Evolución convergente en abejas y avispas en la construcción de celdas para las diferentes castas: obreras, zánganos y reinas

Un estudio publicado en la revista PLOS Biology por Michael L. Smith y su equipo de la Universidad de Auburn, EE. UU., revela que las abejas y las avispas han desarrollado soluciones arquitectónicas similares para la construcción de sus nidos, a pesar de que han transcurrido 179 millones de años de evolución independiente. Ambas clases de insectos construyen nidos con celdas hexagonales, una estructura que maximiza el uso del espacio y minimiza al mismo tiempo el empleo de materiales. Sin embargo, deben enfrentarse al desafío de acomodar a miembros más grandes de la colonia, como las reinas y los machos, que requieren celdas mayores.
El estudio analizó fotografías de nidos de cinco especies de abejas y de avispas, con un total de 22,745 celdas. Los investigadores descubrieron que la diferencia de tamaño entre las celdas de las obreras y las celdas reproductivas especializadas variaba considerablemente. Para resolver este problema arquitectónico, las abejas y las avispas construyen celdas hexagonales de tamaño intermedio o pares de celdas de cinco y siete lados en la región de unión entre las celdas pequeñas y grandes.
Estos hallazgos demuestran que, a pesar de su evolución separada por caso 180 millones de años, las abejas y las avispas han convergido en las mismas soluciones geométricas para construir nidos que pueden alojar a individuos de diferentes tamaños. Según Smith, es asombroso que estos grupos, separados por millones de años, hayan llegado a las mismas soluciones arquitectónicas.

IceCube detecta emisión de neutrinos desde el interior de la Vía Láctea.

En el Polo Sur, inmerso en el hielo a una profundidad situada entre los 1,5 a 2,5 kilómetros, se encuentra IceCube, el detector de neutrinos más grande y avanzado del mundo. En un volumen de un kilómetro cúbico de hielo, una red tridimensional de más de 5,000 sensores ópticos vigilan permanentemente los destellos de luz Cherenkov que se producen cuando un neutrino interactúa con la materia circundante, especialmente con los núcleos de los átomos que componen el hielo.

Cazar neutrinos es muy complicado, son partículas pequeñísimas, sin carga, capaces de atravesar la Tierra entera limpiamente, sin chocar con nada. Se calcula que cada centímetro cuadrado de nuestra piel es atravesado por miles de millones de neutrinos continuamente, sin que lo notemos. A pesar de su capacidad para pasar desapercibidos, muy vez en cuando, algún neutrino choca con un núcleo de un átomo y entonces se produce un destello que lo delata. Pero eventos son tan escasos que solamente pueden ser detectados construyendo detectores enormes, como IceCube.

Cuando un neutrino de alta energía interactúa con el hielo en el detector, puede generar partículas secundarias que se mueven más rápido que la luz en ese medio (velocidad de la luz en el hielo es menor que en el vacío), emitiendo así una débil luz denominada Cherenkov. Los sensores de IceCube están diseñados para detectar esa luz y, a partir de esta información, los científicos pueden inferir la dirección y energía de los neutrinos incidentes.

Los neutrinos se generan en multitud de eventos nucleares que tienen lugar en el corazón de estrellas como el Sol, en la propia atmósfera terrestre como consecuencia de los impactos de rayos cósmicos, en las detonaciones nucleares y en las galaxias activas muy alejadas de la nuestra.

Las observaciones de rayos gamma muestran emisiones brillantes desde dentro del plano galáctico de la Vía Láctea. Dado que se cree que los rayos gamma y los neutrinos son producidos por los mismos procesos astrofísicos, el plano galáctico de la Vía Láctea es un lugar esperado para la emisión de neutrinos. Sin embargo, las búsquedas anteriores de esta señal intragaláctica utilizando detectores de neutrinos no habían proporcionado evidencia concluyente de que tal señal exista.

Ahora, tras analizar 10 años de datos del Observatorio de neutrinos IceCube, los investigadores de IceCube Collaboration informan la primera evidencia estadísticamente sólida de la emisión de neutrinos procedentes de las partes internas de la Vía Láctea.

Las dificultades afectan el microbioma intestinal a través de generaciones.

Un estudio innovador liderado por investigadores de la Universidad de California Los Ángeles ha descubierto que las dificultades vitales experimentadas por las madres durante su propia infancia o embarazo pueden influir en la composición del microbioma intestinal de sus hijos de dos años. Esta investigación es la primera en documentar los efectos transgeneracionales de la adversidad sobre el microbioma intestinal humano, una comunidad de microorganismos que juega un papel crucial en el funcionamiento del cerebro y el sistema inmunitario, y es probable que impacte en el desarrollo socioemocional del niño.

El estudio, publicado en PNAS (Actas de la Academia Nacional de Ciencias de EE.UU.), se basa en investigaciones previas en roedores que mostraron que el estrés prenatal modifica los microbiomas vaginal y intestinal de la madre. Estos microbiomas forman la base del microbioma de su descendencia, ya que los bebés adquieren sus primeros microbios intestinales al pasar por el canal de parto y entras en contacto con el ano de la madre.

La investigación, realizada en Singapur, reclutó a 450 parejas de madres e hijos de dos años de edad. Se pidió a las madres que recordaran cualquier maltrato que hubieran experimentado durante su infancia, y se les hizo un seguimiento de la ansiedad durante el segundo trimestre del embarazo. Se pidió a los cuidadores principales de los niños que informaran de cualquier evento estresante que los niños hubieran experimentado. También se recogieron muestras de heces de los niños para su análisis.

Los resultados mostraron que los niños cuyas madres dijeron haber sufrido de más ansiedad durante el embarazo tenían microbiomas con poblaciones de diferentes especies de microorganismos de tamaño similar, un fenómeno conocido como “uniformidad”. Este nuevo descubrimiento resulta sorprendente, ya que, normalmente, las poblaciones de las diversas especies que componen la microflora intestinal son desiguales en su prominencia, y algunas especies bacterianas son mucho más abundantes que otras.

Los niños que experimentaron eventos vitales estresantes tras el nacimiento también mostraron una microbiota intestinal con menor diversidad genética, lo que significa que los microorganismos en el intestino de cada niño estaban más estrechamente relacionados entre sí de lo habitual. Sin embargo, la cantidad de adversidad no parecía afectar a cuán similares eran los microbiomas intestinales de los niños entre sí.

Los investigadores también encontraron que algunos tipos de problemas de comportamiento y de salud mental estaban asociados con una excesiva abundancia de ciertas especies en el microbioma intestinal. Aunque ninguna de estas especies estaba relacionada con la adversidad en este estudio, algunas de ellas sí se habían visto asociadas con la adversidad en estudios anteriores y pueden ejercer efectos similares.

Los hallazgos de este trabajo sugieren que los cambios en el microbioma debidos a la adversidad podrían afectar a la interacción entre este y el sistema inmunitario, y podrían igualmente influir en el desarrollo socioemocional de los niños. Esta investigación contribuye a un creciente cuerpo de conocimiento sobre los efectos en el microbioma de la exposición a la adversidad a lo largo de generaciones, y podría potencialmente conducir a intervenciones que involucren cambios en la dieta y estilo de vida para impactar positivamente en el microbioma intestinal de un individuo y en finalmente en su bienestar a lo largo de la vida.

La predicción meteorológica con la ayuda de la Inteligencia Artificial

La predicción del tiempo se ha beneficiado del rápido desarrollo de métodos basados en inteligencia artificial (IA) y aprendizaje profundo. Dos artículos publicados en la revista Nature revelan las ventajas de utilizar la IA para pronosticar el tiempo atmosférico en dos situaciones diferentes.

El primero de los artículos presenta un modelo para pronosticar el clima hasta siete días en el futuro. El modelo, denominado Pangu-Weather, pronostica la temperatura, la velocidad y la presión del viento, así como otras variables. El modelo produce predicciones unas 10.000 veces más rápido que los modelos numéricos de predicción meteorológica con la misma resolución espacial y con una precisión comparable.

Pangu-Weather es experto en generar pronósticos de mediano plazo, pero el modelo no intenta predecir la precipitación, que es la variable climática más difícil de pronosticar. Este desafío es asumido por el modelo presentado en el segundo artículo, denominado NowcastNet, que predice precipitaciones con hasta tres horas de anticipación, especialmente útiles para la predicción de eventos extremos durante los cuales se producen descargas de precipitación enormes en un corto periodo de tiempo, es decir, eventos que cuando afectan a áreas pobladas, producen enormes destrozos vitales y materiales.