Los laboratorios están llenos de animales

Rata Lobund-Wistar usada en laboratorio. Foto cancer.gov

Rata Lobund-Wistar usada en laboratorio. Foto cancer.gov

Es una cifra difícil de estimar. Y de digerir. En el mundo cada año se usan hasta 100 millones de animales para ensayos de variada naturaleza, desde probar toxicidad de nuevas medicinas hasta para estudios conductuales.

Gatos, perros, ratones, peces, gusanos se incluye en las múltiples órdenes, familias y especies utilizadas. Continuar leyendo

El gusano que vence al pájaro

mosquita

Esta es la polilla en la que se convierte el gusano. Cortesía Andy Reago & Chrissy McClarren

La naturaleza te da sorpresas, algunas de ellas de pequeños gigantes, como el gusano de la polilla Amorpha juglandis.

Parece presa fácil para un pájaro pero guarda un as bajo la manga: emite un sonido que suena como la voz de alarma de un ave, lo que asusta a su cazador.

Al comienzo, los científicos sospechaban que los pájaros solo se sorprendían por el ruido, pero un nuevo estudio presentado en el Simposio de Comunicación Acústica de Animales en Omaha sugiere un mecanismo más sofisticado: el silbido de los gusanos parece en verdad el de un ave, lo que hace que los depredadores se alejen.

Es el primer caso de un sonido engañoso entre un insecto y un ave, una nueva forma de defensa de un insecto”, de acuerdo con Jessica Lindsay, autora principal del estudio, del laboratorio de Kristin Laidre en la Universidad de Washington.

Cuando son picoteados por un pájaro, los gusanos silban comprimiendo sus cuerpos como un acordeón, forzando el aire a través de unos agujeros especializados en sus lados. Los silbidos suenan muy alto considerando que son insectos de 4 centímetros. Se han medido de 5 decibelios a 5 centímetros de distancia, similar a la disposición de basura.

En un experimento de laboratorio hace unos años, los pájaros respondían al silbido saltando y alejándose, evitando la cacería. Para los autores, se debía a su sorpresa.

Pero Lindsay, esos sonidos eran acústicamente similares a los llamados característicos de alarma que hacen algunas aves. Muchas especies de pájaros producen y reconocen ese sonido, que se da cuando hay un depredador volando, y vuelan a esconderse o se quedan quietos.

La investigadora puso grabaciones de los llamados del gusano, de un pajarito, el carbonero cabecinegro (Poecile atricapillus), y cantos del camachero mexicano (Haemorhous mexicanus) como control.

Los pájaros ignoraron el canto, pero respondieron a los silbidos del gusano en la misma forma: volando a ocultarse, petrificándose o haciendo sus propios llamados. La conducta era igual independiente de la especie.

Las llamadas de alarma engañosas no son comunes, pero es una estrategia que evolucionó en algunas especies”, dijo Tom Flower, ecólogo del comportamiento en Simon Fraser University, citado en The Scientist. Un caso es el de la acantiza parda (Acanthiza pusilla), un pequeño pájaro que imita llamados de otras aves para alejar depredadores que atacan el nido.

La diferencia, dijo, es que los gusanos imitan el sonido de alarma del mismo depredador.

Nos parecemos a un gusano, sugiere estudio

Tendríamos menos genes, aunque no dejaríamos de ser por eso menos complejos.

Sí, un nuevo estudio actualizó el número de genes que poseemos los humanos, esos que pueden generar proteínas, y encontró que solo tenemos 19.000, unos 1.700 menos que evaluaciones previas.

El estudio fue publicado en Human Molecular Genetics y concluyó además que la mayoría de esos genes tienen sus ancestros antes de la aparición de los primates hace 50 millones de años.

Nuestra historia viene de mucho más atrás.

El encogimiento del genoma humano es como los científicos describen las continuas correcciones al número de genes codificadores de proteínas que ha culminado con los cerca de 19.000 genes descritos en este trabajo.

“La parte codificante del genoma que produce proteínas está en movimiento continuo, Nadie podía haberse imaginado hace unos años que tan pocos genes pudieran hacer algo tan complejo”, dijo Alfonso Valencia, del CNIO, centro español de investigación en cáncer, quien encabezó el estudio.

Una de las hipótesis derivadas de la investigación es que más del 90% de los genes humanos producen proteínas que se originaron en metazoarios u organismos multicelulares del mundo animal hace cientos de millones de años. Cerca del 99% de esos genes estaban antes del surgimiento de los primates.

Para David Juan, otro investigador, el número de nuevos genes que separan los humanos de los ratones, esos genes que han evolucionado desde la aparición de los primates, puede ser menos de 10.

Eso contrasta con los más de 500 genes humanos con orígenes desde la aparición de los primates.

El estudio acerca el número de genes que tenemos a los gusanos Caenorhabditis elegans, gusanos de solo 1 milímetro de longitud y aparentemente menos complejos que nosotros.

Gusanos construyen casas de interés social

Este es el caso del gusano que construye casas de interés social. Sí, los gusanos enrolladores de hojas, considerados plagas en muchas regiones, cumplen un papel ecológico grande.

Los del género Anaea son las larvas de las mariposas alas de hoja, llamadas así porque sus alas semejan hojas muertas. Se protegen en su etapa de gusano al enrollarse en una hoja, como un cigarro envuelto y se aseguran con una seda que producen.

Los Anaea solo usan su ‘cabaña’ de hojas durante una semana más o menos, pero las hojas enrolladas permanecen hasta un año, lo que permite que distintos artrópodos tengan vivienda.

De acuerdo con un estudio aceptado para publicación en Ecology, esas moradas sirven de hogar a más de una docena de artrópodos.

Camila Vieira, ecóloga de la Universidad de Campiñas en Sao Paulo, Brasil y el biólogo Gustavo Romero tomaron hojas enrolladas o no de 67 plantas Croton floribundus, favoritas de esos gusanos. Enrollaron unas y las examinaron cada 15 días. Los resultados fueron contundentes: durante la temporada seca de junio a septiembre, el número de especies de insectos que usaron esas viviendas fue 9 veces más grande que el número d especies halladas en las hojas lisas. E incluso en la época lluviosa de diciembre a marzo, había 5 veces más especies en las hojas enrolladas que en las otras.

“Toda la comunidad de artrópodos que alberga esa planta están influenciados por las hojas enrolladas de los gusanos”, dijo Vieira a OurAmazingPlanet.

En total en las hojas enrolladas los investigadores encontraron más de 9.000 artrópodos de 433 especies. En la temporada seca, las hojas enrolladas en 60 plantas de la selva brasileña albergan más de 3.000 bichos, incluyendo arañas, escarabajos, grillos y gusanos, incluido otro distinto a los Anaea que parece toma ventaja del nido ya construido por lo que se evita ese trabajo.

Los autores creen que las hojas enrolladas son como unos micro ambientes que protegen los artrópodos de la nociva radiación ultravioleta y que evita que se deshidraten. Como aquellos gusanos están por todos lados, son fundamentales en el ecosistema.

Demuestran que las plantas piden ayuda cuando las atacan

En un sorprendente hallazgo científicos reportaron que cuando algunos insectos peste ponen sus huevos sobre una planta, se activa la producción de esencias que afecta diferentes miembros de esa comunidad vegetal quizás con el propósito de que se liberen de la peste antes de que sea dañina.

Nada menos que un grito de alerta.

Los resultados fueron publicados en el journal Plos One por investigadores del Laboratory of Entomology of Wageningen University and the Netherlands Institute of Ecology (NIOO-KNAW).

El equipo, encabezado por Nina Fatouros, examinó cómo avispas parásitas, enemigas naturales de una peste común del repollo, la mariposa blanca del repollo, y de mariposas hembra con huevos, respondían a la mostaza negra, pariente del repollo, que emitía esencias durante la fase inicial del ataque herbívoro, cuando los huevos son puestos.

Demostraron que la postura de huevos de la mariposa activaba cambios químicos y estructurales específicos en la planta que atrae distintas avispas atacando los huevos o las orugas y repeliendo las mariposas que ponían huevos.

Notaron sin embargo que la puesta de huevos por una peste menos común, la chapola del repollo, no activaba tales cambios.

Una respuesta específica de la planta a la puesta de huevos de la mariposa puede ayudar a defenderse por sí misma antes de que comience el daño real de los gusanos que eclosionen.

Foto cortesía N. Fatourus-Lab of Entemology

La planta carnívora más extraña

La más sofisticada herramienta de caza acaba de ser detectada en una planta brasileña.

Sí: de caza. Mediante hojas pegajosas que permanecen enterradas, la planta captura y digiere gusanos, una forma desconocida de proveerse alimento en plantas carnívoras.

La planta, Philcoxia minensis, se encuentra en las llanuras tropicales de Brasil, y aunque algunas de sus pequeñas hojas crecen sobre la superficie, la mayoría yace debajo de la superficie de las arenas blancas donde crece.

El hallazgo fue presentado en Proceedings of the National Academy of Sciences.

Cuando la planta fue documentada por primera vez, los científicos notaron las hojas redondeadas soportadas por yemas y terminadas por glándulas que segregan una sustancia pegajosa. Todos esos son indicativos de una planta carnívora, pero nunca se le vio en acción.

“Por lo general pensamos que las hojas solo son órganos fotosintéticos, por lo que a primera vista luce extraño que una planta tenga hojas subterráneas, donde hay poca luz”, dijo Rafael Silva Oliveira, ecólogo de la Universidad de Campiñas en Brasil, a LiveScience. “¡Por qué favorecería la evolución la persistencia de este rasgo aparentemente desfavorable?”

Al sospechar que podría ser una planta carnívora los científicos examinaron si podía digerir y absorber nutrientes de varios nemátodos que terminan atrapados por el pegajoso aditivo.

Los análisis químicos de las hojas mostraron que descompone y absorbe los gusanos. Las hojas poseen igualmente actividad enzimática digestiva similar a la conocida en plantas carnívoras, lo que indica que los gusanos nos e descomponen naturalmente.

Los investigadores especulan que las hojas atrapan los gusanos y leugo secretan enzimas que digieren los gusanos.

Datos de Nature indican que apenas 0,2% de las plantas con flores son carnívoras, dato que podría estar subestimado.

Foto cortesía PNAS

Gusanos regresaron de viaje al espacio

Con éxito, sanos y salvo, no se sabe si estresados o extrañando la Tierra, regresaron a casa gusanos que durante seis meses estuvieron en órbita alrededor del planeta entre 1.60 y 2.000 kilómetros de altura.

Los animalitos fueron alimentados todo el tiempo por un sistema de cultivo completamente automático, operado a remoto, que cada mes los transfería a un caldo de cultivo líquido.

El sistema también los filmó nadando en ese medio, por si de pronto no regresaban a casa conocer posibles cambios en su comportamiento.

En sus 6 meses en la Estación Espacial, los gusanos C. elegans, pasaron 12 generaciones. Exhibieron la misma conducta natatoria cuando fueron alimentados y actuaron similar a sus congéneres en Tierra cuando soportaron hambre.

Los resultados del estudio fueron publicados en el Journal of the Royal Society Interface y demostraron que los gusanos se podían desarrollar desde el huevo hasta la adultez, y tuvieron descendientes al mismo ritmo que sus parientes en tierra.

Los resultados sugieren que estos gusanos sirven como modelo para detectar cambios en el crecimiento animal, la reproducción y el comportamiento en respuesta a las condiciones ambientales de un vuelo espacial de larga duración.

Foto Nasa

Crece producción de peligrosas drogas sintéticas

La carrera de las drogas la van ganando los productores. No las drogas farmacéuticas ni esas otras ilegales. No. Hoy cada vez son más frecuentes las drogas recreativas que no están prohibidas, porque sencillamente la química da para mucho.

Un artículo de Mike Cole en Nature explica con claridad lo que sucede. Y aterra en verdad, sin caer en moralismo alguno.

Las fiestas de hoy son extremas. Y tal vez sin límites.

Un reporte el mes pasado del Centro Europeo de Monitoreo de las Drogas y el Abuso de Drogas, continúa la alarma por la aparición de nuevas drogas sintéticas. En 2009 fueron 24, frente a 13 de 2008. Pero en 2010 aparecieron en el mercado 41 sustancias nuevas más.

La mayoría son catinonas, relacionadas con las anfetaminas, o cannabinoides sintéticos. Todas deben haber sido desarrolladas por habilidosos químicos como un desafío al control legal.

Comos e pregunta Cole, ¿deberíamos tratar de mantenernos delante de esos productores y de quienes usan las nuevas drogas? ¿Es valioso el esfuerzo y el gasto de quienes buscan tests para las nuevas drogas con el fin de incrementar las sustancias prohibidas?

Sí, se responde, porque, dice, ha visto el efecto que producen en quienes las utilizan: aparte de los problemas médicos, pueden inducir cambios violentos o peligrosos en el comportamiento.

Pero la lucha no es fácil. Perseguir una droga recreativa exige identificar un compuesto y demostrar que es ilegal, tarea nada fácil. Algunas leyes controlan esas drogas por el nombre y la clase química. Otras sólo prohíben isómeros específicos abriendo la puerta a drogas diseñadas manufacturadas para imitar los efectos pero no la estructura de un compuesto ilegal. Internet ha facilitado el mercado de esos materiales.

Para citar un caso: una nueva droga es la benzylpiperazina, o BZP. Desarrollada por Wellcome Laboratories en el Reino Unido en 1944 como un antihelmíntico para combatir gusanos parásitos en el intestino, fue investigada luego como antidepresivo. Entró a la escena de las fiestas y las rumbas hace una década más o menos, recuerda Cole, como alternativa al éxtasis (MDMA), produciendo efectos similares pero no siendo ilegal en ese momento. Hoy, las tabletas de éxtasis compradas en las calles de Londres o San Francisco contienen probablemente BZP como MDMA.

BZP ejemplifica los problemas que las nuevas y legales drogas suponen para los legisladores: unas son prohibidas en unos países pero no en otros.

El trabajo en el laboratorio de Cole ha demostrado que BZP no es una droga segura. Todos los químicos y añadidos que fueron hallados son tóxicos para el hígado y los riñones, lo que explica fallas en esos órganos de personas que las usan.

La toxicidad depende de la composición y la concentración de las mezclas y los efectos son difíciles de predecir.

El control es un problema, porque se puede elaborar a partir de ciertos compuestos que la hacen más peligrosa por las impurezas.

No es fácil. No es un misterio que, en general, la legislación y su apoyo científico corren detrás de los productores de las nuevas drogas con las que no pocos pretenden alegrar sus fiestas. Así terminen mal.

Especial fin de semana

Acéptelo: las plantas se secretean entre ellas

 

Quizás, tras leer este informe, cambie su pensamiento sobre las plantas. La vieja noción que entregaban los profesores de que son organismos inmóviles que sólo se alimentan y reproducen, no es valedera hoy.

Las plantas no sólo se comunican entre sí, por las raíces o por compuestos volátiles, sino que lo hacen con los animales.

De una u otra manera, han desarrollado formas para saber quién crece en el vecindario y tal como nos sucede a los humanos, algunas crecen mejor en ambientes sociales, mientras que otras se defienden en la soledad.

Hay árboles que, por ejemplo, no se desarrollan bien en presencia de otros miembros de su especie. Un estudio reciente encontró que semillas que acaban de surgir no parecen responder a los químicos de sus parientes mayores. Scott Mangan y colegas del Smithsonian Tropical Research Institute determinaron que cinco especies de árboles tropicales crecen mejor en el suelo donde habitan especies distintas a las suyas.

Esa aversión podría deberse a que los enemigos naturales de un árbol dado, podrían estar en el suelo adyacente. Este proceso ha presionado esos árboles para evolucionar métodos de dispersión como las frutas o las semillas que vuelan, mecanismos que eviten la competencia con sus padres.

No es el único caso, En la Universidad de California en Davis, de acuerdo con una información en Discover, científicos hallaron que algunas especies viven mejor si tienen parientes cerca. Envían señales químicas por el aire producidas por el follaje y las ramas, señales vitales para proteger las plantas de un ataque de insectos.

Richard Karbam encontró en otra investigación que plantas idénticas genéticamente crecen lado a lado para defenderse de los herbívoros., incluyendo las orugas y los grillos, de una manera más eficiente que como lo hacen plantas aisladas.

“Son capaces de responder a señales de otros individuos en la cercanía”, dijo Karban, quien investiga si esa protección se extiende a otros miembros de la familia.

Ya en 2007, Josef Stuefer, de Radboud University en Holanda, había precisado que otras plantas como la frambuesa y los tréboles forman redes. Los individuos permanecen conectados unos a otros durante cierto periodo de tiempo, conexiones que les permiten compartir información por canales internos.

Los tréboles, demostró, se secretean por esos canales, por llamarlo así, si hay enemigos cerca. Si una de las plantas es atacada por gusanos, los otros miembros de la red son alertados por las señales internas. Una vez advertidos, las plantas intactas refuerzan su resistencia química y mecánica de modo que se hacen menos atractivas para los gusanos. De este modo pueden estar un paso delante de sus depredadores. Estudios experimentales han revelado que esto reduce mucho el daño que sufren.

Es quizás por todo esto que biólogos evolutivos comienzan a pensar en el comportamiento altruista de las plantas. El altruismo puede haber surgido dado que en determinados momentos mejorar la probabilidad de supervivencia de otro organismo incrementa las oportunidades de reproducción para pasar los genes a los descendientes.

En el American Journal of Botany, Guillermo Murphy y Susan Dudley exploraron el reconocimiento de congéneres entre Impatiens pallida, nometoques como nombre vulgar. Los individuos de esta especie crecen en estrecha proximidad y responden fuertemente a la competencia sobre el suelo. Midieron la respuesta de estas plantas a dos potenciales señales de competencia (cambios en la calidad de la luz –señal sobre el suelo- y la presencia de raíces cercanas –señal subterránea) para plantas que crecían con parientes o con extraños.

La respuesta, hallaron, varía dependiendo de si crecía con parientes o si lo hacía con plantas extrañas, lo que demuestra que es capaz de reconocerlos, revelando un grado interesante de complejidad dado que ambos tipos de respuestas diferían de plantas que crecían sin ningún vecino.

Entre parientes, no aumentaban la disposición de recursos en las hojas ni en las raíces. Antes, aumentaban su elongación y las ramas, lo que puede ser un ejemplo de cooperación familiar para adquirir los recursos sin necesidad de ensombrecer a sus parientes vecinos.

Como la luz es un factor limitante para el crecimiento de esta planta en el bosque bajo donde crecen, si compitiera con sus vecinos era más probable que dispusiera de sus recursos en las hojas.

Eso es precisamente lo que hace cuando se trata de extraños: mueve los recursos a las hojas y menos hacia raíz y yemas, con lo que provee más sombra a sus rivales.

Esta respuesta se da solo en plantas que se desarrollan con otras raíces contiguas, indicando que la comunicación entre raíces debe ser necesaria para reconocer la familia.

Tan importante como eso, es distinguir los enemigos. Por eso algunas se han ingeniado un llamado de emergencia. Ciando la larva de Spodoptera exigua se alimenta en el maíz, este libera unos compuestos volátiles que actúan como un imán para las avispas Cotesia marginiventris, que deposita entonces sus huevos sobre la larva.

Puede decirse entonces que las plantas son organismos sociales más listos de lo que se cree. No tienen voz como la nuestra, pero sí… se guiñan el ojo.

A veces, ganar es morir un poco

Vaya situación: aunque triunfe en la defensa, al fin de cuentas fracasa: se muere. Científicos estudiaron las defensas que usan gusanos que se transforman en las grandes mariposas blancas Pieris brassicae. Y miren lo que hallaron.

Los insectos regurgitan hojas de repollo semidigeridas para hacerse poco agradables a los depredadores. Pero también encontraron que la frecuencia con que usan esa defensa reduce la tasa de crecimiento y el número de huevos que producen, creyéndose que ese perjuicio se debe a la pérdida de alimento por una regurgitación frecuente.

Estos gusanos son objeto de control porque destruyen sembrados de repollo y otros vegetales. El estudio, presentado en el journal of Animal Ecology sugiere que los depredadores naturales, como ciertos pájaros, no necesariamente tienen que consumir muchos gusanos para tener un efecto importante en el tamaño de la población. Se halló que 40% de los gusanos que se defendieron de los depredadores con aquella táctica morían antes de transformarse en mariposas, pese a sobrevivir con éxito el ataque inicial.

El estudio mostró también que en promedio los grandes gusanos ponen 60 huevos, pero aquellos que se defienden contra los depredadores diarios ponen unos 30, lo que indica que los depredadores tendrían un impacto más grande. Esto podría darse en otros casos de insectos herbívoros.

12