campo magnético como respuesta al movimiento de la Venus.

Para poder detectar esto, Fabricant, la líder del estudio, y sus colegas trabajaron con sensores de vidrio denominados “magnetómetros atómicos”. Estos son unos de los más novedosos equipos existentes para la medición de campos magnéticos. En la actualidad, fue exactamente gracias a su precisión y adaptabilidad que estos dispositivos colaboraron con la detección de las leves señales magnéticas en las plantas carnívoras.

¿Y para qué sirve esto? Para poner en perspectiva la potencia de los campos magnéticos de las plantas carnívoras, podemos compararlo con aquel que rodea a la Tierra. Este es más de un millón de veces más fuerte que el que rodea a las Venus Atrapamoscas. Con esto en mente, podemos entender que ambos, a pesar de ser campos magnéticos, definitivamente no cumplen las mismas funciones. De hecho, con una intensidad tan baja, las señales magnéticas de las plantas carnívoras no sirven como medios de defensa.

Por este motivo, Fabricant y sus colegas consideran que la generación de estos campos nos es un medio para un fin, sino la consecuencia de un proceso. En pocas palabras, como explicación, plantean que las señales solo se liberan cuando la planta se mueve para atacar a su presa y atraparla entre sus hojas. Para esto, pequeños impulsos eléctricos la instan a movilizarse. Y, justamente, de ellos proviene la energía necesaria para la generación de un leve campo magnético.

Hasta la fecha, al menos otras dos especies de plantas también han mostrado señales de poseer biomagnetismo –la generación de corrientes eléctricas y campos magnéticos en organismos vivos como animales, humanos y también plantas–. Pero esto no evita que el descubrimiento marque una situación altamente particular en el mundo de la flora.

Ahora, la siguiente meta de los investigadores es medir otras plantas para poder detectar más campos magnéticos como los de las carnívoras. Incluso, esperan poder aprovechar los avances de la tecnología para detectar y medir hasta señales más débiles que las de este último descubrimiento, de hacerlo, se estaría abriendo camino a todo un nuevo campo de investigación biomagnética en el mundo de las plantas. Un área que, hasta ahora, se ha mantenido casi completamente inexplorada.

Detrás del estudio que ha revelado esta información estuvieron los investigadores alemanes Anne Fabricant, Geoffrey Z. Iwata, Sönke Scherzer, Lykourgos Bougas, Katharina Rolfs, Anna Jodko-Władzińska, Jens Voigt, Rainer Hedrich y Dmitry Budker. En enero, los resultados de su investigación se publicaron en la revista en línea Scientific Reports.

Fuentes: La Verdad, Tekcrispy

JARDINERÍA EXTRATARRESTE, CULTIVAN PLANTAS EN SUELO LUNAR

Los científicos acaban de demostrar que es posible sembrar vida en la Luna, pero va a ser todo un reto para los botánicos, Tres científicos de la Universidad de Florida han logrado cultivar plantas en varias muestras de suelo lunar recogidas hace más de 50 años por las misiones Apolo. 

La NASA anunció hace unos años su programa Artemisa. Su misión es llegar a la Luna a mediados de esta década y montar una base permanente ya para finales. Entre las muchas cosas que necesitarán los nuevos selenitas está la comida. Además de la que les llegue desde la Tierra, planean cultivar sus propias verduras allí. 

Ya hay miles de propuestas para plantar vegetales en suelo lunar. Este nuevo interés fue la ocasión para un grupo de investigadores de la Universidad de Florida. Llevaban años queriendo sembrar en el regolito que la NASA tiene en sus laboratorios para estudiar la interacción entre material extraterrestre y la biología terrestre. Por fin, hace unos meses recibieron 12 gramos de tierra de la Luna. No les llegaba para un latifundio, pero se las apañaron para plantar varios ejemplares de Arabidopsis thaliana, una pequeña planta de florecillas blancas. La A. thaliana fue el primer vegetal del que se secuenció su genoma y, para los científicos, es a las plantas lo que los ratones de laboratorio son entre los animales.

Así, en la NASA han desarrollado una impresora 3D que funcionará con polvo lunar y en China están dando avances en producir oxígeno y combustible a partir del suelo lunar para un soporte vital extraterrestre. El objetivo en todos los casos es mejorar la autonomía de los astronautas in situ durante las misiones para que no dependan tanto de la Tierra.

La investigación, publicada en la revista Nature, empleó muestras recogidas por el Apolo 11, 12 y 17, junto con un grupo control de suelo volcánico terrestre con una composición similar. Para favorecer el crecimiento emplearon una solución nutritiva a base de agua como fertilizante. Como era de esperar, la planta creció aún peor en el suelo de la Luna que en entre la hostil ceniza volcánica, pero igualmente logró germinar y crecer.

Casi todas las plantas germinaron entre 48 y 60 horas después de sembrar las semillas, emergiendo al poco unas pequeñas hojas de entre la tierra lunar. Es algo que no esperaban, reconocen los creadores de este pequeño jardín lunar. El problema, como dijo el Dr. Stephen Elardo, uno de los tres investigadores, a Futurism, es que en la Luna “todo está basado en rocas. Casi no hay carbono, ni agua, ni fósforo, ni nitrógeno… todo lo que necesita una planta”. Y tras esto vieron al sexto día que algo no iba bien. Tras podar las plantas para concentrar su estudio en un solo tallo (tampoco les sobraba la tierra), comprobaron que las podas tenían las raíces atrofiadas, más gordas, retorcidas y cortas que los ejemplares que habían plantado en tierras terrestres, las plantas de control.

De momento, se está analizando el suelo lunar para identificar mejor sus deficiencias y poder desarrollar abono extraterrestre, pero ya se ha demostrado que es una vía de investigación fértil y posible.

“Ya no necesitamos llevar toda la tierra con nosotros”, dice Elardo. “Podemos usar el suelo lunar que ya está allí, agregarle algunas enmiendas y, con suerte, estar en condiciones de cultivar”.

Fuentes: Esquire, El País

IDENTIFICAN LA CUTÍCULA COMO PRIMERA BARRERA DE PROTECCIÓN DE LAS PLANTAS FRENTE A LA RADIACIÓN ULTRAVIOLETA

La cutícula, la parte más externa de las plantas que actúa como interfase entre esta y el medio externo, cada vez tiene un papel más relevante en la agricultura. Ya han sido demostradas sus propiedades hídricas, para evitar la pérdida de agua, o mecánicas, frente al agrietado de los frutos, así como su participación en la protección ante patógenos.

Ahora, científicos del Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea La Mayora (IHSM), pertenecientes a la Universidad de Málaga (UMA) y al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), han dado un paso más en su estudio, identificando a la cutícula como primera barrera de protección de las plantas frente a la radiación ultravioleta (UV), en concreto, ante la UV-B (entre 280 y 310 nm) que, aunque representa solo un 2% de la luz solar incidente, es potencialmente nociva para las plantas, pudiendo dañar los tejidos e, incluso, alterar el material genético.

Se trata de un estudio interdisciplinar, que se ha publicado en la revista 'Nature Communications', en el que confluyen la Biología Vegetal, la Espectroscopia Molecular y la Química Cuántica.

"Hasta ahora se suponía que las hojas y frutos se protegían de la radiación UV mediante un amplio abanico de estructuras moleculares, denominados genéricamente compuestos fenólicos, presentes en diversos órganos y compartimentos celulares internos de las plantas", explica el catedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la UMA Antonio Heredia, uno de los autores de este trabajo.

Con este estudio se ha demostrado que la protección es ya mayor al 90% en la mayoría de las plantas, gracias a la estructura de la cutícula y que esta defensa se debe, fundamentalmente, a unos compuestos fenólicos, denominados ácidos cinámicos, localizados a bajas concentraciones desde hace millones de años en la membrana cuticular de los vegetales.

Asimismo, en esta investigación se ha descrito el mecanismo de fotoprotección, evidenciando que se trata de un proceso de rotación a través de un doble enlace debilitado tras la absorción de la radiación UV, "extraordinariamente rápido" --con una duración de una billonésima de segundo-- y, además, cíclico, lo que permite mantener la protección a nivel cuticular de forma continuada.

"Los ácidos cinámicos presentes en las cutículas tienen una estructura molecular aromática conjugada con un doble enlace que absorbe especialmente radiación de la zona espectral UV-B. La molécula absorbe la energía y gira de forma instantánea", señala la científica del CSIC Eva Domínguez, quien aclara que, finalmente, la radiación absorbida se transforma en calor, es decir, la energía luminosa se disipa en forma de energía térmica volviendo la molécula a su estructura original para reiniciar el proceso.

La experta afirma que este mecanismo nunca se había comprobado en un sistema biológico y que abre la puerta a nuevos trabajos relacionados con otras posibles propiedades de la cutícula como la conductividad eléctrica inducida por la luz.

Fuente: Europa Press

HALLADO EL PRIMER RETRATO COMPLETO SOBRE EL MICROBIOMA ORAL

La diversidad del microbioma oral cambia de manera significativa con la edad, según los resultados de un nuevo estudio publicado hoy en la revista científica Biofilms and Microbiomes, desarrollado por el equipo científico de ‘Saca la Lengua’ del Centro de Regulación Genómica (CRG), dirigido por el Dr. Toni Gabaldón, con el apoyo de la Fundación ”la Caixa”. 

El estudio de 1.648 personas, de entre 7 y 85 años de edad, repartidas por todo el territorio español, revela la existencia de una tendencia parabólica que resulta en tres etapas distintas en la composición de microorganismos residentes en la boca.

Según los autores del estudio, los adolescentes tienen un microbioma oral muy biodiverso y que varía mucho entre personas, lo que quizás esté relacionado con cambios hormonales y de hábitos durante esta fase. Las personas de mediana edad tienen una biodiversidad más baja y además una composición más homogénea entre personas, representando una etapa de alta estabilidad. A partir de los 60 años, la biodiversidad y las diferencias entre personas aumentan de nuevo y de manera muy considerable.

Los autores del estudio se percataron de que la alta diversidad del microbioma oral en personas de edad avanzada era la causa del establecimiento de especies oportunistas raras, casi todas vinculadas a enfermedades orales como la periodontitis. Los autores postulan que la diferencia entre la edad media y avanzada puede deberse a diferencias en el sistema inmune, que al debilitarse con la edad hace que la cavidad bucal sea más susceptible a la colonización de especies oportunistas que serían normalmente rechazadas.

Con el objetivo de entender las características ambientales y/o de estilo de vida que influyen en el microbioma oral, los participantes del estudio rellenaron un cuestionario que examina 80 aspectos diferentes sobre el estilo de vida, la dieta, la higiene y la salud.

Los factores asociados a cambios importantes en el microbioma oral están vinculados a enfermedades crónicas como la fibrosis quística o en síndromes como el síndrome de Down, seguidos por los de estilo de vida como fumar. Cada uno de estos factores cambió el microbioma de una manera particular, resultando en una señal específica. También influyeron, aunque en menor medida, la celiaquía, la hipertensión o el uso de antibióticos.

El impacto de las relaciones sociales y familiares también influye sobre la composición del microbioma oral. Miembros de la misma familia – por ejemplo, padres e hijos, o dos hermanos o hermanas – tienen un microbioma más parecido que entre dos personas de diferentes familias. La asociación existe incluso entre los miembros de la misma clase escolar, un hallazgo que hace que los autores postulen que compartir el mismo entorno, aunque sea unas horas al día, puede afectar significativamente al microbioma oral.

Los resultados, que son el primer estudio de los cambios de la diversidad del microbioma oral con la edad, podrían acelerar el desarrollo de técnicas que usen la saliva para informar sobre el estado de salud de las personas.

«La salud bucal está conectada con todo el cuerpo humano. Por esta razón, la saliva contiene mucha información útil que puede proporcionar información complementaria a otras analíticas como las de sangre. Los resultados de ‘Saca la Lengua’ proporcionan un diccionario que ayuda a interpretar el lenguaje del microbioma oral de tal manera que, puede que un día, la muestra de saliva sea tan rutinaria como los análisis de sangre u orina» afirma el Profesor de Investigación ICREA Toni Gabaldón, responsable científico del proyecto ‘Saca la Lengua’, y actualmente jefe de grupo en el Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) y el Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS).

El estudio ha descubierto que las personas con enfermedades crónicas como la fibrosis quística o en síndromes como el síndrome de Down tienen un microbioma oral diferente y característico. Las diferencias encontradas tienen relación con problemas específicos en estas personas. Por ejemplo, una mayor presencia de especies asociadas a periodontitis en personas con síndrome de Down, y una mayor presencia de patógenos oportunistas de las vías respiratorias en personas con fibrosis quística. Un mayor conocimiento del microbioma oral en estas personas allana el camino para tratamientos específicos que reduzcan estos riesgos, y que podrían consistir en pre- o probióticos específicamente diseñados con este fin.

‘Saca la Lengua’ es un proyecto de ciencia ciudadana impulsado por el Centro de Regulación Genómica y la Fundación ”la Caixa” que tenía como objetivo descubrir la variedad de microorganismos que viven en nuestra boca. La primera edición del proyecto fue lanzada en 2015 con el objetivo de determinar la relación del microbioma oral con las características ambientales y/o de estilo de vida entre adolescentes.

Tras el éxito del primer proyecto, en 2017 se lanzó la segunda edición de ‘Saca la Lengua’ con el objetivo de ampliar el primer retrato del microbioma oral con datos de otros grupos de edad o de pacientes de ciertas enfermedades como la celiaquía, la fibrosis quística, o en síndromes como el síndrome de Down.

El equipo científico de ‘Saca la Lengua’ visitó más de 30 centros educativos y centros cívicos en varias ciudades del territorio español. El equipo habilitó una furgoneta con los equipos necesarios para el procesamiento inicial de las muestras de saliva, recorriendo más de 7.000 kilómetros entre Barcelona, las Islas Baleares, la Comunidad Valenciana, Murcia, Andalucía, Madrid, Galicia, País Vasco y Aragón.

«Este se planteó desde un principio como un proyecto participativo, en el que la ciudadanía podía contribuir no solo con una muestra de saliva, sino también con las preguntas que debíamos explorar y la priorización de los datos a analizar» afirma la Dra. Elisabetta Broglio, Coordinadora de Ciencia Ciudadana en el CRG. «Entre asociaciones de pacientes, bares, museos, escuelas, centros cívicos y aulas de la tercera edad, todos se volcaron para formar parte del estudio. Sin esta participación masiva hubiera sido imposible conseguir unos resultados con este nivel de resolución.»

Fuente: BioTech

RESUCITA UNA ESPECIE DE CORAL PERDIDA DURANTE MEDIO SIGLO

Investigadores de la Universidad de Curtin han hecho el alentador descubrimiento de una especie de coral 'perdida' que había estado oculta durante más de 50 años.

Con aproximadamente un tercio de los corales del mundo actualmente en peligro de extinción debido al cambio climático, científicos encontraron que el coral Plesiastrea versipora, que está muy extendido en el Océano Indo-Pacífico, en realidad escondía una segunda especie críptica.

La especie P. peroni se describió hace unos 200 años, sin embargo, con el paso del tiempo, los taxónomos la agruparon con P. versipora, pero ahora hemos resucitado la especie anterior, que había estado oculta durante más de medio siglo".

Recorrieron 200 años de literatura histórica y moderna para comprender primero las características morfológicas más grandes de P. versipora, que se describió por primera vez como una sola especie en 1816. Al bucear en varios sitios alrededor de Australia y el Indo-Pacífico, recolectaron muestras, que usaron para estudiar la micromorfología y la microestructura del esqueleto de coral para identificar aún más sus características intrincadas únicas.

Después de llevar a cabo la secuenciación genética, encontraron que esta especie de coral en realidad contenía una segunda especie críptica, a la que llamamon P. peroni, y se encuentra al norte del Trópico de Capricornio en Australia y en todo el Indo-Pacífico. 

Ser capaz de identificar con precisión las especies es fundamental para la investigación ecológica de calidad y la toma de decisiones de conservación, por lo que este estudio permitirá a los ecólogos y biólogos de coral saber en qué especies de Plesiastrea están trabajando.

Juszkiewicz dijo que el descubrimiento de una nueva especie ayudó a la conservación de la biodiversidad y ayudó a prevenir la pérdida de diversidad de especies. Con el impacto cada vez mayor del cambio climático en el medio ambiente marino, nunca ha sido más importante comprender las especies de coral y dónde se encuentran".

"No podemos proteger a las especies si no conocemos su existencia o su rango geográfico actual, por lo que este estudio es un paso para lograrlo. Con muchas especies de vida marina y terrestre amenazadas por el cambio climático provocado por el hombre, este estudio refuerza nuestra comprensión del árbol de la vida y destaca la importancia de los proyectos de taxonomía que nos ayudan a comprender los organismos que existen en nuestro planeta, cómo se todos están relacionados y cómo protegerlos mejor".

Fuente: Europa Press

NUEVO MÉTODO QUE DESCRIBE LA EVOLUCIÓN DE LA BACTERIA DE LA TUBERCULOSIS

Un grupo de investigación del Instituto de Biomedicina de Valencia (IBV), del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha realizado el estudio más completo hasta la fecha de la evolución del grupo de bacterias patógenas que causa la tuberculosis, la enfermedad infecciosa más mortal en el mundo hasta la aparición de la covid-19. Utilizando un nuevo método, el equipo científico comprobó que al menos la mitad de los 4.000 genes del complejo Mycobacterium tuberculosis (MTBC) presentan mutaciones como respuesta a cambios en la presión de selección que ejerce el hospedador durante la infección o a los antibióticos. Los resultados se publican en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

El complejo de Mycobacterium tuberculosis (MTBC) comprende un grupo de bacterias patógenas que provocan la enfermedad de la tuberculosis en humanos y otros mamíferos. Tiene alrededor de 4.000 genes, de los cuales se conoce la función de menos de la mitad. De las formas que afectan a los humanos hay nueve ‘familias’ principales que divergieron de un ancestro común y se diversificaron en diferentes regiones del mundo. Se calcula que una cuarta parte de la población mundial está infectada por el bacilo de la tuberculosis sin desarrollar la enfermedad, lo que se conoce como tuberculosis latente.

El grupo de investigación del IBV-CSIC liderado por Iñaki Comas y Álvaro Chiner ha desarrollado una metodología nueva que permite estudiar la evolución de la mayor parte de estos 4.000 genes en respuesta a distintas presiones de selección externas desde que el bacilo de la tuberculosis comenzó a infectar humanos y otros mamíferos. “Hemos visto que al menos la mitad de los genes del MTBC ha estado, en algún punto de su trayectoria evolutiva, bajo selección positiva. Esto significa que han acumulado mutaciones y cambios como mecanismo de adaptación”, explica Álvaro Chiner Oms, el autor principal de este trabajo.

En los estudios anteriores apenas se había documentado este fenómeno en un 10% del genoma. “Entre estos genes tenemos, por ejemplo, genes de los llamados ‘sistemas de dos componentes’, que regulan la interacción entre el patógeno y su hospedador”, recuerda Chiner. “También encontramos epítopos, regiones reconocidas por el sistema inmunitario del hospedador humano, bajo selección positiva en el pasado, pero muy conservados en las cepas actuales”, resume el investigador. Para llevar a cabo este estudio se analizaron 9.000 cepas del complejo MTBC obtenidas en distintas partes del mundo.
Identificar genes causantes de la resistencia a antibióticos.

Además, el equipo del IBV ha identificado genes del complejo MTBC que acumulan mutaciones procedentes de tratamientos con antibióticos de segunda línea, aquellos que se usan cuando el procedimiento prescrito en la literatura médica no funciona. “Esto nos permite identificar potenciales determinantes de resistencia a antibióticos en pacientes que tienen infecciones multirresistentes a antibióticos”, señala Iñaki Comas. De hecho, un trabajo de la Universidad de Harvard aún no revisado por pares corrobora el efecto de uno de los candidatos propuestos, tanto en la asociación a multirresistencias como a la probabilidad de fallo de los tratamientos.

La principal ventaja de esta metodología es que permite discriminar variaciones históricas sufridas por un patógeno e identificar los genes involucrados con gran precisión, lo que permitiría comprobar si algunos genes evolucionan en respuesta a condiciones concretas. Por ejemplo, la introducción de los antibióticos a partir de la segunda mitad del siglo XX provocó un cambio en la trayectoria evolutiva de los genes implicados en la resistencia a este tratamiento, cambio que ahora se puede medir. “Hasta ahora, las aproximaciones que utilizábamos no nos permitían discriminar el efecto de estas presiones de selección históricas”, asegura Chiner.

En 2020, 1,5 millones de personas murieron de tuberculosis, y casi 10 millones la contrajeron. Esta enfermedad, causada por la transmisión de la bacteria Mycobacterium tuberculosis (MTBC), es curable y prevenible, y su erradicación es uno de los Objetivos de Desarrollo Sostenible establecidos por Naciones Unidas para 2030. El IBV-CSIC desarrolla varios proyectos para estudiar la bacteria causante de esta enfermedad, entre ellos el proyecto europeo TB-Reconnect, una Consolidator Grant del European Research Council liderada por Iñaki Comas. Además, la tuberculosis es uno de los focos de la PTI Salud Global del CSIC junto con otros retos infecciosos de impacto global como la covid-19 o la resistencia a antibióticos.

Fuentes: CSIC

REVELAN LA ESTRUCTURA Y EL MECANISMO DE LA PROTEÍNA ALFA-2MACROGLOBULINA

Un trabajo conjunto del Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB) y del Centro Nacional de Biotecnología (CNB), ambos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), detalla a nivel molecular el mecanismo que utiliza la molécula alfa2-macroglobulina humana (hA2M) para inhibir muchos tipos de endopeptidasas, unas enzimas que cortan otras proteínas y péptidos. Este peculiar mecanismo permite la inhibición de diferentes clases de endopeptidasas y los investigadores lo comparan de forma gráfica con una trampa de planta carnívora.

Los resultados, publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), son el resultado de nueve años de trabajo con técnicas avanzadas de criomicroscopía electrónica por parte de los equipos liderados por F. Xavier Gomis-Rüth, del IBMB-CSIC, y José R. Castón, del CNB-CSIC, en colaboración con la Unidad de Microscopía Electrónica del Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) y la Universidad de Leeds (Inglaterra).

La hA2M es una proteína muy abundante en el plasma sanguíneo humano que actúa como inhibidor de endopeptidasas (moléculas que degradan proteínas en procesos como la digestión o la señalización celular) y tiene otras funciones relevantes, como la respuesta inmune innata, la homeostasis (el equilibrio interno del organismo) y la defensa frente a patógenos. Su mal funcionamiento está relacionado con enfermedades como el Alzheimer, diabetes, progresión y crecimiento de tumores y enfermedades inflamatorias o cardiovasculares. Sin embargo, a pesar de un meticuloso análisis bioquímico durante más de 75 años, su estructura molecular no se había caracterizado hasta ahora.

Normalmente, los inhibidores de endopeptidasas funcionan con mecanismos del tipo 'llave-y-cerradura’, receptores moleculares que reconocen y se ensamblan de forma muy específica, lo que hace que “un inhibidor solo actúe frente a una o unas pocas endopeptidasas muy concretas”. Tal y como explica Gomis-Rüth, del IBMB-CSIC, la peculiaridad de la hA2M es que “puede inhibir muchas clases de endopeptidasas de manera inespecífica”.

Castón, investigador del CNB-CSIC, destaca la peculiaridad de hA2M que “toma las proteínas que debe inactivar mediante un mecanismo de ‘trampa’, comparable al de las plantas carnívoras: cuando un insecto toca un ‘gatillo’ en el fondo de la planta abierta, se dispara un mecanismo de cierre que atrapa la presa.” De modo similar, cuando una endopeptidasa entra en la hA2M, se dispara “una reordenación ultrarrápida de su estructura de tetrámero, que da lugar a un tetrámero cerrado: una especie de jaula de la cual la endopeptidasa, como si fuera una presa, no puede escapar”.

Daniel Luque, científico del ISCIII concluye: “en este proceso también se exponen en la superficie segmentos de la molécula que están escondidos en la forma abierta, de forma que el complejo formado por hA2M y su diana puede ser reconocido por las células que se encargarán de eliminarlo de la circulación sanguínea”.

“Es así como la hA2M actúa como un cazador dentro del torrente sanguíneo en busca de peptidasas que hayan terminado sus funciones biológicas y deban eliminarse”, explican los investigadores.

Fuentes: BioTech

DESARROLLAN UN CHUPETE BIOELECTRÓNICO PARA MONITOREAR LA SALUD DE LOS BEBÉS EN LOS HOSPITALES

Un equipo de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Computación de la Universidad Estatal de Washington (Estados Unidos) ha desarrollado un chupete bioelectrónico capaz de monitorizar el estado de la sangre de los bebés en las Unidades de Ciudados Intensivos para Recién Nacidos (NICU, por sus siglas en inglés).

Con este dispositivo electrónico e inalámbrico se pueden controlar los electrolitos salivales de los neonatos, así como detectar sus niveles de sodio y potasio en tiempo real sin recurrir a procedimientos como de extracción de sangre.

Según se indica en la revista universitaria Biosensors and Bioelectronics, este chupete inteligente evitaría métodos invasivos para los recién nacidos y proporcionaría una atención hospitalaria extra a bebés prematuros o con otros problemas de salud.

En primer lugar, ha recordado que el objetivo principal de este proyecto de desarrollo de chupetes bioelectrónicos se centra en eliminar todos los cables que habitualmente rodean a los bebés recién nacidos y prematuros en las NICU.

"A menudo vemos imágenes donde los bebés están conectados a un montón de cables para controlar sus condiciones de salud, como la frecuencia cardíaca la respiratoria, la temperatura corporal y la presión arterial. Queremos deshacernos de esos cables", ha manifestado. Asimismo, el docente ha indicado que las extracciones de sangre no solo pueden ser potencialmente dolorosas para los recién nacidos, sino que en ellas se recopila información aleatoria, debido a que se realizan en tramos concretos (por la mañana y por la noche) y no de forma constante.

Para poder ofrecer datos detallados sobre el estado del bebé, este chupete bioelectrónico presenta un sistema que se incorpora a un chupete normal y va tomando muestras de la saliva del bebé a través de canales de microfluidos. De ese modo, siempre que el bebé tenga el chupete puesto, se va recopilando información a través de estos canales, por lo que el dispositivo no requiere ningún tipo de sistema de bombeo y funciona de manera autónoma. 

Además, estos canales microfluídicos integran una serie de sensores selectivos que miden las concentraciones de iones de sodio y potasio en la saliva de los bebés.

Una vez el dispositivo recopila toda esta información acerca de los pacientes, la transmite de forma inalámbrica a un dispositivo electrónico, a través de Bluetooth.

De este modo, el equipo médico que esté al cuidado del recién nacido podrá conocer en todo momento cuál es el estado de salud de los bebés hospitalizados, sin extracciones de sangre ni otros métodos invasivos.

Por el momento, el equipo de investigadores que ha desarrollado este dispositivo inteligente está trabajando en conseguir componentes más asequibles y que se puedan reciclar. Una vez los consiga, planea desarrollar un prototipo más grande del chupete bioelectrónico para probarlo en otros pacientes de mayor edad.

Fuente: Europa Press