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29/2/08

Biotolk. Cruces. 4 de 10. Uruks. Sexo.

La semana anterior explicamos las compatibilidades necesarias entre humanos y elfos para que fueran razas de una misma especie. Nos adentramos además en el estudio de la generación de los Uruk-hai, lo que en último término tiene que llevarnos a decidir si humanos y orcos son o no la misma especie. Para ello teníamos que analizar las diferentes compatibilidades.

Compatibilidad de tamaños
Pese a que los orcos son menores que los humanos, el tamaño no es tan diferente como para impedir la cópula.

Compatibilidad genital
Mmm… tema espinoso. ¿Alguien le ha visto los genitales a un orco/a? ¿Se describen en algún lugar? Porque, claro, los orcos vienen de los elfos pero, ¿siguen siendo mamíferos? ¿ponen huevos? Lo desconozco. El problema no se reduce solamente a un problema de encaje de tamaño de las piezas, como en el Tetris. Las dificultades también pueden venir de que los orcos hayan sufrido modificaciones estructurales importantes en la zona genital (¿Se puede aturdir a un orco con una patada en los co... genitales? ) Pero, bueno, me he propuesto ser optimista. Supongamos que la evolución de los orcos no les ha privado del patrón básico de los mamíferos: pene-vagina, y sigamos adelante.

Compatibilidad de conductas sexuales
Ah! Esta es nueva. Dos especies pueden divergir (pueden aparecer desde una misma especie ancestral) porque una pierda el paso o no encuentre el tono. Son muchas las especies (sobretodo de insectos, aves y mamíferos) que exhiben comportamientos de apareamiento complejos.



Muchos de estos comportamientos tienen componentes genéticos. Si aparece en una población machos que cantan diferentes o que llevan otra onda discotequera, puede estar dándose una divergencia de especies. Es como si en la población de biólogos, los kumbas sólo se aparearan con los kumbas, y los no-kumbas con los no-kumbas. A lo largo de las promociones (perdón, generaciones), obtendríamos dos especies (carreras) diferenciadas: botas (derivados de sus ancestros los kumbas) y batas (derivados de sus ancestros los no-kumbas).

Lo dejamos aquí. En la siguiente entrega continuaremos con el análisis de la compatibilidad de conductas sexuales y nos adentraremos en el mundo microscópico de los gametos.


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27/2/08

Otra razón más para luchar contra la obesidad

Por regla general casi todo el mundo asocia la obesidad con la aparición de otras alteraciones como los problemas cardiovasculares, algunas alteraciones endocrinas como la diabetes de tipo II y la apnea del sueño (aquí). Para agravar aún más la precaria salud de los obesos, ya hace tiempo que también se asocia este problema con un deterioro de las capacidades cognitivas. Si es que en perro flaco todo son pulgas. Perdonad el chiste fácil.

Todavía se desconoce el mecanismo que relaciona la obesidad con los deterioros cognitivos aunque algunos estudios apuntan a que un nivel elevado de triglicéridos en la sangre, rasgo típico de los obesos, puede ser una posible causa. Lo cierto es que algunos estudios han mostrado una correlación entre la pérdida de funciones cognitivas mientras que otros han dado el resultado contrario. El debate está servido.

Una investigación publicada este mismo mes en la revista Endocrinology aporta las primeras evidencias para demostrar la relación entre los triglicéridos y los deterioros cognitivos. Salvando las distancias con los seres humanos, por supuesto, ya que el estudio se realizó con ratones.

Para realizar este estudio utilizaron ratones obesos inducidos a desarrollar obesidad a través de una dieta rica en grasas junto con un grupo control de ratones normales. A estos dos grupos los sometieron a una serie de ejercicios para demostrar su capacidad de aprendizaje. Los resultados de estas primeras pruebas demostraron que los ratones obesos tenían problemas de aprendizaje respecto a los ratones normales. A continuación trataron a los ratones obesos con un fármaco, el gemfibrozilo, que redujo los niveles de triglicéridos en la sangre de los animales y su comportamiento en las pruebas de aprendizaje mejoró significativamente. Para demostrar aún más su hipótesis, inyectaron a los ratones normales un triglicérido, la trioleína, directamente en el cerebro y, como consecuencia, observaron que las habilidades para aprender de estos animales empeoraron.

Sin embargo, todavía faltaría esclarecer qué efecto ejercen los triglicéridos en el cerebro para empeorar la capacidad de aprendizaje. Un mecanismo que proponen los autores está relacionado con un fenómeno denominado potenciación a largo plazo. La potenciación a largo plazo es un reflejo de la plasticidad neuronal, es decir, la capacidad que tienen nuestras neuronas de establecer nuevas conexiones con otras neuronas. La plasticidad neuronal es indispensable en los procesos de memoria y aprendizaje. Los autores también diseñaron un experimento para estudiar la potenciación a largo plazo y observaron que se producía una pérdida de esa capacidad asociada a niveles elevados de triglicéridos.

Falta todavía realizar más estudios que corroboren estos resultados, no obstante, si algo está claro es que existe otro motivo más para luchar contra la obesidad, una de las peores pandemias a las que se enfrenta el mundo desarrollado.

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23/2/08

Knocking on lymphocytes' door

Siempre ha pasado y siempre pasará. Parece que hay unos que tienen mejor suerte en la vida que otros. Yo me cuido, como mucha verdura y nada de carnes rojas, miro siempre al cruzar y nunca hablo con extraños. Pero por muchas precauciones que tome hay acontecimientos en mi vida que no puedo controlar, que no dependen de mi comportamiento sino más bien de mi predisposición genética. ¡Pués vaya gracia!

Entre estos acontecimientos “incontrolables” está la facilidad o susceptibilidad a sufrir infecciones víricas, como por ejemplo por el virus VIH-1, responsible del desarrollo de SIDA. Los estudios clínicos demuestran que existe una gran variabilidad en la eficiencia de infección de este virus. Algunos indivuduos incluso son resistentes a la infección por el virus pese a haber estado expuestos a él en numerosas ocasiones. Entre los individuos infectados también existe una gran variabilidad en la progresión del SIDA.
Si llama a la puerta de vuestros linfocitos, no le abrais. Por Flickr.


Para conocer más en profundidad y mejorar así los tratamientos de prevención de la enfermedad, es de gran interés conocer los mecanismos que determinan la susceptibilidad a la infección. Debido al gran interés en encontrar genes responsables de determinar la facilidad con la que un virus puede infectar una célula, los investigadores buscan herramientas que les ayuden a analizar a gran escala el genoma humano en busca de estos genes. Ya se había hecho antes, en ratones para la infección con adenovirus y en mosquitos para el virus del dengue. Algunos investigadores ya habían estudiado algunos genes de los huéspedes que parecían responsables de esta susceptibilidad a la infección por VIH-1 (CCR5, 32 o HLA) pero variaciones en estos alelos no explicaban todas las variaciones fenotípicas observadas. Ahora, se ha conseguido realizar un estudio a gran escala en humanos para el virus VIH-1 que ha arrojado nuevos datos.

Como intuireis, estos estudios presentan grandes inconvenientes al trabajar con humanos. En primer lugar no se pueden hacer estudios partiendo de datos obtenidos de familias, ya que existen pocos casos de infecciones múltiples dentro de una misma família, si descartamos los casos de herencia vertical (la enfermedad es heredada directamente del padre o la madre y no es fruto de una nueva infección). Además, los estudios de susceptibilidad con el virus del VIH-1 a menudo se confunden con diferencias en la virulencia de la cepa viral que está infectando. Por este motivo se ha diseñado un nuevo método de análisis masivo del genoma. En este método se han utilizado linfocitos inmortalizados procedentes de 15 famílias (nada más y nada menos que 198 lineas celulares en total) para ser infectadas con el virus VIH-1. Mediante análisis estadísticos de la asociación entre susceptibilidad a la infección con el virus y variaciones génicas se ha llegado a localizar un alelo responsable de esta mayor susceptibilidad a la infección del virus. La presencia de este alelo en las células se ha asociado a una mayor carga viral, una evolución más rápida de la inmunosupresión y en general una progresión más rápida de la enfermedad.


Estos resultados no pueden considerarse concluyentes, ya que aún se deberán realizar más pruebas in vivo, pero encaminan los futuros estudios sobre SIDA.


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22/2/08

Biotolk. Cruces. 3 de 10. Humanos, elfos y Uruk-hai.

En el capítulo anterior llegamos a la conclusión que humanos y elfos eran la misma especie. Pero, ¿qué quiere decir exactamente que son la misma especie? Quiere decir que pueden tener hijos fértiles y para ello se tiene que dar la compatibilidad de diversos factores:

  • Compatibilidad de tamaño: Humanos y elfos tienen tamaños de cuerpo similares.
  • Compatibilidad genital: Los genitales de hombres/elfas y mujeres/elfos deben de ser compatibles para permitir la cópula. Si uno de las dos razas tuviese un miembro desproporcionado para las hembras de la otra raza, la cópula sería imposible.
  • Compatibilidad gamética: Los elfos producen gametos (espermatozoides y óvulos) reconocidos por los gametos de los humanos.
  • Compatibilidad cromosómica: Los miembros de una misma especie deben presentar el mismo número de cromosomas y, además, éstos deben contener prácticamente la misma información, los mismos genes en los lugares correctos.

Todo esto se da entre elfos y humanos, con lo que podemos deducir que los elfos tienen 23 pares de cromosomas con una configuración génica prácticamente idéntica a la de los humanos.

Uruk-hai

Los Uruk-hai son creaciones de Saruman, en otros tiempos el mago bondadoso más poderoso de Tierra Media. Saruman creó una nueva “raza” mediante “técnicas oscuras” a partir de humanos y orcos. Está claro que Tolkien no se refería al simple fornicio, se estaba refiriendo a técnicas de ingeniería genética (oscuro y alargado es el brazo de Melkor). Parece, pues, que humanos y orcos necesitaron “ayuda” para cruzarse. ¿Significa que son especies distintas? Para resolver esta cuestión vamos a tener que llegar de nuevo al tema de las compatibilidades. Pongámonos optimistas y saltemos al ruedo del cruce entre (posibles) especies diferentes.

Pero creo que lo dejaremos para la siguiente entrega.


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17/2/08

Biotolk. Cruces. 2 de 10. Especies y medio-elfos.

La semana pasada os molesté con la presentación de esta serie, así como con una visión muuy somera de las principales “razas” tolkianas. En esta entrega, abordaremos el concepto de especie y nos adentraremos en el estudio de los medio-elfos como híbridos entre humanos y elfos.

Antes de seguir, conviene aclarar qué se entiende por especie. Una especie es aquel conjunto de organismos que son capaces de reproducirse entre sí (tener hijos) y dejar descendencia fértil (tener nietos, bisnietos, etc.). Fijaos que en la definición no entra el aspecto físico externo, puesto que hay individuos de una misma especie que externamente son muy diferentes (por ejemplos, ciertos patos y patas) y hay especies cuyo aspecto externo es prácticamente idéntico, pero son incapaces de reproducirse entre ellas.

Cuando dos “candidatas a especie” pueden cruzarse y tener nietos, bisnietos, etc., se considera que son la misma especie. Cuando su reproducción no cumple alguna de las condiciones necesarias, se las considera razas diferentes.

¿Qué ocurre en el mundo de Tolkien? ¿Cuáles de las mal denominadas “razas” son especies diferentes y cuáles son la misma especie? Para responder a esta pregunta, deberemos fijarnos en los cruces documentados entre ellas.

Medio-elfos

Que humanos y elfos pueden cruzarse está más que demostrado. El primer cruce que se conoce es el de Beren (humano) y Lúthien (elfa) y que tantas páginas ha llenado. A partir de aquí, todo su linaje es un continuo cruce entre estas dos razas hasta llegar a los hermanos medio-elfos Elrond (el agente Smith de Matrix) y Elros (antepasado de todos los reyes de Númenor, y por tanto, de Aragorn, también conocido como Alatriste). Como se puede comprobar, no sólo pueden tener hijos, sino que su estirpe perdura. Además, el cruce se da tanto en el sentido hombre-elfa (Beren y Lúthien), como en el sentido mujer-elfo (la nieta de éstos se caso con el elfo Eärendil).

Por tanto, elfos y Humanos pertenecen a la misma especie. El dios supremo utilizó el mismo molde genético para los dos.

¿Qué quiere decir exactamente que son la misma especie?

La respuesta a esta pregunta, en el siguiente capítulo.


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Algunos comentarios sobre la homeopatía

A esta humilde colaboradora le gustaría realizar unas observaciones a algunos comentarios frecuentes que suelen realizar los usuarios felices (que los hay) y defensores varios de la homeopatía...Si se os ocurre algún otro estaremos encantados de incluirlo. Los principios básicos
en los que se basa la homeopatía (la fuerza vital, la ley de semejantes, la individualización y las dosis infinitesimales) se dan por conocidos, pero tenéis un resumen aquí.

-El éxito de la homeopatía no se puede explicar por el efecto placebo, ya que también funciona en niños y animales, que no muestran efecto placebo.


Los niños pequeños y los animales, pese a que no se les atribuye tener plena consciencia como un ser humano adulto, manifiestan curaciones espontáneas como cualquier hijo de vecino, que también se engloban bajo el término "efecto placebo". El efecto placebo no es un término riguroso que defina solamente las consecuencias de la sugestión supersticiosa de una mente racional y pensante sobre su curación. Aunque normalmente se utiliza esa expresión para referirse al efecto de prácticas rituales y de la fe en la curación, en realidad engloba cualquier efecto no específico sobre la salud, sean cuales sean sus causas. El efecto placebo es un término genérico que designa la multitud de explicaciones que pueden estar detrás de que humanos o animales manifiesten procesos de mejoría o curación espontánea en ausencia de principio activo farmacológico (que es un fenómeno observable en los ensayos clínicos): efectos del contacto físico con el experimentador, artefactos experimentales, particularidades inespecíficas del organismo en concreto, dieta, desviaciones estadísticas, tiempo atmosférico, influencias de la luna, estrés ...¡el efecto placebo se está investigando desde hace décadas!
De hecho, precisamente porque en niños y animales támbién es necesario discernir entre los efectos derivados de un tratamiento farmacológico y los efectos derivados de otra rocambolesca explicación, es por lo que es obligado utilizar también los ensayos clínicos randomizados, controlados y doble ciegos en las investigaciones que conciernen a niños pequeños y a animales, y en general se incluyen los grupos control en cualquier experimentación con seres vivos (incluso a nivel de cultivos celulares).

-En la medicina tradicional también se usan medicamentos basados en el principio homeopático de dilución infinitesimal, por ejemplo las vacunas, que contienen cantidades muy pequeñas del microbio o virus causante de la enfermedad y que pese a todo son suficientes para que el organismo genere resistencia.

Las vacunas no pueden compararse en modo alguno con los preparados homeopáticos. Los preparados homeopáticos son diluciones infinitesimales de una sustancia (que evidentemente no siempre es un microrganismo patógeno), hasta el punto de que no hay trazas detectables de principio activo en el preparado. Las vacunas están compuestas por antígenos purificados del microbio causante de la enfermedad o por los mismos patógenos inactivados o atenuados, en dosis bajas pero suficientes para que sean detectadas experimentalmente, pero sin comprometer la salud del receptor de la vacuna. Además en el desarrollo de las vacunas es obligatorio completar los ensayos clínicos randomizados, controlados y doble ciegos de rigor, antes de ponerla a la venta. No se basan en níngún principio homeopático de dilución o agitación y responden a todos los procedimientos experimentales de la ciencia "tradicional".


-La homeopatía se conoce desde hace 200 años, si no funcionara no hubiera durado tanto.

Que una creencia (sobre todo si lleva tras de sí un negocio de pingües beneficios) se mantenga durante muchos años no tiene relación con que sea cierta o falsa: el paso de los años no constituye una forma de demostración en sí misma. Esto es algo que saben bien los médicos pues a lo largo de la historia de la Medicina se han mantenido creencias médicas erróneas y horribles que tardaron siglos en corregirse; la teoría de los humores, por ejemplo, provocó que los matasanos practicaran sangrías a discreción a los pacientes pensando que eso sanaría su enfermedad, y tuvieron que pasar un par de siglos antes de que los medicos quedaran convencidos de que no constituia un beneficio en la mayoría de casos, y sí un perjuicio. Semmelweis murió loco antes de convencer a sus colegas de que tenían que lavarse las manos antes de atender partos. Y en el resto de disciplinas científicas hay casos más sangrantes, como la creencia de que la Tierra era plana o el creacionismo, que sigue vigente con el lavado de cara del diseño inteligente.
Los preparados homeopáticos son inofensivos en sí mismos: no causan más daños que al bolsillo y no producen efectos secundarios, razón suficiente para que no sean retirados de inmediato y se mantenga su uso. Además, los usuarios descontentos con la homeopatía se cuidan mucho de reconocerlo para evitar burlas y críticas, con lo que hay un sesgo a la hora de recoger opiniones sobre la homeopatía. Los preparados homeopáticos viven un auge de publicidad y presencia en los medios, hay muchos intereses económicos detrás: pero la popularidad tampoco constituye una demostración de efectividad.

-En los ensayos clínicos randomizados, controlados y doble ciegos tradicionales se suele demostrar que la homeopatía no funciona, pero se debe a que no es correcto aplicarlos a la homeopatía, sólo sirven para la medicina tradicional.

El uso de controles y la reducción al máximo de los efectos artefactuales y del azar en la experimentación viene derivado del uso del método científico, que es el sistema racional por excelencia de probar una hipótesis y desechar las creencias falsas y los prejuicios. El diseño de los ensayos clínicos garantiza que ni el azar, ni el efecto placebo, ni el interés sesgado del investigador, interfiera en las conclusiones. De otra manera cualquiera podría demostrar lo que le viniera en gana ajustando el diseño del experimento a sus propios intereses. En ciencias como la farmacología, no basta con la observación empírica de un fenómeno para dar ese conocimiento como cierto.

-Hay estudios que demuestran que el agua tiene memoria y se acuerda de las moléculas que han estado en contacto con ella.

Esa afirmación se basa en la manipulación de los conocimientos químicos que se tienen sobre las diferentes estructuras de la molécula de agua, de las cuales podéis aprender mucho aquí (está en inglés). Los defensores de la homeopatía deben explicar cómo tras una dilución infinitesimal de un soluto esas estructuras se mantienen estables tras la dilución, las agitaciones y la ingestión por parte del paciente, o qué pasa con las estructuras causadas por las impurezas inevitables incluso en el agua más pura, que también pueden considerarse como solutos.
Además, demostrar que en el agua existe un efecto memoria estable, dependiente del soluto, predecible y mantenido en el tiempo no es lo mismo que demostrar que ese efecto cura enfermedades de forma significativamente mayor que un placebo. Es una falacia relacionar una cosa con la otra.


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14/2/08

Origen genético y epigenético de la magia


Si se analizan con detenimiento las relaciones familiares de los libros de Harry Potter, resulta evidente que las habilidades mágicas son hereditarias, es decir, presentan una base genética. Un grupo de investigadores muggle sin habilidades mágicas de la Universidad de Oxford han estudiado los libros de J.K. Rowling para analizar las evidencias que señalan una posible base genética de la magia (aquí).

Para realizar este estudio han utilizado técnicas utilizadas normalmente en genética. En los estudios genéticos, los linajes familiares son herramientas útiles. En los libros de Harry Potter encontramos una buena muestra de linajes familiares completos como la de Sirius Black, una familia que presenta una tradición mágica de cientos de años. En esta familia solo se ha dado un caso de no transmisión de las habilidades mágicas que dio lugar a una descendencia squib. Asimismo, cuando debe determinarse si una enfermedad tiene base genética o está provocada por factores ambientales es muy útil utilizar familias con gemelos, como los gemelos Weasley y Patil. Los dos son monozigotos y presentan claramente habilidades mágicas.

Otra técnica que usan frecuentemente los genetistas son los estudios de adopciones. El propio protagonista, Harry Potter, se encuentra en este caso dado que fue criado por la familia Dursley, todos ellos nacidos y criados en el seno de una familia muggle, tras la muerte de los grandes magos James y Lily Potter. Aunque Harry no fue consciente de sus habilidades mágicas hasta el día de su undécimo cumpleaños, estas no disminuyeron a causa del ambiente muggle. No obstante, probablemente se ven afectadas por factores como la experiencia y el estado emocional.

De todas las habilidades mágicas descritas en los libros de Harry Potter, tres de ellas parecen estar ligadas a genes específicos y, por tanto, directamente heredadas por la descendencia. Se sabe que la capacidad de hablar con serpientes (también conocida como parseltongue) es característica de los descendientes de Salazar Slytherin. Asimismo, Sybill Trelawnet, un profesor de adivinación de la escuela Hogwarts es vidente como lo fue su famosa abuela. Finalmente, Nymphadora Tonos, un personaje del quinto libro «La orden del Fénix», fue capaz de cambiar su aspecto físico (era un metamorfomago) igual que su hijo.

Basándose en los datos presentados a lo largo de los libros, los autores plantean la hipótesis de la existencia de un mecanismo epigenético para explicar la heredabilidad de la magia. La epigenética hace referencia a la cromatina y a las modificaciones del ADN que provocan cambios en la expresión de genes, pero sin la aparición de cambios en la secuencia de DNA. La regulación de la expresión génica se produce a través de la accesibilidad de la maquinaria de transcripción del DNA. La hipótesis que plantean se basa en la existencia de una mutación profunda en un ancestro evolutivo producido en el gen de las histonas, que alteró radicalmente la estructura de la cromatina. Las histonas son los principales componentes de la cromatina, los complejos que constituyen los cromosomas. Estos cambios estructurales en la cromatina generaron la aparición de nuevos lugares accesibles del genoma alterando la regulación génica, incluyendo un nuevo elemento «estimulador de la magia» que guía la expresión de genes relacionados con esta maravillosa habilidad.

En genética, un estimulador (enhancer) es una región corta del DNA a la que se unen una serie de factores de transcripción que estimula la transcripción de algunos genes. Una mutación dominante en el gen de la histona puede provocar la heredabilidad de este efecto epigenético. Dicho mecanismo originado en nuestros ancestros apoya el hecho de que no existan criaturas humanas con habilidades mágicas, como por ejemplo, los elfos domésticos, los duendes o el centauro. Este estudio muestra claramente que algunos aspectos de la magia tienen una base genética que probablemente esté más relacionada con un elemento estimulador de la magia que con los efectos de un único gen.


Esta entrada es una contribución de Max Becker. Original escrito en inglés. Traducido por Vero.


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13/2/08

Lo que nuestra mirada esconde

En general, se admite que todas nuestras células y nuestros tejidos sufren una continua remodelación. Sin embargo, como en todas partes siempre hay excepciones. Hay un tejido que sabemos desde hace tiempo que no se renueva: el esmalte dental. De ahí que con el paso del tiempo se desgaste y si no eres muy cuidadoso con tu higiene bucal acabes teniendo una sonrisa amarillenta y más bien poco atractiva.

Pero no es de dientes ni de atractivo de lo que os quería hablar, sino de ojos. Y más en concreto del cristalino. Y, ¿por qué? Porque según un estudio publicado recientemente, el cristalino es otra excepción a la afirmación con la que empezaba mi entrada.

El cristalino es una estructura que tenemos dentro del ojo justo detrás del iris. Es una lente y tiene como función permitirnos enfocar los objetos que se encuentran a diferentes distancias, un fenómeno que se denomina acomodación. Una característica muy importante de esta estructura es que se forma casi en su totalidad durante la etapa embrionaria y el primer año de nuestra vida. Además, es una estructura que no tiene irrigación sanguínea y es estanca gracias a una membrana que la encapsula. Por ese motivo, es imposible que le lleguen nutrientes ni metabolitos que la puedan renovar y, por tanto, las moléculas que la forman se mantienen prácticamente invariables desde que nacemos hasta que morimos. Al menos en lo que a la composición se refiere, la estructura ya es otro cantar.

En el artículo que antes os mencionaba, los autores aprovechan esa característica del cristalino para calcular la edad de un individuo gracias a un método que se basa en el carbono 14. Ya estoy imaginando algunas caras de incredulidad: ¿la datación por radiocarbono no se utiliza para establecer la edad geológica de las rocas o de restos muy antiguos?, ¿cómo vamos a inferir la edad de un individuo con un material radiactivo con un periodo de semidesintegración es de 5730 años? Se puede porque la estrategia que utilizan los autores nada tiene que ver con el método clásico de datación por radiocarbono.

Los autores se han basado en las variaciones de carbono 14 atmosférico que se produjeron a raíz de las pruebas con bombas nucleares realizadas indiscriminadamente durante los años 50. Esas pruebas provocaron un incremento drástico en las concentraciones atmosféricas de carbono 14. Gracias al Tratado de Prohibición Total de Pruebas Nucleares que se firmó en el año 1968, la concentración de este elemento empezó a disminuir progresivamente gracias, sobretodo, a su difusión hacia los océanos.

Durante los años 50 se realizaron un gran número de pruebas nucleares (De Flickr)


El carbono 14 presente en la atmósfera reacciona con el oxígeno para formar dióxido de carbono. Ese dióxido de carbono se incorpora a las plantas gracias a la fotosíntesis. Posteriormente, los animales se comen esas plantas e incorporan el carbono 14 en sus tejidos. Los seres humanos nos comemos los animales o directamente las plantas y, de esa manera, acabamos incorporando el carbono 14 de la atmósfera en nuestras moléculas orgánicas (llegado a este punto debo recordar que el carbono es el elemento fundamental de todas las biomoléculas). Como la concentración de carbono 14 de nuestros tejidos es indicativa de la concentración de ese elemento en la atmósfera en el momento de su formación y crecimiento, si conocemos las variaciones atmosféricas de ese elemento a lo largo de los años podremos inferir el momento de formación de ese tejido concreto.

Los autores han integrado toda esta información en un modelo matemático que les permite calcular la edad del individuo en función de la proporción de carbono 14 presente en el cristalino. Cabe decir que este sistema no funciona para las personas nacidas antes de los años 50 porque hasta ese momento la concentración atmosférica de carbono 14 se había mantenido constante.

Una vez dicho todo esto, uno se pregunta, ¿no habrá maneras más fáciles de averiguar la edad de un individuo? ¿Qué tal si se lo preguntas directamente a la persona en cuestión? Evidentemente, esta técnica solo tiene valor forense porque tampoco tendría mucha gracia que tuvieran que extirparte el cristalino para determinar tu edad.

De todos modos, me parece muy curioso que a alguien se le haya ocurrido un método científico que combina características anatómicas y fisiológicas muy concretas de un tejido con variaciones atmosféricas desencadenadas por acontecimientos históricos. Interesante.


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10/2/08

Biotolk. Cruces. 1 de 10. Presentación

Empezamos hoy un conjunto de nuevas series divulgativas, BioTolk: la Biología de la Tierra Media. En ella trataré de utilizar el maravilloso mundo creado por J.R.R. Tolkien para explicar diferentes conceptos de la biología. En principio intentaré que puedan ser leídos por no-biólogos y no-frikis: los conocimientos previos requeridos de ambas materias no serán nada complejos. Ver las películas ayudará. Leerse los libros, aún más.

Para abordar esta serie partiré de una sencilla premisa: Todo lo que está escrito en los libros de Tolkien es verdad. Así no podré escaparme por la tangente y deberé darle una explicación convincente. Supondremos que el mundo que imaginó Tolkien ha existido, existe o existirá en otro lugar, universo o realidad alternativa (como más gustéis).

En fin, espero que os guste y que disfrutéis con este ejercicio de frikismo de grado 4. Seguro que yo lo haré (+20 a la siguiente tirada).

La atracción entre especies: Cruces
Presentación de las “especies” de Tierra Media.

En los capítulos de esta sección trataremos el tema de los cruces entre las diferentes “razas” del mundo de Tolkien. Tomémonos un segundo para repasar las grandes razas de las que hablaré en estos capítulos:
  • El dios supremo quería crear individuos inteligentes, pero el dios de la tierra se le adelantó creando a la raza de los enanos. Mineros, bajos, extremadamente peludos y muy robustos. Cuando el dios supremo se enteró hizo que el dios de la tierra pusiera en pausa su proyecto. Es parecido a lo que pasa cuando se para una obra a la espera que venga el político de turno a hacerse la foto.

  • Los elfos fueron los primeros creados por el político; perdón, por el dios supremo. Son altos, esbeltos y tienen multitud de características increíbles: no dejan huella en la nieve, ven en la oscuridad, son inmunes a enfermedades y venenos, e inmortales (excepto por heridas o pena). Por no hablar de las orejas puntiagudas y la ausencia de vello corporal (sin depilación). Bueno, todos excepto el comandante Haldir de la película de Peter Jackson, que podría encender cerillas con la mejilla.

  • Luego vinieron los humanos, también creados por el dios supremo, el cual debería de estar algo cansado. Más bajos, robustos, mortales, y con una peor defensa ante enfermedades y venenos, los humanos de Tierra Media no tendrán nunca el problema de considerarse la cima de la evolución.

  • No se sabe bien de dónde surgieron los hobbits, aunque Tolkien insinúa que provienen de los humanos. Son la raza más baja de todas, con grandes pies peludos y abundante vello, en general.

  • El dios malo (siempre tiene que aparecer uno), “pervirtió” a los elfos, creando a la raza de los orcos. Más bajos incluso que los humanos, presentan pieles oscuras y duras, colmillos afilados, visión nocturna y una vida larga, aunque no son inmortales.


Después de esta larga introducción, la semana que viene analizaremos si humanos y elfos son razas o especies diferentes…


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8/2/08

Animaláticas: Sobre el origen y evolución de las matemáticas.

"-Todo el mundo es especial. -Esto es otra manera de decir que nadie lo es." Los increíbles. Pixar Studios. Esta película de animación por ordenador es una de las muchas cosas que serían imposibles en un mundo sin matemáticas. Nuestra relación, querido/a lector/a, a través de este blog, sería otra de las cosas que desaparecerían. Las matemáticas, en todas sus vertientes, son la base de todo el conocimiento científico y tecnológico del que disponemos. Somos taaaan especiales... ninguna otra especie tiene ciencia, ergo... ninguna otra especie domina o conoce las matemáticas. Pero, como siempre, la cosa no es tan sencilla.

En un buen artículo reciente de PLoS Biology se discute la génesis y evolución de las matemáticas. Gracias a él sabemos que los chimpancés son capaces de entender el concepto abstracto de los números e, incluso, de realizar operaciones sencillas. Como siempre, a nivel de un niño (recordad la neotenia, ya tratada en este blog). Comenta además, distintos estudios de comportamiento de primates en relación con el trabajo numérico y llegan a la conclusión de que hay una presión evolutiva a favor del manejo de números sencillos, mientras que el manejo de los números grandes deja más bien indiferente a la evolución.

Se puede ver de la siguiente manera. Como los propios autores dicen, es importante distinguir entre un árbol que tiene dos frutas, y uno que tenga 10, o entre distinguir en el horizonte las siluetas de 1 depredador o de 6. Por otro lado, no hay mucha diferencia entre un árbol con 35 frutos y uno con 30. Y lo mismo para los depredadores. Con 30 depredadores lo tienes igual de crudo que con 35. Es decir, la evolución ha ido seleccionando los primates con mejores aptitudes para trabajar con los números pequeños. Pero de ahí a la teoría de cuerdas, a las películas de animación o a los marcadores de la Copa del Rey de Basquet, va un mundo. El mundo de los humanos.

Podríamos pensar entonces que los humanos hemos conseguido la capacidad de trabajar con números grandes también por evolución. Pero según los autores esto no sería así. La diferencia la marca la abstracción y la representación de los conceptos numéricos. Poder representar los números y trabajar con estos símbolos es lo que nos ha permitido el salto matemático que nos aleja de nuestros primos. Pero los autores no están seguros de si esta abstracción es patria y potestad de nuestra especie o es debida al ambiente altamente matemático en el que nos criamos. Proponen criar primates en iguales condiciones que a los niños y ver entonces qué pasa con sus habilidades matemáticas. Interesante. Si criamos primates como humanos y se demuestra que no hay tantas diferencias, ¿seremos capaces de aceptarlo?. Si algunos primates demuestran poder dominar las matemáticas, entonces todos seremos especiales.


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7/2/08

Sobre lo que tiran más que dos carretas...

Entre los ejemplos de cáncer hereditario (transmisible a la descendencia, y no meramente genético) el más popular es el cáncer de mama hereditario, o mejor dicho, el síndrome del cáncer de pecho y ovario hereditarios (HBOC en inglés).
Los genes que se encuentran mutados en dicho síndrome posiblemente sean de los genes más populares entre los profanos en la materia: BRCA1 y BRCA2 (de breast cancer).

Si se hereda de un progenitor una copia mutada de uno de esos genes y a lo largo de la vida la otra copia queda inutilizada por otra mutación (que puede deberse a factores ambientales, errores de replicación y otros factores incontrolables), la probabilidad de que se desarrolle un cáncer de mama, ovario, próstata u otros es muy elevada.

Ambos genes son “genes supresores tumorales”; en realidad están implicados en el control del crecimiento y la muerte de la célula, pero cuando fallan, la cascada de crecimiento irregular que ocasionan favorece la proliferación de las células tumorales. El BRCA1 interviene en mecanismos de reparación del DNA y estabilidad cromosómica, y si falla el DNA pronto queda hecho un bebedero de patos: eso confiere susceptiblidad a tener otras mutaciones carcinogénicas.
Sin embargo, su mecanismos exactos de acción no son del todo conocidos.

Desde hace tiempo los investigadores manejan la hipótesis de que las células troncales (madre) que existen en la mama (responsables de los cambios en la mama que tienen lugar durante el ciclo menstrual, embarazo y lactancia) puedan tener relación con dichos genes: más que nada porque en una buena parte de los cánceres de mama las células tumorales dejan de presentar síntesis de ciertas proteínas que también están ausentes en las células troncales normales de mama. Eso hace sospechar que cierto tipo de cánceres se originan en tejidos de células troncales como consecuencia de una desregulación de su proceso de maduración, por el cual se producen células "locas" que retienen propiedades de las células troncales y conducen a tumores.

Seguro que sí, mujer...(Flickr)


Aquí podéis leer un trabajo que relaciona el papel del gen BRCA1 en el destino de las células troncales mamarias humanas y que refuerza esa hipótesis. Los investigadores bloquearon la expresión del gen BRCA1 en cultivos de células mamarias (mamosferas) simulando agregados de células troncales con poder auto-regenerativo y capaces de diferenciarse en células epiteliales y mioepiteliales (responsables de la producción y salida de la leche). Los investigadores descubrieron que este gen era el responsable de las características particulares de las células troncales mamarias, como por ejemplo, que estas células no expresen receptor de estrógenos (cuando está presente responde a estrógenos y promueve el crecimiento de las células) y sí expresen otro tipo de marcadores de diferenciación epiteliales.

Así que si el gen BRCA1 está defectivo (como pasa en mujeres portadoras con mayor suceptibilidad a sufrir cáncer de mama), el estudio de la población de células troncales de la mama puede dar pistas sobre qué clase de malignidades pueden estarse organizando...


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6/2/08

El poder del inconsciente

Según las teorías de Freud, las motivaciones humanas, tanto el miedo como el deseo, son totalmente ajenas a nuestra consciencia. Freud intentó dar al término inconsciente un estatus científico. Sin embargo, sus ideas no eran más que eso y, a pesar de que tuvieron un enorme impacto en la sociedad, lo cierto es que no existía ninguna manera de demostrar la existencia de ese inconsciente del que tanto hablaba.

Sin embargo, el desarrollo de técnicas como la neuroimagen funcional (o tomografía por emisión de positrones) nos permiten hoy día trabajar con el cerebro en funcionamiento y observar qué partes de nuestro cerebro se activan frente a determinados estímulos. ¿Es posible utilizar esta técnica para demostrar la existencia del inconsciente?


Según la teoría del psicoanálisis, nuestro inconsciente o subconsciente nos hace interpretar esta imagen de distintas formas (De Flickr)

Pues parece ser que sí. O si no algo parecido ha hecho un grupo de investigadores estadounidense en un trabajo publicado el pasado mes de enero en PLoS. En este trabajo estudian si estímulos que pasan desapercibidos a nuestra consciencia son capaces de desencadenar los mecanismos de recompensa que producen estímulos captados conscientemente. Los mecanismos de recompensa no son más que una respuesta adaptativa de nuestro cerebro para favorecer aquellos comportamientos que son beneficiosos para nuestra supervivencia. Es por ese motivo que actividades cotidianas como comer o el sexo nos resultan placenteras. En los mecanismos de recompensa están implicadas distintas regiones de nuestro cerebro, especialmente el sistema límbico. Por tanto, la actividad en determinadas regiones del sistema límbico se asocia con la activación de los mecanismos de recompensa.

En cuanto al estudio publicado, el objetivo de los investigadores era comprobar si existe alguna diferencia en la activación de los mecanismos de recompensa entre la respuesta a los estímulos conscientes y la respuesta a los estímulos inconscientes. Para estudiarlo utilizaron a un grupo de personas a quienes les mostraron una serie de imágenes de forma secuencial durante el tiempo suficiente para ser captadas de forma consciente (467 milisegundos). Entre esas imágenes se mostraban durante un tiempo muy breve (33 milisegundos), otras imágenes con algún tipo de estímulo de tipo sexual, relacionado con drogas, desagradable o neutro. Estas últimas imágenes no fueron captadas conscientemente por los individuos, es decir, ninguno de ellos era consciente de haberlas visto. Al mismo tiempo que los individuos observaban las imágenes, eran sometidos a las técnicas de neuroimagen funcional para comprobar qué zonas del cerebro se activaban durante el proceso.

De forma sorprendente, observaron que, salvando algunas distancias, esos estímulos inconscientes activaban las mismas zonas cerebrales relacionadas con los circuitos de recompensa que los estímulos conscientes. Esto implica que nuestro sistema límbico es capaz de desencadenar una respuesta emocional inconsciente e inmediata frente a estímulos de distinto tipo.

Dado que el fenómeno de la adicción está relacionado directamente con los mecanismos cerebrales de recompensa, este descubrimiento puede tener una gran repercusión clínica. Puede ayudar a comprender mejor los casos de individuos afectados de adicciones crónicas.

La verdad es que asusta descubrir que imágenes que ni siquiera percibimos conscientemente son capaces de provocar en nosotros respuestas emocionales. Supongo que todo el mundo ya ha oído hablar de la publicidad subliminal. Yo no me la quería creer, pero después de esto… Ay, si Freud levantara la cabeza…


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1/2/08

A la vejez... neuronas. ¿Por qué se pierde la memoria a corto plazo?

Hoy voy a hacer de carroñero científico. Los grandes trabajos hay que aprovecharlos, y el Scientific American lo es. Referente en cuanto a la divulgación de noticias científicas os lo recomiendo a todos, aunque seguro que ya lo conocíais. Aprovecharé el poco tiempo que he tenido esta semana para resumiros qué han destacado los escritores de esta revista:

¿Se puede mejorar la pérdida de memoria a corto plazo en la vejez? Éste es el trabajo que ha publicado Nature y en el que se ha trabajado con los famosos ratones knock-outs (de los que ya hemos hablado aquí, aquí y aquí). Pero estos ratones son un poco especiales: de las dos copias del gen llamado TIx les falta una; y la otra, se apaga en respuesta al tratamiento con tamoxifen. ¿Qué conseguimos con esto? Que los ratones se desarrollen de manera normal hasta que se les trata con el tamoxifen (pierden la copia que funciona). En ese momento los autores comproven la memoria de los ratones y ven que la pierden progresivamente. El tamoxifen es también un viejo conocido nuestro: lo encontrareis al final del Arcoiris

¿Qué es el TIx? Un gen responsable de la generación de nuevas células (neurogénesis, génesis de neuronas, el griego fácil, pásalo). Cuando apagan el TIx, se dejan de producir neuronas, y los ratones pierden la memoria. Está clara la relación, n'est pas?. Según los autores, sí.

Pero hay que ser cautos al lanzar las campanas al vuelo (preciosa oración, ¿alguien sabe de dónde viene?). Se requieren más estudios para confirmar esta hipótesis, por no hablar que de aquí a lograr estimular el crecimiento neuronal en humanos sin riesgos y sin que sea vetado, atacado, infundiado y/o vilipendiado va un mundo. Que no se os olvide.

P.D: Tengo que reconocer que me gustaría leerme el estudio para ver cómo se evalúa la memoria a corto plazo... y sólo esta. En el artículo del Scientific American dan una explicación, pero, por una vez, me encantaría leerme ese pozo de mentiras a media, ocultaciones esotéricas y colgamiento de medallas que se llama Materiales y Métodos.


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