lunes, 19 de abril de 2021

Recuperan ADN nuclear neandertal a partir del sedimento de una cueva de Atapuerca

 En la Cueva Mayor del yacimiento de Atapuerca se encuentran los restos de un gran enterramiento que, ahora, ha permitido conocer al detalle cómo eran los hombre y mujeres que poblaron aquella región burgalesa hace miles de años.

La galería menos conocida de esta cueva es la denominada "Galería de las Estatuas", que recibe su nombre de las grandes estalagmitas que allí se formaron gota a gota hace más de un millón. Estas formaciones calcáreas que aparecían en las descripciones de antiguas profecías, y que también fueron descritas en las crónicas "Descripción de la Cueva llamada de Atapuerca", de los ingenieros Sampayo y Zuanznavar (1868).

Ilustración de la Sala de las Estatuas publicada en "Descripción con planos de la cueva llamada de Atapuerca "(Sampayo y Zuaznávar, 1868).

Ilustración de la Sala de las Estatuas publicada en "Descripción con planos de la cueva llamada de Atapuerca "(Sampayo y Zuaznávar, 1868). 

Ilustración "Descripción con planos de la cueva llamada de Atapuerca" (Sampayo y Zuaznávar, 1868)

En la era de los neandertales la galería se comunicaba con el exterior, pero posteriormente la boca de aquella cavidad quedó sellada, y la cueva se llenó de sedimentos, con lo que los Homo sapiens nunca pudieron acceder a ella.

Sobre aquella antigua morada de nuestra especie humana hermana se formó un suelo estalagmítico conformado por una gruesa plancha de calcita que acabaría sellando para siempre el yacimiento.

Ahora, la cueva vuelve a ser noticia actualmente gracias a un nuevo estudio publicado en la revista Science, en la que un equipo de científicos asegura haber obtenido ADN mitocondrial y ADN nuclear de neandertales a partir de los restos de sedimentos de varias antiguos yacimientos, entre los que se incluye la Galería de las Estatuas de la Cueva Mayor.

Debido a su total aislamiento, los sedimentos del yacimiento de la Galería de las Estatuas han mantenido constantes sus condiciones de humedad y de temperatura y no han sufrido ninguna alteración por agentes naturales o por intervenciones humanas modernas, lo que convierte a este lugar en un lugar ideal para este tipo de estudios.

ADN mitocondrial y nuclear

El ADN mitocondrial, transmitido por vía materna, se encuentra en las mitocondrias, que son unos orgánulos que producen la energía de la célula. Es más fácil secuenciar completo el ADN mitocondrial que el ADN nuclear, pues hay muchas mitocondrias en cada una de las células del cuerpo, y porque su longitud es de solo 16.000 pares de bases (las “letras” de la secuencia de ADN). El ADN nuclear, transmitido por vía paterna, es el de los cromosomas, y únicamente se encuentra en el núcleo celular y es mucho más largo: 3.200 millones de pares de bases. Estas características hacen que el ADN nuclear sea mucho más informativo que el mitocondrial, pero mucho más difícil y costoso de secuenciar.

En una investigación anterior se demostró que era posible recuperar ADN mitocondrial de los sedimentos, pero faltaba conseguirlo con el ADN nuclear.

Marca de corte en una costilla de ciervo con restos de la herramienta de cuarcita que se utilizó para descarnar al animal.

Marca de corte en una costilla de ciervo con restos de la herramienta de cuarcita que se utilizó para descarnar al animal.

© Javier Trueba. Madrid Scientific Films

La temperatura: clave para la conservación

La temperatura es un factor de primer orden en la conservación de la molécula de ADN: a mayor temperatura, mayor degradación de la molécula. Por eso, cuanto más al norte esté el yacimiento, mejor será la conservación. Siberia es el lugar ideal para recuperar ADN antiguo pero, por sus especiales características, la Galería de las Estatuas ofrecía una oportunidad única de obtener ADN procedente del sedimento en una región situada en latitudes templadas y sin degradar.

El equipo de investigadores españoles de Atapuerca, liderado por Juan Luis Arsuaga, director científico del Museo de la Evolución Humana de Burgos, mantiene una estrecha colaboración con Matthias Meyer, investigador senior del grupo de genética evolutiva del Instituto Max Plack de Antropología Evolutiva de Leipzig, Alemania, gracias al cual se han producido importantes hallazgos en el yacimiento de la Sima de los Huesos, donde se encontraron los restos fósiles de Miguelón, el ejemplar más famoso del yacimiento, un Homo heidelbergensis de hace unos 400.000 años, así como otros ejemplares.

En el artículo que se publica en Science, liderado por Benjamin Vernot, del equipo de Matthias Meyer, se informa de la obtención de ADN mitocondrial y ADN nuclear en dos yacimientos de los montes Altai en Siberia (cuevas Denisova y Chagyrscaya), y en la Galería de las Estatuas de la Cueva Mayor. La publicación podría abrir la puerta a futuras investigaciones genéticas sin restos humanos, pues ha demostrado que estos fósiles no son imprescindibles a la hora de identificar a los antiguos pobladores de las cuevas prehistóricas.

El doctor Arsuaga realiza trabajos de exploración en la Cueva de las Estatuas.

El doctor Arsuaga realiza trabajos de exploración en la Cueva de las Estatuas. 

© Javier Trueba - Madrid Scientific Films

Cambios ambientales y ecológicos

¿Qué nos dice el ADN de los neandertales de la Galería de las Estatuas? Los investigadores han recuperado ADN mitocondrial y ADN nuclear de varios individuos, el más antiguo de los cuales corresponde a un varón datado en aproximadamente 110.000 años, aunque se estima que su estirpe se originó antes, hace unos 130.000 años. La fecha que se ha calculado para esa “radiación” (que es como se llama técnicamente a un conjunto de líneas que se separan de un antepasado común) coincide con el inicio del último periodo cálido entre dos glaciaciones, con lo que los científicos concluyen que es posible que tenga alguna relación con los cambios ambientales y ecológicos producidos en aquella época, que se cree pudieron afectar a la evolución de estos antiguos humanos.

Dos linajes diferenciados

Un segundo análisis desveló la existencia de otro grupo de neandertales genéticamente distintos, de los que se han identificado el ADN de cuatro mujeres, las más modernas de las cuales datan de hace unos 80.000 años. El clima ha cambiado para entonces, porque ya había empezado la última glaciación, lo que vuelve a sugerir la posible relación entre el clima y la evolución humana.

Los neandertales de la última glaciación se conocen informalmente como “clásicos”. Son los más estudiados y los que presentan los rasgos más exagerados. Una de sus características diferenciadas es que tuvieron los cerebros más grandes de toda la evolución humana, más grandes incluso que los nuestros.


viernes, 16 de abril de 2021

Arrugas vegetales protectoras

 

Una gota de cera de abeja ha permitido fijar un minisensor al escarabajo de la imagen, que camina por la superficie de una hoja de silicona.
[DE «SPAATIO-TEMPORAL DEVELOPMENT OF CUTICULAR RIDGES ON LEAF SURFACES OF HEVEA BRASILIENSIS ALTERS INSECT ATTACHMENT», MARC THIELEN ET AL EN THE ROYAL SOCIETY OPEN SCIENCE, 4 DE NOVIEMBRE DE 2020]

Las plantas han desarrollado un impresionante arsenal de estrategias para repeler a los insectos voraces. Entre las mejor conocidas destacan las toxinas de sabor repugnante, las resinas pegajosas y las espinas aguzadas. Pero ahora los científicos han descubierto otro ejemplo más: arrugas microscópicas que dificultan la marcha sobre las hojas.

Los pliegues se forman en multitud de cutículas foliares (el recubrimiento que limita la evaporación de agua, canaliza el intercambio gaseoso y protege la planta contra las bacterias y los hongos nocivos). Publicada en Royal Society Open Science, la novedosa investigación describe que, además de la superficie ya de por sí resbalosa de la cutícula, las minúsculas arrugas actúan como elemento disuasorio contra los pequeños intrusos. Muy probablemente estas se hacen más pronunciadas a medida que la hoja madura y la cutícula gana en grosor y extensión.


«Las plantas son unas supervivientes natas», cuenta Dana MacGregor, botánica molecular de Rothamsted Research, en Inglaterra, que no ha participado en el estudio. «Disponen de estrategias refinadas para alterar la anatomía, la bioquímica o la fisiología e impedir que los herbívoros devoren sus hojas. Este es un ejemplo más de cómo modifican su morfología para asegurar la supervivencia.»

Para el experimento, los investigadores crearon réplicas de silicona de hojas del árbol del caucho (Hevea brasiliensis) en diversas etapas de crecimiento. Esto permitió medir los efectos de las propiedades estructurales de la hoja sin el componente deslizante que introduce el recubrimiento ceroso de la cutícula.

Luego pegaron unos sensores minúsculos a los élitros de ocho escarabajos patateros (Leptinotarsa decemlineata) con el fin de medir las fuerzas de tracción durante su marcha por la hoja artificial. Mientras que los intrusos caminaron con facilidad sobre las réplicas de hojas nuevas y lisas, sobre las más maduras, provistas de arrugas, resbalaron.

«Nos sorprendió el modo en que brotaron las arrugas foliares y el notable efecto que tuvieron en el agarre del insecto en las distintas etapas de desarrollo», explica Venkata Surapaneni, biomecánico en la Universidad de Friburgo, en Alemania, y autor principal del estudio. A Surapaneni, que participa en el programa europeo de investigación PlaMatSu, le interesa el desarrollo de polímeros que imiten esas arrugas microscópicas para obtener superficies repelentes a los insectos. También especula con la posibilidad de seleccionar o manipular las plantas para que desarrollen más arrugas, lo que supondría un modo de reducir la aplicación de plaguicidas en la agricultura.

lunes, 12 de abril de 2021

Universo distorsionado: de Euclides a Einstein pasando por Platón

 


¿Cómo detectar lo que no puedes ver, lo que no emite luz de ningún tipo, ni de la que ven nuestros ojos, ni infrarroja, ni rayos-X,...? ¿Cómo detectar la materia oscura pata negra, la exótica, la que nos gusta a los astrofísicos pero nadie encuentra en un laboratorio?

Una respuesta nos la dio un tal Albert Einstein hace más de un siglo, con la llamada Teoría General de la Relatividad. Más de 100 años después, esta teoría va a ser la base de una misión espacial de la Agencia Espacial Europea, la conocida como Euclid. Con este telescopio, y aplicando lo que nos enseñó Einstein, en los próximos años queremos hacer un mapa de gran precisión de toda la materia y energía del universo.

La misión Euclid debe su nombre a uno de los griegos que más influencia tiene aún hoy en nuestra educación y en nuestra mente. Si queremos ir de casa al bar de enfrente, ¡ay esos bares!, ¿cómo pensamos hacerlo?: en línea recta, que es la distancia más corta y la forma más rápida de llegar a encontrarnos con los amigos y tomarnos algo cuanto antes. Dos líneas paralelas nunca se cruzan, eso también nos lo enseñan desde pequeños. Pues bien, esas dos y otras tres afirmaciones son la base de lo que se conocía como geometría a secas durante casi dos milenios, pero hoy llamamos geometría euclidiana. El matemático griego Euclides escribió en su obra “Los elementos” gran parte de las nociones de geometría que tenemos hoy todos en mente, partiendo solo de esas 5 axiomas o afirmaciones preasumidas (por tanto, no probadas) y demostrando, a partir de ellas, por ejemplo, que la suma de los ángulos de un triángulo da 180 grados o el famoso Teorema de Pitágoras. ¿Les suena? Verdades irrefutables, ¿verdad?

Hoy sabemos que la geometría del espacio-tiempo a pequeña escala no es plana, el espacio-tiempo se curva

Llegado el siglo XIX, la geometría sufrió tal revolución que hubo que ponerle un apellido a lo que hasta entonces se había considerado como verdad irrefutable, que pasó a llamarse geometría euclidiana o plana, porque gran parte de lo que describió Euclides se refiere a formas geométricas en un plano, como los triángulos o las líneas paralelas. Aprendemos sobre ello en el colegio.

Hoy sabemos que la geometría del espacio-tiempo a pequeña escala no es plana, el espacio-tiempo se curva. Como consecuencia, los rayos de luz no siguen líneas rectas sino lo que se conoce como geodésicas. Y también como consecuencia, los ángulos de un triángulo no tienen por qué sumar 180 grados. Es fácil de comprobar. Podemos formar un triángulo imaginario “caminando” por la superficie terrestre. Empezamos andando por el ecuador desde, digamos, las cercanías de Macapá, en Brasil, hasta encontrarnos con la costa africana más o menos en Libreville, Gabón. Giramos entonces 90 grados hacia la izquierda y caminamos recto, lo que supone que nos estamos moviendo por un meridiano hacia el Norte. Llegamos a Europa, pasaremos cerca de Milán, Italia, y siguiendo con nuestro paseo imaginario llegaremos al Polo Norte. Ahí giramos unos 96 grados a la izquierda (hacia las 8, dirían en las películas) y caminamos en línea recta de nuevo, siguiendo otro meridiano que nos llevará de vuelta a América del Sur, pasando cerca de Medellín, Colombia. Cuando nos encontremos con el ecuador, giramos a la izquierda de nuevo 90 grados y llegamos al mismo sitio de nuestro comienzo de viaje. Hemos formado un triángulo sobre la superficie terrestre. Y los ángulos suman 273 grados, nada de 180 grados. La superficie de la Tierra no es plana, es un ejemplo de que hay más geometrías posibles que la euclidiana y lo mismo podría pasar con el universo, pero en 3 dimensiones espaciales y una temporal.

Volvemos a la misión Euclid. Y apelamos a otro filósofo: Platón. Es famosa la alegoría en la que unos prisioneros encerrados desde nacimiento en una caverna solo tienen información del exterior a través de las sombras que se proyectan en la pared, deformadas y con una apariencia en gran parte debida a una hoguera que proyecta su luz sobre los objetos reales. Nosotros también somos prisioneros desde nacimiento, no sabemos cómo es en detalle el universo, e intentamos conocerlo por medio de la luz que nos llega de las galaxias. Los rayos de luz provenientes de galaxias distantes tienen que atravesar un espacio-tiempo curvado por la materia que se encuentra en el camino. El resultado cuando recolectamos los fotones de esas galaxias distantes con nuestros telescopios es que vemos las galaxias deformadas, no como son en realidad. Podríamos comparar este fenómeno con una fuente llena de agua, con monedas desperdigadas por su fondo, como si fuera la Fontana de Trevi (¡más recuerdos de esos viajes!; ¡y de cuando se podían tirar monedas a la Fontana!). Si el agua se mueve, por muy transparente que sea, veremos las monedas deformadas.

El Euclid pretende hacer un mapa de toda la materia y energía que compone el universo, tanto la visible como la que no emite ni interacciona con los fotones

Aquí es donde entra en juego el poder de la física y la matemática de la Teoría de Einstein. Estudiando las deformaciones de las galaxias podemos conocer el contenido de materia (y energía) del universo, que es el responsable de la curvatura del espacio-tiempo y la consecuente deformación de la imagen de las galaxias. La cosa sería más fácil conceptualmente si supiéramos cómo son las galaxias en realidad, si alguien pudiera salir de la cueva de los prisioneros y ver la realidad tal y como es. Eso no es posible, estrictamente hablando. Además, las distorsiones que se forman en la imagen de las galaxias son extremadamente pequeñas, las monedas prácticamente se ven igual en la analogía de la fuente. Y, por si fuera poco, las galaxias han ido evolucionando en forma (¡cómo las monedas!). Estudiando el mayor número de galaxias posibles, en todas las direcciones que podamos, a distintas distancias, lo que pretende Euclid es hacer un mapa de toda la materia y energía que compone el universo, tanto la visible como la oscura pata negra, la que no emite ni interacciona con los fotones, no podemos ver, ¡ni hemos detectado directamente nunca pero es la más abundante del universo!, pero curva el espacio-tiempo.

Euclid se lanzará el año que viene, si todo va bien, y estará tomando datos durante más de un lustro. Cuando acabe su misión tendremos un mejor conocimiento de los componentes del cosmos y cuán euclidiano o curvo es el universo a pequeña y gran escala. Euclid será como el prisionero que sale de la cueva y luego vuelve a contar a los demás cómo es verdaderamente la realidad. Espero que no reneguemos de sus descubrimientos y le matemos, aunque el negacionismo (y el efecto Dunning-Kruger) está de moda.

Pablo G. Pérez González es investigador del Centro de Astrobiología, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA)

Vacío Cósmico es una sección en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista científico sino también filosófico, social y económico. El nombre “vacío cósmico” hace referencia al hecho de que el universo es y está, en su mayor parte, vacío, con menos de 1 átomo por metro cúbico, a pesar de que en nuestro entorno, paradójicamente, hay quintillones de átomos por metro cúbico, lo que invita a una reflexión sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La sección la integran Pablo G. Pérez González, investigador del Centro de Astrobiología; Patricia Sánchez Blázquez, profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM); y Eva Villaver, investigadora del Centro de Astrobiología

Los golpes de pecho de los gorilas transmiten valiosa información

 Cuando un gran macho de espalda plateada se golpea el pecho, el sonido viaja a través de la espesura del bosque con un mensaje: “soy un macho dominante, estoy fuerte; si buscas pelea, aquí me tienes”. Al escuchar este tamborileo rápido que producen sus puños golpeando contra su caja torácica, el resto de gorilas de la zona reconocerán al individuo y sabrán a qué distancia está, mientras que los posibles machos más jóvenes sabrán también qué tamaño tiene el emisor del mensaje y si conviene mantenerse a distancia.

Aunque la dinámica es bien conocida por los primatólogos desde hace décadas, el equipo de Edward Wright lo acaba de poner a prueba analizando las propiedades de este sonido y estudiando su papel en la comunicación entre estos animales. En un trabajo publicado este jueves en la revista Scientific Reports, el equipo de Wright desglosa los datos obtenidos tras observar y grabar a 25 gorilas de espalda plateada en el parque nacional de los Volcanes, en Ruanda, entre enero de 2014 y julio de 2016. Los autores del trabajo establecieron el tamaño de cada individuo a partir de fotografías, midiendo la distancia entre los omoplatos y obtuvieron grabaciones de 36 episodios de golpeo de pecho de seis individuos.

Gorilas ‘engorilados’

A partir de estas grabaciones los científicos analizaron la frecuencia de los sonidos y comprobaron que los machos de mayor tamaño emitían frecuencias considerablemente más bajas que los machos más pequeños. Estos individuos más grandes, según los autores, pueden tener mayores cavidades de aire cerca de la laringe, lo que podría contribuir a producir sonidos más graves. También se observaron variaciones en la duración y el número de golpeos producidos por diferentes gorilas, un factor que es independiente del tamaño y que podría contribuir a establecer el sonido personal de cada individuo que permite al resto del grupo reconocerlo.

Los machos de mayor tamaño emitían frecuencias considerablemente más bajas que los machos más pequeños

A partir de estos datos, los investigadores creen que esta señales no vocales son una vía de comunicación rápida en un entorno donde la espesura del bosque dificulta el contacto visual e interpretan que los gorilas de montaña utilizan este sistema para tomar decisiones respecto al apareamiento o la lucha con otros competidores. “Los gorilas macho se golpean el pecho una vez cada veinte horas de observación, pero pueden hacerlo cada pocos minutos cuando hay una interacción entre dos grupos de gorilas”, asegura Jordi Galbany, investigador de la Universidad de Barcelona que ha participado en el estudio, quien añade que también ha comprobado que este comportamiento es más frecuente los días en que hay alguna hembra del grupo en periodo de celo.  

Los resultados del estudio enfatizan el potencial de las señales no vocales como vehículo de transmisión de información relevante para los grandes simios. "Otras especies de grandes simios también pueden llegar a comunicarse a distancia mediante señales acústicas no vocales, como los chimpancés, que utilizan los contrafuertes de los árboles como tambor, y emiten un gran abanico de señales comunicativas con duraciones y características diferentes", apunta Jordi Galbany.  

"Habría que impulsar investigaciones futuras sobre los gorilas para saber si el comportamiento del golpe en el pecho, aunque transmita información fiable del tamaño corporal del emisor, es decodificado correctamente por los receptores, tanto machos como hembras, y si influye en su respuesta comportamental y en la toma de decisiones", añade Galbany. Además, habría que ver las variantes poblacionales de este tipo de comunicación y, por tanto, extender el trabajo de investigación a otras poblaciones y subespecies de gorilas".

Señales honestas y deshonestas

“Los gorilas viven en bosques frondosos donde la visibilidad no siempre es buena, y esta parece ser la razón por la que han desarrollado una señal honesta multimodal, visual y auditiva”, asegura Antonio José Osuna, doctor en biología y experto en comportamiento animal que no ha participado en este estudio. 

En biología se conocen como “señales honestas” a los comportamientos o rasgos que benefician al emisor. “Las señales honestas son muy comunes en la naturaleza, desde el color oscuro del pecho de los gorriones comunes macho, hasta el croar de las ranas”, explica Osuna. “Es esperable que cualquier forma de competición acabe resultando en la evolución de señales honestas, pues permite discriminar rápidamente y muchas veces ahorra enfrentamientos violentos. Los humanos también podemos extraer gran cantidad de información honesta de la voz y otros rasgos”. 

También existen las señales deshonestas, asegura el experto. “Un ejemplo divertido es la forma en la que los perros pequeños marcan con orina las superficies (paredes/árboles) más alto de lo que sería predecible por su tamaño y, de esta forma, dejan marcas que aparentan ser de un perro mucho más grande”.

Un gorila de espalda plateada se golpea el pecho
Un gorila de espalda plateada se golpea el pecho Dian Fossey Gorilla Fund

A juicio de Osuna, este estudio sobre el comportamiento y comunicación de los gorilas aporta datos muy interesantes, pero advierte sobre una posible mala interpretación de los resultados . “Muchos se van a sentir tentados a expresarlo como si los gorilas usasen algún tipo de lenguaje de ritmo en la selva, pero no tiene nada que ver con eso”, asegura. No es que los gorilas utilicen su pecho a modo de tam-tam, sino que la reverberación que produce este comportamiento da señales indirectas de su tamaño a todos los demás.

Referencia: Chest beats as an honest signal of body size in male mountain gorillas (Gorilla beringei beringei) (Scientific Reports) DOI 10.1038/s41598-021-86261-8

El meteorito que extinguió a los dinosaurios dio origen a los bosques tropicales modernos

 Los bosques tropicales de América Latina que conocemos hoy en día, incluida la selva amazónica y la mata atlántica, nacieron gracias al impacto del meteorito que extinguió a los dinosaurios, según revela un artículo publicado la semana pasada en la Revista Science. La gran roca celeste de 10 kilómetros de diámetro, que cayó hace 66 millones de años en la península de Yucatán en México, acabó con el 75% de las especies de flora y fauna de la época, pero al tiempo abonó la tierra para que con el paso de los años crecieran nuevos y variados ecosistemas.

La paleobotánica colombiana Mónica Carvalho, primera autora de la investigación, recuerda que cuando cayó el asteroide se desató una catástrofe global que eliminó por completo los bosques de la región. “El impacto fue algo así como miles de millones de bombas nucleares estallando al tiempo. Se desataron terremotos y olas de más de 1.000 metros de alto. Todo el planeta se afectó, pero nuestro estudio confirma que las selvas sufrieron el impacto de forma especial, nunca volvieron a ser las mismas y fueron remplazadas por un nuevo tipo de bosque que se veía y funcionaba muy diferente”.

Este hallazgo, posible gracias al estudio y la comparación de al menos 50.000 granos de polen fosilizados y más de 7.000 hojas, flores y semillas fósiles encontrados en rocas de más de 50 minas, ríos y carreteras de Colombia, rebate la idea previa de que los bosques de los dinosaurios eran iguales en estructura y en composición a los bosques tropicales de la actualidad. El análisis de los granos de polen sirvió para hacer una secuencia detallada de las especies que había en cada periodo de tiempo y los demás fósiles ayudaron a entender como era la ecología y el funcionamiento de los bosques antes y después del meteorito.

El fósil de una hoja se conserva en las piedras de las minas de Colombia.
El fósil de una hoja se conserva en las piedras de las minas de Colombia.  MÓNICA CARVALHO

Carvalho explica por teléfono cómo las selvas del Cretácico, que comenzó hace 145 millones de años y culminó hace 66 millones con la caída del meteorito, eran selvas mixtas en las que había igual cantidad de helechos, plantas con flores y plantas coníferas (que tienen semilla pero no flor), en especial araucarias. “Después de la extinción masiva, la familia de las araucarias desapareció, la cantidad de helechos se redujo y al lado de las plantas con flores, que se mantuvieron, comenzaron a crecer las leguminosas, hoy en día muy abundantes en los bosques tropicales”.

El paleontólogo colombiano Carlos Jaramillo, coautor del artículo y científico del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales de Panamá, dice que este estudio, resultado de más de 14 años de trabajo, muestra con observaciones empíricas y análisis estadísticos que después del impacto, el trópico se transformó para siempre. “Si usted hubiera ido en la mañana antes de que cayera el meteorito a cualquier bosque en Colombia o en Latinoamérica, y lo digo en sentido literal, hubiera visto un bosque con muchos árboles coníferos, separados entre sí, esto permitía que entrara mucha luz hasta el suelo”.

En cambio, los bosques que surgieron después del impacto y que son los mismos que se conservan hasta hoy tienen una capa superior mucho más tupida, las copas de los árboles están pegadas y eso hace que por dentro sean muy oscuros. “En nuestras selvas la mayoría de la luz se queda atrapada en los primeros metros de las copas de los árboles que es donde hacen fotosíntesis, pero en la época de los dinosaurios era diferente, el bosque era muy abierto”, explica Jaramillo.

Según los investigadores, una posible razón para este cambio de luz que ha tenido consecuencias en las especies que crecen o no dentro de los bosques puede ser la extinción de los grandes dinosaurios. “Por su tamaño los dinosaurios al caminar o al comer creaban huecos en el bosque, iban rompiendo los árboles. Algo parecido a lo que ocurre ahora con los bosques en África donde hay muchos elefantes”, dice Jaramillo. Y añade: “esta extinción hizo posible el bosque que tenemos hoy en día. La disminución de los helechos probablemente se deba a que necesitaban más luz de la que había para crecer”.

En este gráfico los autores muestran la composición del bosque tropical  antes y después de la caída del asteroide.
En este gráfico los autores muestran la composición del bosque tropical antes y después de la caída del asteroide. IMAGEN: CARLOS JARAMILLO, ILUSTRACIONES SAMUEL CASTAÑO

Otra de las diferencias entre los bosques de antes del meteorito y los de ahora es la calidad de la tierra. Los suelos del Cretácico eran muy pobres en nutrientes, sobre todo porque no había leguminosas. “Esta especie de la que hace parte la planta del frijol tiene la particularidad de fijar nitrógeno en el suelo y fertilizarlo. Antes del meteorito no existía”, dice Jaramillo. Los investigadores coinciden en que con el impacto, las cenizas dispersaron fósforo al suelo de buena parte del planeta.

Jaramillo, quien lleva muchos años estudiando fósiles vegetales para entender cómo el paisaje ha cambiado a lo largo del tiempo geológico, explica: “Es como si usted hubiera tenido su jardín listo para plantar y le agregara el nitrógeno de las leguminosas y el fósforo del meteorito a la tierra. Esos dos componentes son los que vienen en los fertilizantes industriales”. De acuerdo con el investigador, esta combinación permitió que los árboles con flores empezaran a dominar las alturas de los bosques y desplazaran a las coníferas.

La cantidad de vapor de agua que lanzan los bosques tropicales también cambió. En las selvas de la actualidad es mucho mayor que la que se generaba antes del asteroide. La investigadora Carvalho cuenta que si se mira para arriba en línea recta dentro del bosque, se pueden encontrar seis o siete hojas de varios árboles superponiéndose a distintas alturas, muchas más de las que podía haber en el Cretácico. “Los bosques tropicales de hoy sueltan mucho más vapor, que se convierte en nubes y en agua”.

Mónica Carvalho y Fabiany Herrera colectando fósiles de hojas de después del impacto del asteroide.
Mónica Carvalho y Fabiany Herrera colectando fósiles de hojas de después del impacto del asteroide.MÓNICA CARVALHO

Camila Martínez, otra de las autoras del trabajo, explica que su aporte a la investigación estuvo concentrado en el estudio y la clasificación de miles hojas fósiles. “Después de que varios compañeros hicieron la recolección de las muestras, el siguiente paso fue curar la colección. Había que separar los fósiles por formas y tamaños, describirlos, fotografiarlos. “El trabajo de identificación es muy largo. Comienzas por lo más fácil, con las hojas con formas más raras, con más caracteres únicos, un ejemplo son las hojas de palma, muy distintas a las demás”, cuenta Martínez.

De acuerdo con la investigadora colombiana asociada también al Smithsonian, algo curioso fue que cuando revisaban la flora del periodo posterior al meteorito la reconocían mucho más fácil. “Encontrábamos especies de plantas que estábamos acostumbrados a ver. En cambio cuando mirábamos las de Cretácico no sabíamos qué eran”, explica Martínez. Y concluye: “Desde esas primeras observaciones ya se vislumbraba que habría dos bosques completamente distintos”

Carvalho insiste en la importancia de reconocer que a pesar del tiempo, los bosques de hoy dependen de lo que pasó ese día en particular hace 66 millones de años. “Las selvas tropicales de antes desaparecieron en medio de una catástrofe ecológica muy parecida a la que los seres humanos como especie estamos creando. No digo que seamos igual a un asteroide, pero el efecto de la deforestación y del cambio climático está siendo muy parecido”.

La investigadora explica que el riesgo es que los bosques tropicales son sistemas muy “vulnerables” que estamos destruyendo a una velocidad “impresionante”. “Dentro de muy poco estos bosques ya no van a existir, no van a ser los mismos y jamás los vamos a poder volver a ver. El impacto lo generamos en cuestión de segundos geológicos, pero la recuperación se demora millones de años”, concluye Carvalho.

Los caballos pueden reconocerse cuando se miran en el espejo

 Si le pedimos a la gente que enumere los animales más inteligentes, nombrará algunos sospechosos habituales. A menudo se mencionan los chimpancés, los delfines y los elefantes, así como los cuervos, los perros y, ocasionalmente, los cerdos. Los caballos no suelen aparecer en este listado.

Por eso puede sorprender que los caballos posean una habilidad inusual, considerada ampliamente como un indicador de autoconciencia. En un estudio reciente, los investigadores descubrieron que los caballos pueden reconocer sus reflejos en los espejos.

Los animales que se miran en un espejo por primera vez suelen responder socialmente: actúan como si su reflejo fuera otro animal. Al cabo de un rato, esta respuesta social tiende a desaparecer. Algunos animales pierden el interés en ese momento, pero otros siguen explorando el espejo e investigan cómo pueden hacer que el reflejo se mueva utilizando su propio cuerpo.

Una vez que los animales han dejado de responder socialmente, los científicos comprueban su comprensión mediante la “prueba de la marca”. Se marca al animal en un lugar que solo podrá ver en el espejo, quizá en la frente o en la oreja. A continuación, los científicos observan si el animal pasa más tiempo tocando esta parte del cuerpo frente al espejo cuando está marcado que cuando no lo está. Si lo hace, esto sugiere que el animal reconoce su reflejo.

No consuma noticias, entiéndalas.

Esta prueba se utilizó por primera vez  para demostrar el autorreconocimiento en chimpancés en 1970, y desde entonces los científicos han utilizado versiones de la prueba para buscarlo en muchas otras especies. Los resultados sugieren que es poco frecuente. Entre los no primates, solo unos pocos animales han superado la prueba de la marca, entre ellos cuatro delfines mulares, dos urracas euroasiáticas y un elefante asiático.

Pero un nuevo estudio  realizado por investigadores en Italia ha encontrado pruebas de autorreconocimiento en los caballos. Curiosamente, los resultados sugieren que esta capacidad no se limita a unos pocos individuos inteligentes. Aunque hay que ser cauteloso a la hora de generalizar a partir de un solo estudio, esto sugiere que el autorreconocimiento podría existir en los caballos como especie.

A bottlenose dolphin jumping out of the sea.
Algunos delfines mulares han superado la prueba del autorreconocinmiento. Shutterstock/Tory Kallman

La prueba del espejo

En el estudio, se colocó un gran espejo en una pista de entrenamiento de caballos. Una vez que los caballos se acostumbraron al espejo y dejaron de responder socialmente, los investigadores utilizaron la prueba de la marca para buscar el autorreconocimiento, comparando el comportamiento de los caballos en dos condiciones. En una condición, los investigadores les dibujaron una forma de cruz en ambas mejillas con un gel incoloro para ultrasonidos. En la otra, se les marcó de la misma manera pero con un gel de ultrasonidos coloreado.

La pregunta importante era si los caballos estarían más interesados en las marcas visibles que en las invisibles. Y así fue. Los caballos pasaron unas cinco veces más tiempo rascándose la cara frente al espejo cuando estaban visiblemente marcados.

Los investigadores concluyeron que veían las marcas en el espejo, entendían que esas marcas estaban en sus propias caras y trataban de eliminarlas. Reconocían sus reflejos.

Conscientes de su propio cuerpo

La prueba de la marca se describe a menudo como una prueba de autoconciencia. Pero es discutible que eso sea cierto y depende de lo que entendamos por autoconciencia, una cuestión filosófica complicada.

Cuando decimos que una persona es consciente de sí misma, solemos referirnos a que tiene una visión especial de su propia mente. Tal vez sepa lo que realmente quiere o sea consciente de sus defectos de personalidad. 

Algunos investigadores han argumentado que el autorreconocimiento implica tener un concepto de uno mismo como agente psicológico con una mente. Pero esa no es una opinión popular, porque reconocer el reflejo no implica pensar en el estado mental.

El autorreconocimiento parece tener más que ver con ser conscientes de nuestros cuerpos. Por supuesto, incluso los animales muy simples son conscientes de sus propios cuerpos, incluso los que no pasan la prueba de la marca. Pero, como he argumentado en mi propia investigación, hay diferentes formas de ser consciente del propio cuerpo. 

Algunos de nuestros sentidos nos proporcionan una conciencia especial de nuestro cuerpo “desde dentro”. Por ejemplo, algo llamado propiocepción nos da información sobre la posición de nuestro cuerpo. Cuando la propiocepción nos dice que estamos encorvados, no tenemos que averiguar quién está encorvado, sino que sabemos inmediatamente que somos nosotros.

Pero los espejos nos permiten tomar conciencia de nuestro cuerpo “desde fuera”. Cuando vemos un cuerpo en el espejo, no es obvio que ese cuerpo sea el nuestro: tenemos que descubrirlo. He argumentado que adoptar esta perspectiva externa y objetiva sobre nosotros mismos y nuestros cuerpos es otro tipo de autoconciencia.

Aunque este nuevo estudio no demuestre que los caballos puedan reflexionar sobre sus propias mentes, sí los sitúa en el pequeño grupo de animales que pueden pensar de forma objetiva sobre sus propios cuerpos. Quizá sea el momento de revisar nuestras suposiciones sobre los caballos. Puede que sean mucho más inteligentes de lo que pensamos.

Descubren tres estrellas enanas marrones rotando a una velocidad que desafía sus límites físicos

 “Usamos el telescopio espacial Spitzer para monitorizar el brillo general de las enanas marrones con el tiempo”, explicó Megan Tannock, la primera autora del artículo en un correo electrónico. “Las manchas en sus superficies, al igual que la Gran Mancha Roja de Júpiter, se ven más tenues o más brillantes a medida que giran y salen y entran de nuestra visión, por lo que pudimos determinar los períodos de rotación de estos objetos en función de patrones repetitivos en sus niveles de brillo”.

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Después, Tannock y sus compañeros utilizaron telescopios terrestres para estudiar la luz dispersa que emiten estos objetos. El equipo “investigó cómo la rápida rotación afecta a las firmas de moléculas que hay en las atmósferas de estos distantes objetos”, y eso sirvió para confirmar los cortos períodos de rotación, dijo Tannock.

Los números son asombrosos. Las tres enanas marrones (bautizadas como 2MASS J04070752+1546457, 2MASS J12195156+3128497 y 2MASSJ03480772−6022270) giran a una velocidad de 350.000 km/h a lo largo de su ecuador. La “gravedad relativamente débil de las enanas marrones apenas las mantiene unidas”, explicó Sandy Leggett, un astrónomo del Gemini North que no participó en el estudio.

Los investigadores, a pesar de intentarlo, no pudieron encontrar ninguna enana marrón girando más rápido que estas tres, lo que significa que es probable que el equipo haya tropezado con un límite máximo aparente. Como insinuó Leggett, más rápido y estos objetos se destrozarían. Tannock dijo que esto probablemente no suceda y que debe existir algún tipo de mecanismo de frenado para limitar la velocidad de rotación de las enanas marrones.

Como era de esperar, estas velocidades intensas están resultando en algunos efectos atmosféricos dramáticos.

“Estas altas velocidades tienen un efecto en el clima y pueden establecer el tamaño de las tormentas que ocurren”, dijo Tannock. “Cuando un objeto como una enana marrón o un planeta gigante gaseoso gira muy rápidamente, los vórtices que se forman en las atmósferas tienden a ser más pequeños, y cuando giran más lentamente, los vórtices que se forman tienden a ser más grandes”.

En cuanto a por qué estos objetos giran tan rápidamente, los investigadores especulan que tiene algo que ver con sus entornos locales durante su formación.

“Las enanas marrones se forman de la misma manera que una estrella, a partir del colapso de una nube molecular gigante, y dependiendo de la cantidad de material y su distribución, eso establece la tasa de rotación inicial”, explicó Tannock. “Las enanas marrones también pueden acelerar su rotación a medida que envejecen: con forme envejecen, se enfrían y luego se contraen, y para conservar una cosa llamada momento angular, eso significa que también tienen que girar más rápido”.

Así que, probablemente estas tres enanas marrones nacieron de esta manera, pero dado que se formaron hace cientos de millones de años, y posiblemente incluso hace miles de millones, es difícil decir.

Hasta la fecha, los astrónomos han medido los períodos de rotación de solo 80 enanas marrones (la mayoría completa un giro completo alrededor de su eje entre 2 y 10 horas), por lo que el tamaño de la muestra sigue siendo bastante pequeño. Tannock dijo que su equipo “tuvo suerte” al encontrar a estas tres, pero confía en que los astrónomos darán con más enanas marrones que tengan una rotación semejante en un futuro cercano.