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Ciencia Fresca

La ciencia no deja de asombrarnos con nuevos descubrimientos insospechados cada semana. En el podcast Ciencia Fresca, Jorge Laborda Fernández y Ángel Rodríguez Lozano discuten con amenidad y, al mismo tiempo, con profundidad, las noticias científicas más interesantes de los últimos días en diversas áreas de la ciencia. Un podcast que habla de la ciencia más fresca con una buena dosis de frescura.

Marte difícil. Evolución convergente. El clima en los dientes. Placebo y mentiras.

Marte difícil. Evolución convergente - Ciencia Fresca podcast - CienciaEs.com

¡Qué difícil es alcanzar Marte!

El pasado día 19 de octubre, la sonda espacial Schiaparelli, un vehículo de demostración que, junto al orbitador Trace Gas Orbiter (TGO), había sido enviado hasta Marte por la Agencia Europea del Espacio (ESA), se internó en la atmósfera marciana y se perdió sin lograr su objetivo. Schiaparelli había sido diseñada para demostrar la capacidad de la ESA y la industria europea para realizar un descenso controlado sobre la superficie marciana.
El orbitador TGO, en cambio, alcanzó su objetivo con éxito y se encuentra girando alrededor del Planeta Rojo. La órbita inicial, muy excéntrica, varía entre los 101.000 km y los 3.700 km sobre la superficie. Ahora comienza un periodo de calibración de sus instrumentos y maniobras de frenado con la atmósfera de Marte hasta alcanzar una órbita circular estable a 400 km sobre la superficie marciana. Una vez establecida en su órbita, dentro de un año aproximadamente, comenzará la misión científica propiamente dicha, que consiste en la búsqueda de fuentes de metano y de otros gases que podrían ser de origen biológico.
Así pues, aunque no se puede hablar de éxito rotundo, tampoco debe hablarse de fracaso. Los objetivos científicos de la misión se han salvado. No obstante, dado el tratamiento que se ha dado en algunos medios, hoy rompemos una lanza a favor de la misión y contamos lo difícil que es alcanzar Marte. No en vano, a lo largo de la historia de la exploración espacial, el 60 por ciento de las naves que se han enviado allí han fracasado.
Referencias:
Mars Reconnaissance Orbiter descubre el lugar de aterrizaje de Schiaparelli.

¿Es la evolución predecible a escala molecular?

Un fenómeno frecuentemente observado en biología es la evolución repetida de rasgos semejantes en organismos de linajes diferentes que deben adaptarse a entornos similares. Este fenómeno se denomina evolución convergente. Un ejemplo de evolución convergente son las alas de los murciélagos y las aves, las cuales se desarrollan a partir de las extremidades superiores de reptiles, (en el caso de las aves) o de los mamíferos, en el caso de los murciélagos. El ojo es otro órgano que se cree ha evolucionado independientemente varias veces en varios linajes animales.
La evolución se sustenta en el cambio genético. Por consiguiente, cabe preguntarse si los cambios en los genes que, por ejemplo, regulan la longitud de los huesos de las extremidades superiores, los cuales permiten el desarrollo de las alas, han evolucionado de manera similar en diferentes especies de aves o mamíferos. Esta pregunta, sin embargo, resulta difícil de responder, puesto que numerosos genes pueden colaborar para generar cambios en los huesos y articulaciones necesarios para la estructura de las alas.
Afortunadamente, la adaptación fisiológica a vivir en altas o bajas altitudes, donde existen diferencias de presión de oxígeno que afectan a la eficiencia de la respiración, depende de mutaciones en solo unos pocos genes: los genes de la hemoglobina. En altitudes elevadas, donde la presión atmosférica es menor y el oxígeno no es tan abundante como a nivel del mar, es más adaptativo poseer variantes génicas de la hemoglobina que producen esta proteína con una mayor afinidad por el oxígeno, es decir, con una mayor capacidad de captarlo. Estas variantes génicas deberían ser más frecuentes en especies animales que viven en las montañas, por ejemplo.
La pregunta, no obstante, es si estas variantes génicas que producen hemoglobina con mayor afinidad derivan de mutaciones similares en especies diferentes o, al contrario, derivan de mutaciones diferentes que conducen, sin embargo, al mismo resultado final: una hemoglobina de mayor afinidad.
Un grupo de investigadores estadounidenses y daneses estudian las variantes génicas de los genes de la hemoglobina en múltiples especies de aves que viven a elevada o baja altitud y estudian, asimismo, la afinidad de la hemoglobina de estas especies por el oxígeno. Los resultados obtenidos hacen tambalearse algunos dogmas de la biología molecular de las proteínas y, además, iluminan con nueva luz los mecanismos de la evolución de las especies.

Referencia: Chandrasekhar Natarajan, et al. Predictable convergence in hemoglobin function has unpredictable molecular underpinnings. Science. 21 OCTOBER 2016 • VOL 354 ISSUE 6310.

El clima grabado en los dientes de los herbívoros.

Una investigación firmada por Indre Zliobaité del Departamento de Geociencias y Geografía de la Universidad de Helsinki, Finlandia, y publicada en PNAS cuenta cómo los rasgos funcionales, podríamos decir, las marcas dejadas por el uso, presentes en la superficie de los dientes de los grandes herbívoros almacena información sobre los cambios en las condiciones ambientales y el clima.
Los dientes son las partes más duras del cuerpo de un mamífero, tanto es así que en muchos casos son los únicos restos fósiles existentes de criaturas extinguidas en la antigüedad. Los mastozoólogos, que el nombre de los expertos en dientes, acostumbran a extraer de la forma de los dientes muchísimos rasgos de la criatura a la que perteneció. Podemos decir que la evolución ha dotado a cada especie de unos dientes muy personales, el tamaño, la composición, la forma de su cúspide, etc, son tan exclusivos, que se convierten en un carnet de identidad de gran valor cuando no existen otros restos que analizar.
Los dientes se desgastan a medida que se usan. La tasa de desgaste puede ser bastante rápida, como en el caso de los incisivos de los roedores, o lenta, como en el caso de los molares de los seres humanos. La tasa depende tanto de la forma del diente, como de la abrasividad de la dieta del animal. Entre los mastozoólogos, es una práctica bastante extendida estimar la edad de un animal mediante el examen del desgaste de sus molares. Esto da una idea de la edad relativa con respecto a otros individuos con dientes más o menos desgastados, y, si se dispone de los controles adecuados, también puede ser indicativo de la edad absoluta.
Lo que han hecho Zliobaité y sus colaboradores ha sido estudiar las marcas de desgaste de los dientes de mamíferos herbívoros que han vivido durante los últimos 60 años en 13 parques nacionales de Kenia y comparar esos datos con los cambios del clima en las zonas en las que han vivido. Han estudiado dientes de elefantes, antílopes, jirafas, hipopótamos, cebras, etc.
Han descubierto que las condiciones ambientales tienen una relación muy cercana con las marcas de desgaste de los dientes de los animales. De todas las variables climáticas. Los periodos secos, con baja productividad vegetal, y los periodos más fríos de cada parque son los que dejan una huella más fácilmente identificable en los dientes de los herbívoros. Distintos aspectos de los dientes están relacionados con distintos parámetros ambientales, por ejemplo, unos aspectos informan de las precipitaciones, otros de las altas temperaturas. Estos datos pueden relacionarse también con diferencias de altitud (temperaturas más bajas) y cubierta forestal ( una mayor evapotranspiración). Por último, han comprobado que los máximos y mínimos climáticos son detectados con más fiabilidad las condiciones ambientales medias.

Referencias:

Indre Žliobaite et al. Herbivore teeth predict climatic limits in Kenyan ecosystems. PNAS, Oct 24, 2016. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1609409113

¿Necesita el efecto placebo de la ignorancia y la mentira?

Uno de los efectos más interesantes y, al mismo tiempo, más molestos para la investigación en biomedicina es el efecto placebo. Este efecto, claramente demostrado científicamente, consiste en que los pacientes parecen experimentar efectos beneficiosos tras recibir tratamientos que no contienen fármacos activos, simplemente porque se les hace creer que sí los contienen. Las expectativas que los pacientes albergan sobre la eficacia del tratamiento que reciben parece ya ejercer un efecto terapéutico, si los comparamos con pacientes a los que no se ha tratado ni siquiera con placebo.
Tradicionalmente, puesto que en los ensayos clínicos se engaña a parte de los pacientes haciéndoles creer que reciben un fármaco eficaz, cuando en realidad no es así, se supuso que el efecto placebo dependía de inducir falsas expectativas en los pacientes. Se creía que si estos eran informados de que en realidad no recibían tratamiento alguno el efecto placebo desaparecería y los pacientes tratados con placebo a sabiendas no experimentarían ninguna mejora en comparación con los no tratados en modo alguno.
Sin embargo, cuatro estudios recientes ya han indicado que el efecto placebo puede producirse incluso cuando los pacientes saben que se les administra placebo. Ahora, nuevos estudios, realizados por investigadores estadounidenses y portugueses, dirigidos por el investigador de la Universidad de Harvard Ted Kaptchuk, muy conocido ya por sus interesantes estudios sobre el efecto placebo, demuestran que el efecto placebo se produce incluso cuando estos son informados de que solo se les administra píldoras carentes de fármacos. Al parecer, el ritual que se produce en el contexto de la interacción médico–paciente ya es capaz de modificar los síntomas y de modular las regiones cerebrales que modulan la sensación de enfermedad.

Referencia.
Claudia Carvalho et al. Open-label placebo treatment in chronic low back pain: a randomized controlled trial. http://journals.lww.com/pain/Abstract/publishahead/Open_label_placebo_treatment_in_chronic_low_back.99404.aspx#

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