martes, 6 de marzo de 2012

Adaptaciones Osmoreguladoras de los Organismos Migradores:


Tenemos el caso de los salmones y truchas que son peces Anadromos que se reproducen en agua dulce y crecen en el mar para posteriormente retornar para reproducirse en el rio. También está el caso de las anguilas que son peces Catádromos con una reproducción en el mar y que van al agua dulce para crecer.
En el Mar de los Sargazos (zona de reproducción de anguilas) se observa que no es lo mismo el caso de las anguilas americanas que las europeas, diferenciadas entre ellas porque del mar de los Sargazos, unas van hacia América y las otras a las costas europeas, debido a la distancia que recorren: la Europea nada durante muchos meses y es eurihalina semanas antes de entrar en el rio, mientras que la americana se pasa muy rápido pudiendo morir si no entra pronto en el rio.
El paso de agua dulce a marino implica:

  1. Inhibición de la captación de NaCl.
  2. Entra Na+ en el cuerpo aumentando su concentración en plasma, lo que provoca una estimulación del corticol y de la hormona del crecimiento del plasma dando   variaciones en el número de branquias.
  3. Modificación renal y branquial que aumentan ante el cambio del medio, pero no de forma brusca.
  4. Las hormonas aumentan el número de células de cloro y cambian la estructura de la membrana basolateral con una mayor cantidad de pliegues.
  5. Aumenta la actividad de la ATPasa sodio/potasio, y la secreción de NaCl.
  6. La concentración de sodio en plasma retorna a la normalidad.
 El paso de agua del mar a agua dulce:
  1. El epitelio se hace más impermeable para evitar la salida de NaCl.
  2. Aumenta la prolactina en plasma.
  3. Disminuye el número de células de Cloruro en membrana apical.
  4. Disminuyen las ATPasas.
  5. Se capta sodio por ATPasas.
  6. Más orina.

domingo, 4 de marzo de 2012

El mayor satélite de observación de la Tierra cumple diez años


Desde que el de 1 de marzo 2002 fue lanzado al espacio, ha vigilado permanentemente el planeta. Envisat, el mayor y más sofisticado satélite de observación de la Tierra lanzado por Europa, al espacio por el sector aeroespacial europeo, observa y monitoriza de forma continua la superficie de la tierra, la atmósfera, los océanos y los campos de hielo.
Durante esta década, se han publicado más de 2.000 artículos científicos basados en sus resultados, según recuerda la Agencia Espacial Europea (ESA) en su página web.
El satélite, un dispositivo de 8,2 toneladas de peso y 25 metros de largo por 10 de ancho que se lanzó en un cohete Ariane 5 desde el Centro Espacial Europeo de Kurú (Guayana francesa) situado a 800 kilómetros de altitud, completa cada órbita en 100 minutos a una velocidad superior a 7 kilómetros por segundo.
Diez instrumentos
En su interior transporta diez sofisticados instrumentos ópticos y de radar que aportan preciada información sobre el funcionamiento de la Tierra.
Entre estos dispositivos destaca el Radar Avanzado de Apertura Sintética, ASAR, que opera día y noche gracias a su capacidad de observar la superficie del planeta a través de la cobertura de nubes o en la oscuridad. Se trata de una herramienta particularmente útil para monitorizar la evolución de las regiones polares, que permanecen sumidas en la oscuridad durante meses y en las que el mal tiempo es algo habitual. El verano pasado, por ejemplo, ASAR detectó que la extensión del hielo marino que flota sobre el Ártico había alcanzado un mínimo histórico.
El análisis del color de los océanos y la cobertura del terreno es posible gracias al espectrómetro MERIS. Gracias a sus imágenes se generan mapas de alta resolución de la cobertura del terreno a escala global, dentro del proyecto GlobCover. Estos mapas resultan de gran utilidad para evaluar los efectos del cambio climático, para ayudar en los esfuerzos de protección de la biodiversidad y para mejorar la gestión de los recursos naturales.
El seísmo que provocó el 'tsunami' de Japón en 2011 "se propagó hasta la Antártida e hizo que varios bloques de hielo colapsaran", recuerda Henri Laur el experto de la Agencia Espacial Europea (ESA) a cargo de la misión Envisat. Por ello resulta "muy útil para estudiar el funcionamiento de los terremotos".
Envisat, que completó en septiembre de 2010 su giro número 50.000 alrededor de la Tierra y acumula más de 2.250.000 kilómetros recorridos desde su lanzamiento, fue uno de los primeros satélites de la ESA con una considerable participación española.
Las firmas Casa Espacio, Crisa y Sener, entre otras, diseñaron parte de los componentes de un dispositivo cuya construcción y desarrollo corrió a cargo de Astrium, principal artífice de la joya de un programa científico de 3.200 millones de euros (2.752 millones de dólares entonces) en el que participaron 14 países europeos.
Ha doblado su vida útil
Una década después, el satélite ha doblado su vida útil, pues se concibió para operar sólo durante cinco años. Pero goza aún de buena salud y podría seguir operativo incluso más tiempo del que lleva en órbita, si fuera necesario, apuntan desde la ESA.
Sin embargo, no hará falta, pues la Agencia Espacial Europea y la Comisión Europea ya han acordado que siga en funcionamiento hasta que en 2013 la nueva generación de satélites de observación de la Tierra, los Sentinel, puedan tomar el relevo del pionero Envisat

Judith Tobeñas

Un nuevo método para encontrar vida en otros planetas


La técnica, en la que han participado científicos de Canarias, permite descubrir si la vida vegetal más simple se encuentra en otro lugar del Universo

A partir de la observación de la Luna, astrónomos del Observatorio Europeo Austral (ESO) han encontrado evidencias de vida en el Universo... concretamente en la Tierra. Encontrar vida en nuestro planeta puede parecer una observación trivial, pero el nuevo enfoque de este equipo internacional de científicos, entre los que participan astrónomos canarios, puede llevar a futuros descubrimientos de vida en otros lugares del Universo. El trabajo se describe en un artículo que aparece publicado en la revista Nature.
«Utilizamos un truco llamado observación earthshine (en inglés, brillo de la Tierra) para mirar la Tierra como si fuera un exoplaneta», explica Michael Sterzik, autor principal de la investigación. «El Sol brilla sobre la Tierra y esa luz se refleja de nuevo sobre la superficie de la Luna. La superficie lunar actúa como un enorme espejo».
Los astrónomos analizan la débil luz reflejada por la Tierra buscando indicadores, como ciertas combinaciones de gases en la atmósfera de la Tierra, los delatores de la presencia de vida orgánica. Este método hace de la Tierra un punto de referencia para la futura búsqueda de vida en planetas más allá del Sistema Solar.
Las huellas de vida, o biomarcadores, son difíciles de encontrar con métodos convencionales, pero el equipo ha sido pionero al aplicar un nuevo enfoque más sensible. En lugar de limitarse a observar cuán brillante es la luz reflejada en diferentes colores, también observan la polarización de la luz, una técnica denominada espectropolarimetría. Aplicando esta técnica al brillo de la Tierra observado con el VLT, pueden verse con claridad los biomarcadores en la luz reflejada desde la Tierra.
Stefano Bagnulo (Observatorio de Armagh, Irlanda del Norte, Reino Unido), coautor de este estudio, explica las ventajas: «La luz de un exoplaneta distante es difícil de ver debido al brillo de la estrella anfitriona, con lo cual es muy difícil analizarla; casi tan complicado como intentar estudiar un grano de polvo junto una potente bombilla. Pero la luz reflejada por un planeta se polariza, mientras que la de la estrella no. Por tanto, las técnicas polarimétricas nos ayudan a capturar la débil luz reflejada de un exoplaneta proveniente de su deslumbrante estrella».
El equipo estudió tanto el color como el grado de polarización de la luz de la Tierra tras ser reflejada por la Luna, como si la luz viniera de un exoplaneta. Consiguieron deducir que la atmósfera de la Tierra es parcialmente nubosa, que parte de su superficie está cubierta de océanos, y que —y esto resulta crucial— hay vegetación. Pudieron incluso detectar cambios en la cobertura de nubes y en la cantidad de vegetación en diferentes momentos, dado que la luz reflejada por la Luna provenía de diferentes partes de la Tierra.
«Encontrar vida fuera del Sistema Solar depende de dos cosas: en primer lugar, de que esa vida exista y, en segundo, de que contemos con la suficiente capacidad técnica para detectarla», añade Enric Palle, del Instituto de Astrofísica de Canarias. «Este trabajo es un paso adelante en el camino para alcanzar esas capacidades».
«La Espectropolarimetría puede, en última instancia, decirnos si la vida vegetal más simple —basada en procesos de fotosíntesis— ha emergido en algún otro lugar del Universo», concluye Sterzik. «Pero, por supuesto, no estamos buscando pequeños seres verdes ni evidencias de vida inteligente».
La próxima generación de telescopios, como el E-ELT (European Extremely Large Telescope), podría ser capaz de darnos la extraordinaria noticia de que la Tierra no está sola como portadora de vida en el Universo

Judith Tobeñas

Ötzi, el «hombre de hielo» que sobrevivió a su destino

Hoy se cumplen 20 años del descubrimiento en los Alpes italianos de la momia más antigua del mundo. Aseteado a traición, los restos de este cazador de hace 5.000 años todavía guardan algunos secretos
Sabemos muchas cosas sobre él, aunque vivió hace unos 5.300 años y, como es lógico, jamás pudo escribir su historia. El hielo lo hizo por él. Ötzi era un cazador prehistórico, tal vez también pastor y pescador, que falleció desangrado a una edad estimada de 45 años después de que una flecha atravesara su cuerpo por la espalda, y, de remate, recibiera un fuerte golpetazo en la cabeza. Así se quedó, tendido en el hielo, a 3.210 metros de altitud en el glacial italiano Schnal Valle, en los Alpes orientales, donde fue descubierto por un matrimonio alemán tal día como hoy, 19 de septiembre, hace ahora 20 años. Ötzi es la momia humana más antigua del mundo y ha acaparado la atención de cientos de investigadores. Puede que solo fuera un simple arquero, pero su historia, con un crimen a traición como final, es apasionante.
De Ötzi, como habíamos comenzado estas líneas, sabemos muchas cosas. Incluso que tenía la tripa llena cuando murió (de cabra salvaje). Su aspecto físico fue recreado este mismo año por los hermanos Alfonso y Adrie Kennis, artistas holandeses especializados en paleontología que también han dado forma a los homínidos de Atapuerca. Para su propósito utilizaron tomografías, infrarrojos e imágenes en 3D. Por ellos sabemos que tenía los ojos marrones y hundidos y un rostro delgado surcado de arrugas que le hacía parecer un anciano. Era poca cosa. Pesaba 45 kilos y no superaba el 1,60 de altura.
Tres heridas en su cuerpo
Los científicos que analizaron a la momia encontraron tres heridas en su cuerpo excelentemente conservado: una flecha incrustada en la axila izquierda, un golpe en la espalda propinado con un objeto afilado y un corte en la mano derecha. Estaba vestido con pieles de cabra, botas y de piel de oso y ciervo rellenas de hierba y un gorro de oso. Además, llevaba atada a su cintura una bolsa con yesca y pirita para hacer fuego. Junto a su cadáver apareció un hacha de cobre, flechas y un arco de madera, entre otros enseres. Probablemente huía en el momento en que le llegó la muerte.
Ötzi también ha sido motivo de disputas. Durante años, Austria e Italia pelearon por la momia (había aparecido cerca de la frontera alemana), pero finalmente recibió la «nacionalidad» italiana. En 1998, la momia fue trasladada de Innsbruck a Bolzano, donde reposa en un congelador del Museo Arqueológico, a menos de seis grados Celsius. Aún más tiempo duró el proceso entre Italia y los descubridores alemanes, que pedían algo más que un reconocimiento financiero. La disputa jurídica terminó hace dos años después de que el matrimonio alemán se llevara una recompensa de más de 150.000 euros.

Pero no todo se sabe del hombre de hielo y todavía algunos misterios se ciernen sobre la momia. ¿De quién huía? ¿Quién cometió este crimen primitivo? ¿Tuvo descendientes? ¿Sufría enfermedades que también padece el hombre actual? Los científicos han descifrado el 95% de su ADN y es posible que pronto puedan responder a algunas de estas preguntas

Judith Tobeñas

Sí, el cielo se desploma sobre nuestras cabezas


Un satélite de la NASA descubre que las nubes están hasta 40 metros más bajas que hace una década, lo que puede tener importantes implicaciones en el clima mundial

En efecto, el ancestral miedo de que el cielo se desplome sobre nuestras cabezas se está haciendo realidad. Pero, por supuesto, no es exactamente el cielo lo que cae, sino las nubes. Un satélite de la NASA ha descubierto que las nubes de la Tierra están cada vez más bajas. En concreto, han perdido un 1% de su altura -de 30 a 40 metros- a lo largo de la última década. Este fenómeno tiene implicaciones potenciales para el clima mundial en el futuro. Según los científicos, de continuar este proceso, nuestro planeta podría enfriarse de manera más eficiente, reduciendo la temperatura de la superficie del planeta y «ralentizando potencialmente los efectos del calentamiento global».
Científicos de la Universidad de Auckland en Nueva Zelanda analizaron mediciones de la altura de las nubes tomadas durante diez años (de marzo de 2000 a febrero de 2010) por instrumentos de la nave espacial Terra de la NASA. El estudio, publicado recientemente en la revista Geophysical Research Letters, revela una tendencia general a la disminución de altura de las nubes. El promedio se redujo en alrededor de un 1% durante la década, es decir, de 30 a 40 metros. La mayor parte de la reducción se debió a un menor número de nubes que se producen a gran altura.
El investigador principal, Roger Davies, explica que si bien el registro es demasiado pequeño para ser definitivo, proporciona un indicio de que algo muy importante podría estar pasando. Aunque es necesario realizar un seguimiento a más largo plazo para determinar la influencia de este proceso en las temperaturas globales.

Enfriamiento

Una reducción constante en la altura de las nubes permitiría a la Tierra enfriarse al espacio de manera más eficiente, reduciendo la temperatura de la superficie del planeta y potencialmente ralentizando los efectos del calentamiento global. Esto puede representar un mecanismo de «retroalimentación negativa», un cambio provocado por el calentamiento global que, por extraño que parezca, ayuda a contrarrestarlo. «No sabemos exactamente lo que hace que las nubes disminuyan de altura», dice Davies. «Pero tiene que ser debido a un cambio en los patrones de circulación que dan lugar a la formación de nubes a gran altura».
La nave Terra seguirá recopilando datos para ver si esta tendencia continúa

Judith Tobeñas

viernes, 2 de marzo de 2012

Osmoregulación en los Teleósteos:


Son de signo opuesto pero con los mismos mecanismos, presentan un líquido 1/3 de sal de la marina que provoca pérdidas de agua y entrada masiva de sales con una piel impermeable aunque en branquias no muy aisladas. Compensan bebiendo agua en el caso de los marinos (no los de agua dulce) y con el agua captan sales (sobretodo los iones monovalentes) y entonces el riñón ha de eliminar el exceso de iones bivalentes y poco de los monovalentes que son expulsados por el órgano extrarenal que está en las Células de Cloruro situadas a nivel branquial y como células aisladas en la base de la superficie respiratoria (células epiteliales superficiales y dirigidas hacia el exterior y con una membrana basolateral en la base del sistema respiratorio y estando muy desarrollada con canalículos y muchas bombas iónicas.
Todos los mecanismos extrarenales son del tipo todo o nada, sólo que mientras hay variaciones funcionan. Los teleósteos de agua dulce presentan un riñón que puede filtrar altas concentraciones aumentando la cantidad de orina aunque muy diluida y se reabsorven todos los iones aunque pierden por branquias y la orina poco concentrada. Se incorporan las sales por la dieta para contrarrestrar las pérdidas pasivas. Aun en ayunas el balance se conserva por captación activa de sales del medio por las células de cloruros aunque esta vez regulan a todas las sales contra gradiente e incluso acusado (caso del calcio). Los teleósteos se agrupan en dos grupos:
  • T. Estenohalinos: tanto de agua dulce como marinos.
  • T. Eurihalinos: de costas y estudarios, organimos migradores presentes en cualquier gradiente osmótico.

jueves, 1 de marzo de 2012

Osmoregulación en Elasmobranquios (Condrictios):


Comprende a los tiburones, rayas y torpedos. Organismos cartilaginosos, casi isosmóticos con el ambiente aunque con ligeras variaciones superior a la ambiental (osmoconformista) y que luchan para evitar el flujo de agua. Se cree que su origen se encuentra en las aguas dulces por  la regulación osmótica tan diferente que presentan. Las sales minerales están a concentración menor que en el agua del mar por lo que se añaden grandes cantidades de sustancia como la   Urea en el líquido interno, superando los niveles tóxicos para otros vertebrados gracias a otras sustancias como las Metilaminas
Presentan una estrategia de Solutos Orgánicos Contrastados que consiste en la modificación de la función celular por el uso de sustancias antagónicas (urea frente a la metilaminas como el óxido de trimetilamina -TMAO-, la sarcosina o la betaína...). En el laboratorio se ha visto que la urea desestabiliza todo el metabolismo aumentando la Km, impidiendo la misma velocidad de reacción enzimática, mientras que el TMAO hace lo mismo pero en sentido contrario (disminuye la Km), al ser estabilizadores de las proteínas, en proporciones determinadas de ambos (como sería 2:1 en el caso urea:TMAO) se mantiene una Km constante pudiendo concentrar mucha cantidad de ambas sustancias. La urea proviene del ciclo del catabolismo proteico y la metilamina por dieta. La piel dura mantiene las sustancias internas y el riñon se encarga de la reabsorción del 95% de ambos materiales a menos que deba diluir y sin pérdidas de ambos por branquias (se desconoce como puede ser).
Son organismos heteroiónicos con una concentración de Na+ que es la mitad de la marina y un nivel similar del cloro marino, por ello presentan un sistema de Osmoregulación por dos órganos:

  • Riñón: Nefronas sin un sistema concentrador, la orina es como máximo de la misma concentración que el liquido del cuerpo/ eliminando una parte del exceso salino por la entrada pasiva de sales y eliminando el exceso de sales  bivalentes (sulfates, magnesio y calcio) al presentar una menor concentración en el mar.
  • Glándula Rectal (Extraneral): Corresponde a un órgano compacto en el recto. Con células epiteliales activas y muy irrigado, con un elevado número de mitocondrias y aumento
    de la superficie con un enorme bombeo iónico (ATPasas) que extraen Na+ al exterior junto al cloro. Es un transporte activo para poder sacar el exceso de sales.

En mamíferos el riñon si que no puede regular los excesos de sale y no requiere de órganos extrarenales.

Nacho Padró