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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.

Información fosilizada. Mamíferos entre dinosaurios. Transformación celular. Misión para desviar asteroides.

Información fosilizada. Mamíferos entre dinosaurios - Ciencia Fresca podcast - CienciaEs.com

Información fosilizada.

Es bien conocido que además de los minerales que los fósiles acumulan estos contienen material biológico que puede ser extraído de ellos y analizado. Se ha extraído ADN de fósiles no muy antiguos, ya que este material biológico se degrada con relativa rapidez en los restos fosilizados. Las proteínas de los fósiles pueden durar más que el ADN, hasta cuatro millones de años, y el análisis de la secuencia de sus aminoácidos permite establecer relaciones filogenéticas entre los fósiles con una edad inferior a esa.

Ahora, una investigación sobre el color de los huevos de los dinosaurios ha conducido al descubrimiento de un nuevo e insospechado material biológico, hasta hoy desconocido, que se mantiene fosilizado por cientos de millones de años. Durante la investigación de los huevos fosilizados, las técnicas químicas empleadas para separar los pigmentos de la cáscara permitieron descubrir a la Dra. Jasmina Wiemann que los huevos contenían adherida a ella un material biológico de color tostado que reflejaba la estructura de las membranas del huevo. Tras confirmar que los huevos de los dinosaurios que estudiaba eran de color verde azulado, y no blancos, la Dra Wiemann se propuso investigar qué era ese material. Para ello, se unió al laboratorio del Dr. Derek Briggs, del museo de la Universidad de Yale, que contiene cientos de miles de fósiles de vertebrados y unos cuatro millones y medio de fósiles de invertebrados.

Los investigadores descubrieron que el material que se encontraba en los huevos fosilizados también se encontraba en mayor abundancia en fósiles que aparecían ser de color marrón sobre un fondo blanco. Esta diferencia de colores se debía a las condiciones de fosilización, las cuales habían sucedido en un ambiente oxidante y de pH alcalino, lo que generaba una serie de reacciones químicas entre proteínas, azúcares y lípidos que no se habían dado en fósiles generados en condiciones químicas diferentes.

Estas reacciones químicas son similares a las que se generan con mucha mayor rapidez al cocinar los alimentos. Durante el asado de los mismos se producen los llamados compuestos de Maillard, que son muy resistentes a la degradación. Estos compuestos son los que quedan pegados a la parrilla cuando hacemos chuletas o costillas asadas.

Aunque estos compuestos no son proteínas puras, guardan en su estructura información sobre las proteínas que formaban parte del ser vivo cuando este se fosilizó. Además, la cantidad de estos compuestos en los diferentes fósiles ha permitido conseguir información sobre el metabolismo de los animales fosilizados y poder concluir con cierta certeza si estos eran de sangre caliente o de sangre fría. Así, gracias a estos estudios lo más probable es que los dinosaurios del género Deinonychus, que fueron la inspiración para los famosos velocirraptores de la película Parque Jurásico, capaces de correr con rapidez, eran de sangre caliente y tenían un rápido metabolismo. En el audio damos los detalles de estos interesantes estudios y comentamos la importancia que pueden tener en el mundo de la biología.

Referencia: https://www.sciencemag.org/news/2019/10/warm-blooded-velociraptors-fossilized-proteins-unravel-dinosaur-mysteries

Mamíferos entre dinosaurios

Durante mucho tiempo se creyó que, en tiempos de los dinosaurios, los mamíferos eran unos pequeños animales, no más grandes que una musaraña, que lograban sobrevivir a duras penas. Cuando, hace 66 millones de años, un asteroide de 15 km de diámetro chocó con la Tierra, el cambio global provocado por la catástrofe acabó con los dinosaurios y permitió a los mamíferos supervivientes la posibilidad de evolucionar y poblar el planeta.

Esa visión, que relegaba a los primeros mamíferos al papel de pequeños e insignificantes criaturas comedoras de insectos ha cambiado. Los descubrimientos de fósiles de mamíferos que han tenido lugar durante las últimas dos décadas, especialmente aquellos que fueron enterrados por un serie de erupciones volcánicas en la región china Liaoling, ha permitido recuperar esqueletos enteros de mamíferos que hablan de una historia muy diferente.

Ahora sabemos que los mamíferos fueron extraordinariamente diversos durante la época de los dinosaurios. Entre ellos había expertos nadadores como el castorocauda, que tenía unas patas palmeadas y una cola plana como los castores actuales. Había hábiles excavadores como el Docofossor, cuyas patas tenían garras poderosas para escarbar la tierra y abrir galerías, como los topos. En 2006 se descubrió el primer mamífero volador, el Volaticotherium, de 164 millones de años de antigüedad, cuyas extremidades estaban unidas por membranas a modo de alas con las que podían planear, como ciertas ardillas actuales. Pero el descubrimiento más sorprendente fue el Repenomamus, un mamífero del tamaño de un perro mediano cuyo fósil contenía restos de su última comida ¡una cría de dinosaurio!

Todos estos hallazgos han permitido determinar que los primeros mamíferos eran ya contemporáneos de los dinosaurios hace 178 millones de años y existen evidencias de antecesores que se remontan hasta 208 millones de años atrás, aunque existe discrepancia entre los expertos sobre si aquellas criaturas deben ser considerados verdaderos mamíferos o no. Sea como sea, los mamíferos se diversificaron junto a los dinosaurios y compartieron con ellos más de un centenar de millones de su existencia.

Referencia:
John Pickrell.How the earliest mammals thrived alongside dinosaurs Nature 574, 468-472 (2019) doi: 10.1038/d41586-019-03170-7

Un nuevo fármaco transforma a los linfocitos T luchadores en inofensivas células reguladoras

En general, cuando hablamos de las defensas, es decir, del sistema inmunitario, solemos evocar ideas de lucha contra las infecciones microbianas. Extrañas y potentes células persiguen y capturan a las bacterias, las fagocitan y las destruyen. Los linfocitos B producen anticuerpos que neutralizan al enemigo o lo señalan para su destrucción, o aún otra clase de linfocitos es capaz de matar a las células de nuestro propio cuerpo que han sido subvertidas por el enemigo, como sucede en el caso de las células infectadas por un virus.
Sin embargo, no todas las células del sistema inmunitario están dedicadas a la lucha. Las hay también que están dedicadas a frenar el ardor guerrero de las otras cuando este ya no es necesario. Estas células que frenan el ataque de las otras se llaman células T reguladoras, porque regulan la acción de las demás.

Las células T reguladoras no solo son necesarias para detener la acción inmune cuando el enemigo ha sido vencido, sino que sobre todo son fundamentales para impedir que el sistema inmunitario se vuelva contra nosotros y cause las terribles enfermedades autoinmunitarias. Entre estas podemos mencionar la esclerosis múltiple, una enfermedad en la que el sistema inmunitario ataca la sistema nervioso y genera parálisis, entre otros problemas. La diabetes de tipo 1 y el lupus eritematoso sistémico son también importantes enfermedades causadas por un mal funcionamiento del sistema inmunitario en su principal función que no es otra que distinguir lo propio de lo extraño.

Como sucede con todas las células del organismo, la capacidad de las células del sistema inmunitario para realizar sus diferentes funciones de ataque y de defensa dependen de los genes que tienen funcionando. Son estos los que las proveen de las herramientas moleculares necesarias para realizar las diferentes funciones de la defensa, como la capacidad de fagocitar bacterias o la de matar a células infectadas por virus. Como sucede también con todas las células del organismo, los genes que estas tienen funcionando dependen de unas proteínas llamadas factores de transcripción. Dependiendo de los factores de transcripción que tienen activos, las células tienen en funcionamiento unos genes u otros, y eso es lo que les confiere su personalidad y especialización en tanto que célula.

Los linfocitos T reguladores deben tener activo un factor de transcripción denominado FoxP3. Es este el que pone en marcha los genes que las hacen ser células T reguladoras, en lugar de ser otro tipo de linfocitos. ¿Qué sucedería si fuéramos capaces de activar el factor de transcripción FoxP3 en linfocitos T que no lo tienen activo? Lo más probable es que sufrieran una metamorfosis y se convirtieran en linfocitos T reguladores.
Esta metamorfosis es la que han conseguido ahora un nutrido grupo de investigadores mediante un fármaco que activa a FoxP3. La administración de este fármaco a ratones ha tenido importantes y beneficiosas consecuencias qie relatamos en el audio. Sin duda el nuevo f-fármaco promete ser de gran ayuda para el tratamiento de numerosas enfermedades y condiciones relacionadas con el sistema inmunitario, no solo las enfermedades autoinmunes, sino también las alergias y el rechazo a los trasplantes.

Referencia (2):
Akamatsu et al., Conversion of antigen-specific effector/memory T cells into Foxp3-expressing Treg cells by inhibition of CDK8/19 Sci. Immunol. 4, eaaw2707 (2019) 25 October 2019.

Una misión para desviar un asteroide.

La Tierra guarda múltiples recuerdos de impactos de cometas y asteroides que pusieron en peligro la vida que se desarrolla sobre ella. Conocemos el que acabó con los dinosaurios y con el 99% de los seres vivos del planeta, que sucedió hace 66 millones de años, pero hubo muchos otros, unos más grandes, como el que formó la Luna hace miles de millones de años, y otros, muchos, más pequeños, como el que impactó en los cielos de la ciudad rusa de Cheliavinsk en 2013. De la experiencia acumulada se desprende que la amenaza existe y debemos tenerla en cuenta.

Los avances científicos y el desarrollo de la aventura espacial nos ponen ahora en una situación privilegiada respecto a las criaturas del pasado. Si aquellos seres vivos, que fueron testigos de catástrofes cósmicas del pasado, no pudieron hacer nada por evitarlas, ahora no es así, nosotros sí contamos con una tecnología que podría evitar el desastre.

Por supuesto, contar con la tecnología no es suficiente, para que sea útil tenemos que probarla y eso es lo que van a hacer la NASA y la ESA mediante dos misiones espaciales que se agrupan con el nombre de AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment). La primera de las naves, de nombre DART, será lanzada en 2021 y tendrá como objetivo un sistema doble de asteroides que tienen el nombre de Didymos. Didymos es un sistema formado por dos cuerpos que orbitan uno alrededor del otro con un periodo de 12 horas. Uno de ellos, el mayor, denominado Didymos A, tiene 780 metros de diámetro. El segundo, más pequeño y objetivo de la misión, es Didymos B y tiene un diámetro de 116 metros.

Cuando la nave DART alcance el sistema, en 2022, chocará con el asteroide más pequeño a una velocidad de 24.000 km/h. El impacto será lo suficientemente potente, no para destruirlo, sino para modificar su órbita. La idea es calibrar la capacidad real que tiene nuestra tecnología de modificar la trayectoria de un cuerpo que amenace la Tierra en el futuro. Si todo sale como está previsto, el choque reducirá el periodo de la órbita de Didymos B alrededor de su compañero en 10 minutos. Puede parecer poco, pero una desviación mínima en la trayectoria de un cuerpo que amenace la Tierra, si se lleva a cabo a gran distancia, puede ser suficiente como para que el asteroide evite la colisión con la Tierra. Los resultados del impacto serán evaluados con la misión Hera, de la ESA, que se encontrará con el asteroide más tarde.

Referencias:
Double Asteroid Redirection Test (DART) Mission


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