CONSIDERACIONES Y MALENTENDIDOS EN TORNO AL ADN

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29/OCT/2014

CIENCIA,GENÉTICA

El Día Mundial del ADN que se celebró el pasado 25 de abril, conmemora que en tal día o en sus alrededores se hicieron públicos dos de los avances científicos que más han contribuido a prestar al ADN la importancia que actualmente tiene en nuestra sociedad. Se trata de la doble hélice de Watson y Crick publicada en el año 1953, y del borrador del genoma humano en 2003 por parte de Venter y Collins, en presencia como maestro de ceremonias del entonces presidente Bill Clinton. Confirmando la importancia de dicha molécula en los seres vivos, en la actualidad cada vez más nos llegan noticias sobre descubrimientos científicos relacionados con el ADN que permiten abrigar esperanzas de que la humanidad pueda avanzar por un lado en la comprensión de la naturaleza y el funcionamiento de los seres vivos y, por otro, de que tales conocimientos tenganaplicaciones útiles en medicina, agricultura y ganadería, lucha contra la contaminación etc.

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Pero en torno al ADN y a muchos de los descubrimientos basados en esta molécula existen diversos malentendidos.

Así, hemos visto últimamente, cómo un experimento en el que se ha sintetizado artificialmente nucleótido a nucleótido el ADN de un cromosoma de una levadura se ha interpretado como que se ha logrado sintetizar la vida de forma artificial, o al menos que se ha dado un gran paso para ello. Los que así lo han interpretado (divulgadores, sobre todo, que no los propios científicos que han llevado a cabo el experimento) se basan en que se ha comprobado que tal cromosoma artificial puede sustituir al propio y natural de la levadura sin que haya menoscabo en el funcionamiento de la misma. En el extremo, esta visión de los seres vivos supone que una vez que dispongamos de la secuencia total del ADN de los organismos, y seamos capaces de sintetizar tales secuencias de ADN de forma artificial, se podrán fabricar y modificar a voluntad las células y los organismos.

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Esta idea no tiene en cuenta algunos conceptos básicos de la Genética y de la Biología en general.

  • En primer lugar, que el ADN per se es una molécula ‘muerta’ que ni es capaz de autorreplicarse ni de actuar por si misma para sintetizar las otras moléculas de las células. Se necesita para ello de la presencia de otras moléculas, de proteínas enzimáticas sobre todo. Habría por lo tanto que añadir tales moléculas al posible cóctel para originar la vida de novo; y aunque se puede sintetizar también de forma artificial dichas moléculas,de momento no sabemos muy bien qué hacer para que se plieguen de forma adecuada y sean funcionales.
  • En segundo lugar, no se tiene en cuenta que en las células de los organismos además de las moléculas de ADN y de los cromosomas en los que van existen muchas más estructuras (membranas, citoplasma, mitocondrias…) de las que sabemos todavía menos cómo construirlas y sintetizarlas. Por estos dos aspectos será necesario que en los experimentos de sintetizar la vida de forma totalmente artificial utilizando cromosomas sintéticos, tales cromosomas se deban de introducir en una ‘carcasa’ celular preexistente en las que ya van las moléculas y las estructuras necesarias para que la célula sea funcional.

Este malentendido sobre el papel del ADN en la ‘creación’ de la vida de forma artificial tiene su origen en un malentendido más básico sobre el papel que juega el ADN y sus unidades funcionales- los genes-en los organismos. Este malentendido supone que los genes ‘hacen’ o ‘elaboran’ por si solos los organismos, determinando concretamente su forma, tamaño, comportamiento etc. Pero, según algunos genetistas como Richard Lewontinadecuadamente apuntan, en primer lugar, si los genes con sus mutaciones determinan algo, ese algo son las variaciones que presentan los organismos en sus características, lo que ya demostró Mendel en el siglo XIX. Y en segundo lugar, que un organismo es el resultado de la interacción de tres factores: de los genes que porta, de los factores externos con los que el organismo entra en contacto a lo largo de su vida, y de las interacciones moleculares fortuitas de sus células.

De hecho, los análisis directos del ADN están permitiendo poner de manifiesto que el medio ambiente no sólo suministra los materiales para que actúen los genes y la maquinaria celular en general, sino que hace algo más: puede provocar alteraciones en los nucleótidos que forman el ADN (originando mutaciones en los genes), sino también modificaciones ‘encima’ de tales nucleótidos (originando las llamadas modificaciones epigenéticas, es decir, que están encima de los genes). Y si bien, como se dice más arriba, las mutaciones en los genes son las principales responsables de las diferencias entre los organismos, tambiénparte de esas diferencias se pueden deber a las modificaciones epigenéticas, puesto que estas modificaciones a veces determinan cambios en la expresión de los genes.

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Todo eso hace que cada organismo sea único, incluso en el caso de gemelos y clónicos.

Finalmente, existen dos grandes malentendidos sobre el papel del ADN con respecto a las enfermedades que sufre la humanidad. Y es que en la actualidad se defiende en primer lugar que cada vez más enfermedades son debidas a los genes, y por ello más o menos independientes del ambiente. Pero muy pocas enfermedades (la fibrosis quística o la corea de Hungtinton-mal de San Vito, por ejemplo) son debidas a causas genéticas que actúan independientemente de otros factores como la dieta, comportamiento, clase social, en definitiva del ambiente. Por ello, se puede y se debe actuar en dichos factores ambientales (modo de vida, dieta, higiene etc.) para prevenir y luchar contra la mayoría de las enfermedades. Es decir, que no estamos condenados, a veces sin remedio, por las variaciones en los genes a padecer determinadas enfermedades; se les puede atajar con medidas ‘ambientales’ incluso aunque tengan una base genética clara. Un ejemplo típico de una enfermedad que, teniendo una base genética, sin embargo se puede prevenir con una modificación ambiental sencilla es la fenilcetonuria. Se trata de una enfermedad en la que una dieta pobre en alimentos con el aminoácido fenilalanina evita los problemas metabólicos- sobre todo degeneración neuronal- que se les plantean a las personas que tienen mutaciones en un gen de la ruta metabólica de dicho aminoácido. Y, en general, tales actuaciones sobre el ambiente en que vivimos-dieta, estilo de vida… -son útiles para prevenir enfermedades con base genética más compleja-enfermedades neurodegenerativas, cardiacas etc.

En segundo lugar, también en la actualidad se piensa muchas veces que, tras conocer la secuencia del ADN y de los genes involucrados en las distintas enfermedades, enseguida sabremos la causa de dicha enfermedad y se podrá establecer su terapia. Pero, desgraciadamente, el conocer la secuencia de un gen involucrado en una enfermedad, y el posible cambio o cambios que portan las personas enfermas, no nos dice nada sobre la cadena funcional en la que interviene dicho gen, y cómo los cambios que llevan en su secuencia las personas enfermas alteran tales funciones. Por lo tanto, este desconocimiento dificulta e incluso imposibilita la posible actuación con base científica sobre la enfermedad. Pero tampoco pasa nada, pues muchas veces las enfermedades se han curado sin conocer su base genética-funcional. Y por otro lado, los intentos de curar ciertas enfermedades, en las que sí se ha determinado sin duda la base genética, mediante cirugía-terapia genética (es decir, sustituyendo el gen ‘anómalo’ por otro ‘normal’) no han dado muchos resultados, en parte por problemas técnicos en el proceso de sustitución, y en parte por nuestrodesconocimiento actual sobre el funcionamiento global de los genes y de las células y organismos.

Estas ideas, que pueden contribuir a no caer en malentendidos con respecto al ADN y los genes, deberían de formar parte de un programa educativo general de nuestra sociedad para evitar que se puedan engendrar falsas esperanzas y expectativas.

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Accede al texto original disponible en la página de la fundación madri+d.

Manuel Ruiz Rejón
Profesor de Genética. Universidad de Granada

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VACUNAS,LAS GUERRERAS DE LA INMUNIDAD

BIOMEDICINA Y SALUD: Epidemiología

Por qué es importante vacunar a la población

25 octubre 2014

En plena campaña de vacunación de la gripe estacional y con los colectivos antivacunas en crecimiento, los mayores expertos en España insisten en la importancia médica de este método preventivo. Según los especialistas, que las vacunas salvan vidas es un hecho incuestionable.

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España es un país en el que se ha conseguido una cobertura vacunal superior al 99% de los niños en muchas comunidades autónomas. / Fotolia

El 14 de mayo de 1796, Edward Jenner inoculó la viruela vacuna a un niño sano de ocho años a través de dos cortes superficiales en el brazo. La intención era observar la evolución del virus, que provenía de una pústula del brazo de una ordeñadora, a quien había contagiado la vaca de su señor.

De esta manera tan éticamente cuestionable se consiguió la primera inmunización de la historia, que acabó casi dos siglos después, en 1980, cuando la Organización Mundial de la Salud (OMS) declaró la viruela oficialmente erradicada en todo el mundo. Es la única patología que ha conseguido este reconocimiento hasta el momento.

Las vacunas enseñan al sistema inmunológico a defenderse. Son productos biológicos que activan el organismo para que desarrolle defensas específicas contra diversas enfermedades infecciosas.

Las vacunas, junto a la potabilización del agua, “han sido el mayor descubrimiento en la historia de la medicina”, dice Moreno

“Contienen partes del microorganismo causante de la enfermedad, o bien el germen entero, pero muerto o debilitado”, explica a Sinc Roi Piñeiro, pediatra del Hospital General de Villalba. “Tras recibir la vacuna, a través de una inyección o por vía oral, nuestro organismo produce anticuerpos específicos contra los gérmenes modificados que contiene”.

Piñeiro, miembro del Comité de Medicamentos de la Asociación Española de Pediatría (AEP), añade que, si el sistema inmunológico funciona bien, “estas nuevas defensas creadas nos protegerán frente a los agentes verdaderos causantes de la enfermedad, destruyéndolos y haciendo que no enfermemos”.

Por su parte, David Moreno, coordinador del Comité Asesor de Vacunas de la AEP, afirma que las vacunas, junto a la potabilización del agua, “han sido el mayor descubrimiento en la historia de la medicina. No se debe desaprovechar la oportunidad que ofrecen”.

Para los expertos en vacunología, como José Mª Bayas, médico del Servicio de Medicina Preventiva de Hospital Clínic de Barcelona y responsable de su Centro de Vacunación de Adultos, el escenario que se presentaría si se dejara de inmunizar a la población no es alentador.

“Aunque no sería de la noche a la mañana, en el curso de no muchos años volveríamos a la situación anterior que teníamos hace 30 años en España, cuando había unos 300.000 casos de sarampión y unos 50 o 60 muertos al año. Sin embargo, si hoy se muriera una persona de sarampión, saldría en la primera página de los periódicos”, añade.

Otro caso paradigmático es el de la poliomelitis paralítica, de la que España empezó a vacunar en los años 60. En aquella época, en el país había casi 3.000 casos. Actualmente en el mundo hay unos pocos centenares.

“Todo el cambio conseguido en los últimos 40 o 50 años ha hecho que muchas enfermedades hayan desaparecido de los territorios o hayan quedado reducidas a una proporción muy pequeña. Si no se vacunara volveríamos atrás, repetiríamos la historia”, afirma Bayas.

Las enfermedades infecciosas que puede padecer un niño que no sigue el programa de vacunaciones de su comunidad son: hepatitis B, difteria, tétanos, tos ferina, poliomielitis, sarampión, rubeola, parotiditis (paperas), papilomavirus (virus causante de cáncer de cuello de útero, vagina y vulva en mujeres, cáncer de zona orofaríngea y anal en ambos sexos), sepsis/meningitis por Haemophilus influenzae tipo b y meningococo C.

En algunas comunidades autónomas, también se previenen otras infecciones como varicela (caso de Navarra, Ceuta y Melilla), sepsis/meningitis y neumonías por neumococo (Galicia), ya que se incluyen en las prestaciones sanitarias.

El objetivo, la inmunidad de grupo

La evidencia científica se muestra firme sobre por qué se debe vacunar a la población infantil. En palabras de Piñeiro, existen tres razones para seguir vacunando. La primera de ellas es que muchas enfermedades casi han desaparecido debido a que, precisamente, “España es un país en el que se ha conseguido una cobertura vacunal excelente, superior al 99% de los niños en muchas comunidades autónomas”, afirma.

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En segundo lugar, muchas de las enfermedades frente a las que vacunamos en España son todavía frecuentes en otros países del mundo. “Con las vacunas, evitamos que los viajeros procedentes de estos países puedan introducir de nuevo la enfermedad. Y al mismo tiempo, los españoles vacunados que viajan al extranjero no tienen riesgo de adquirir estas enfermedades y, lógicamente, no pueden transmitirlas a su vuelta”.

Por último, según el pediatra español, si todas las personas dejaran de vacunarse, estaríamos indefensos frente a estas enfermedades, pudiendo aparecer brotes o epidemias con cientos o miles de casos.

En España, de un 3% a un 5% de los niños no se vacuna bien o no recibe ninguna vacuna en el primer año de vida

“Cuando nos vacunamos estamos protegiéndonos a nosotros mismos y también a aquellas personas que por no poder ser vacunadas –debido a alergias, inmunodeficiencias o enfermedades graves– están más expuestas y tienen mayor riesgo. Si todos nos vacunamos, creamos una barrera de personas inmunes que impiden la circulación del agente infeccioso”, sostiene Piñeiro.

Eso es lo que se conoce como inmunidad de grupo, en la que están protegidos los vacunados y, hasta cierto punto, también los no vacunados. “Esto es a condición de que se tengan ciertas coberturas”, mantiene Bayas. “En el caso del sarampión, gravemente contagioso, si se conservan coberturas de más del 90% habría inmunidad de grupo, porque ese pequeño porcentaje de personas no vacunadas estarían protegidas”.

En España, aproximadamente de un 3% a un 5% de los niños no se vacuna bien o no recibe ninguna vacuna en el primer año de vida. Esta cifra aumenta hasta un 5%-10% si se tiene en cuenta a los niños con más de un año de edad.

“Algunos niños no se vacunan por descuido de sus padres, o bien no pueden por tener algún problema de salud específico. Pero sabemos que en algunos casos se debe a actitudes contrarias y agresivas contra las vacunas. Sus argumentos suelen estar basados en conceptos erróneos, no en documentación científica, sino en suposiciones, argumentos pseudocientíficos o, incluso, estudios mal diseñados”, apunta Moreno.

La peligrosa moda antivacunas

El problema más preocupante para los expertos es que está situación está aumentando en los países occidentales, en muchos casos por miedo a los efectos adversos potenciales de las vacunas.

En la web de la Liga para la libertad de vacunación –que no ha respondido a las consultas formuladas por Sinc– se indica que actualmente en España “la administración en general reconoce que la vacunación no es obligatoria pero sigue presionando para que todos los niños se vacunen. Debe prevalecer el derecho a no vacunarse y que tal decisión sea tomada por los padres, que en definitiva tienen la obligación de velar por la salud y educación de sus hijos”.

“Las vacunas han conseguido mejorar nuestra calidad y esperanza de vida con respecto a nuestros propios padres y abuelos. Privar a nuestros hijos de esta posibilidad es una decisión tan libre como ridícula. El hecho de que las vacunas salvan vidas es incuestionable”, opina Piñeiro.

Según Moreno, “las vacunas han demostrado una y otra vez que sus beneficios superan claramente a los riesgos, y estos padres deben saber que están poniendo a sus hijos en peligro de padecer enfermedades infecciosas, en ocasiones, mortales. Deben reconsiderar su postura e informarse de fuentes fiables. Se recomienda que acudan a un centro sanitario en el que profesionales les den un asesoramiento adecuado”.

En España, los llamados ‘antivacunas’ son un grupo creciente. Tal y como subraya Piñeiro, en Inglaterra y en Gales, donde esos colectivos son más importantes, si hay un niño con sarampión o varicela hacen fiestas para transmitirse la enfermedad entre ellos o compartan trocitos de tarta bañados en microorganismos.

En Inglaterra y Gales, si hay un niño con sarampión o varicela, los antivacunas hacen fiestas para transmitirse la enfermedad entre ellos

“Se basan en que la inmunidad adquirida de forma natural tiene menos riesgos que la obtenida a través de las vacunas, y que además es más efectiva y más duradera”, indica el experto. “Pero no habrá ningún pediatra que pueda estar en contra de la vacunación y demostrarlo con evidencia científica. Podrá hablar de su experiencia y de casos relevantes, pero no hay ningún artículo científico que diga que la vacunación es mala”.

Las reacciones graves son excepcionales

Entonces, ¿son seguras las vacunas? Los expertos en vacunología sostienen que las vacunas son medicamentos muy seguros, pues son sometidas a estudios estrictos antes de poder administrarse a la población, y siguen siendo vigiladas incluso una vez comercializadas. No obstante, pueden producir efectos secundarios que por lo general son muy leves.

“Excepcionalmente, una vacuna puede desencadenar reacciones graves en personas alérgicas o con otro tipo de circunstancias especiales”, apunta Piñeiro. “En cualquier caso, es más fácil que nos toque la primitiva a tener una de estas reacciones graves. Si este fuera el motivo por el que algunos no vacunan a sus hijos, entonces que nunca les administren paracetamol o ibuprofeno, por si acaso”.

En los últimos meses, con la actual epidemia mundial del virus de Ébola, el desarrollo y la utilidad de las vacunas ha vuelto a ponerse en evidencia. Esta misma semana, Marie Paul Kiney, subdirectora general de Sistema de Salud de la OMS ha declarado que espera poder enviar las primeras dosis para prevenir el ébola a los países afectados (Guinea, Liberia y Sierra Leona, de momento) a primeros del año que viene.

Si Edward Jenner levantara la cabeza, se encontraría con que las discusiones sobre las vacunas, que él mismo inauguró con su libro Investigación acerca de las causas y efectos de la viruela vacuna –muy polémico en la época–, siguen vigentes. Pero, desde entonces, las vacunas han seguido salvando vidas, la investigación en inmunidad y vacunología no ha parado desde el siglo XIX y las expectativas al respecto son muy altas.

La vacuna de la gripe es especial

La vacunación de la gripe está indicada en personal de riesgo –niños, personal sanitario y personas ancianas–, pero no en toda la población general. Suele tener efectos secundarios leves, como febrícula o pequeño síndrome gripal de menor intensidad.

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Modelo en 3D del virus de la gripe / Visual Science

“La de la gripe no es tan perfecta como las vacunas que están en los calendarios sistemáticos de vacunación. Esto es debido a la peculiaridad que tienen los virus de la gripe, que mutan constantemente”, apunta Bayas.

La diferencia entre la vacuna de la gripe y las otras es que para la comunidad no es tan importante, salvo si es en personal sanitario que sí pueden actuar como foco de contagio. En el resto de población es un beneficio puramente individual: se dejaría de pasar una gripe. “El hecho de que tú te vacunes evita el riesgo de que la cojas ese año. Sin embargo, como al año siguiente el virus de la gripe muta, no te inmuniza para siempre como otras vacunas”, añade Piñeiro.

Desde el año 2005 hasta la actualidad, en la vacunación de gripe estacional de los mayores de 65 años se ha pasado de un 70% a un 57% –las recomendaciones de la OMS están en torno a un 75%–. Cada año mueren en el mundo entre 250.000 y 500.000 personas por este virus.

Fuente:

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UN VOCABULARIO RICO PROTEGE FRENTE AL DETERIORO COGNITIVO

Algunas personas sufren demencia incipiente a medida que van cumpliendo años. Para subsanar dicha pérdida, la reserva cognitiva del cerebro se pone a prueba. Investigadores de la Universidad de Santiago de Compostela han estudiado qué indicadores influyen en mejorar esta habilidad y concluyen que tener más vocabulario es uno de ellos.

 Más información sobre: deterioro cognitivo vocabulario demencia cerebro

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Los resultados mostraron mayor prevalencia de deterioro cognitivo ligero en aquellos participantes que obtiuvieron una menor puntuación de nivel de vocabulario. / Sinc.

Se denomina reserva cognitiva a la capacidad que tiene el cerebro de compensar la pérdida de sus funciones. Esta reserva no se puede medir directamente, sino que se calcula a través de indicadores que se considera que aumentan dicha capacidad.

Una investigación de la Universidad de Santiago de Compostela (USC) ha estudiado cómo influye tener un amplio vocabulario en la reserva cognitiva de las personas mayores.

“Nos centramos en el nivel de vocabulario, teniendo en cuenta que se considera un indicador de la inteligencia cristalizada [el uso de las habilidades intelectuales ya aprendidas]. Lo que pretendíamos era profundizar en su relación con la reserva cognitiva”, declara a Sinc Cristina Lojo Seoane, de la USC, coautora del trabajo que publica la revista Anales de Psicología.

“Con un análisis de regresión, calculamos la probabilidad de que hubiese deterioro en función del nivel de vocabulario que tenían los participantes”, dice Lojo Seoane.

El equipo de investigación seleccionó una muestra de 326 personas mayores de 50 años sanos –222 individuos– y con deterioro cognitivo ligero –104 individuos–. Posteriormente midieron su nivel de vocabulario, junto con otras medidas como los años de escolarización, la complejidad laboral y los hábitos de lectura.

Asimismo, analizaron las puntuaciones obtenidas en las diferentes pruebas, como el subtest de vocabulario Escala Wechsler de Inteligencia para Adultos (WAIS, por sus siglas en inglés) y el test de vocabulario de imágenes Peabody.

“Con un análisis de regresión, calculamos la probabilidad de que hubiese deterioro en función del nivel de vocabulario que tenían los participantes”, asegura Lojo Seoane.

Los resultados mostraron mayor prevalencia de deterioro cognitivo ligero en aquellos participantes que obtiuvieron una menor puntuación de nivel de vocabulario.

“Esto nos llevó a concluir que un mayor nivel de vocabulario, como medida de reserva cognitiva, puede ser protector frente al deterioro cognitivo”, concluye la investigadora.

Referencia bibliográfica:
Cristina Lojo-Seoane, David Facal, Onésimo Juncos-Rabadán y Arturo X. Pereiro. “El nivel de vocabulario como indicador de reserva cognitiva en la evaluación del deterioro cognitivo ligero”, Anales de psicología 30 (3): 1115-1121, octubre de 2014.

Fuente:

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UN EXPERIMENTO DE LA POLITÉCNICA DE CATALUÑA VIAJARÁ EN UN COHETE DE LA NASA

ES EL ÚNICO NO AMERICANO DE LOS SELECCIONADOS

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La NASA lanzará el próximo jueves, día 23, un cohete suborbital que contiene un sistema experimental diseñado y montado por la investigadora Anna García Sabaté, del Laboratorio de Microgravedad de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC). Según informa hoy esta universidad, el proyecto de la investigadora de la UPC es el único no americano seleccionado dentro del programa Flight Oppotyunities de la NASA para realizar experimentos en vuelos suborbitales.

Esta es la segunda vez que un experimento diseñado por Anna García Sabaté en el Laboratorio de Microgravedad de la UPC, ubicado en la Escuela de Ingeniería de Telecomunicación y Aeroespacial de Castelldefels (Eetac) ha sido seleccionado para ser lanzado a bordo de un cohete de la NASA. Los dos experimentos forman parte de la tesis doctoral de Anna García Sabaté, que está dirigida por el profesor Ricard González-Cinca, del departamento de Física Aplicada.

Estudio de los fluidos en sistemas espaciales

El sistema experimental que se utilizará durante el vuelo permitirá estudiar el control, mediante ultrasonidos, de la inyección y el movimiento de burbujas en condiciones de microgravedad.

El cohete en el que viajará el experimento de la UPC llegará a una altura de 130 kilómetros, es decir, 30 kilómetros por encima de la línea de Karman, considerada el límite entre la atmósfera y el espacio exterior

El objetivo de la tecnología que se desarrolla en el Laboratorio de Microgravedad consiste en controlar la dinámica de fluidos bifásicos (líquido-gas) en sistemas espaciales (depósitos de combustible, por ejemplo) para minimizar riesgos y optimizar su funcionamiento durante las misiones espaciales.

Este proyecto se enmarca dentro de las actividades del Laboratorio de Microgravedad de la UPC-Barcelona Tech, en el que se diseñan y experimentan sistemas para aplicaciones espaciales en diferentes plataformas (vuelos suborbitales, vuelos parabólicos y torres de caída) de la Agencia Espacial Europea y la NASA.

El cohete en el que viajará el experimento de la UPC llegará a una altura de 130 kilómetros, es decir, 30 kilómetros por encima de la línea de Karman, considerada el límite entre la atmósfera y el espacio exterior.

Fuente:

http://www.elconfidencial.com

¿POR QUÉ EL OTOÑO ES AMARILLO EN EUROPA Y ROJO EN NORTEAMÉRICA?

10 OCTUBRE 2014

De un tiempo a esta parte, en la economía de la región estadounidense de Nueva Inglaterraestá ganando peso una industria muy peculiar: el otoño. En los últimos años, en estados como Massachusetts, Vermont o New Hampshire, se ha popularizado la actividad del leaf peeping, groseramente traducible como “observación de hojas” y consistente en un tipo de turismo que visita aquellos paisajes para disfrutar de los colores otoñales. La revista Boston Magazine estimaba en 2010 que cada año los leaf-peepers se dejan en Vermont unos 375 millones de dólares. Massachusetts recibe cada octubre dos millones y medio de visitantes, un treinta por ciento de los cuales viaja desde lugares de todo el mundo solo para contemplar el otoño.

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¿Qué tiene el otoño en Nueva Inglaterra? La respuesta es una espectacular gradación de tonos que, como describía el poeta neoyorquino Walt Whitman, comprende “rojo, amarillo, pardo, púrpura, y verdes claro y oscuro”. Cualquiera que lo haya comprobado por sí mismo puede certificar que Whitman no pecaba de exceso de imaginación, a pesar de que en Europa estemos acostumbrados a otoños en los que podríamos adjetivar los colores con muchos matices, pero siempre del amarillo. El fenómeno de que en los otoños de América y Extremo Oriente predominen los rojos, frente a los amarillos europeos, es conocido desde antiguo. Sin embargo, no tan inmediato es comprender el porqué y, mucho menos, el para qué.

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Pero comencemos, como en toda historia, remontándonos al origen. En primavera los árboles y arbustos caducifolios empiezan a producir hojas, los generadores de energía de los vegetales. La planta aprovecha el sol y los nutrientes de la estación favorable para invertir un gran esfuerzo en fabricar hojas y atiborrarlas de clorofila, el pigmento verde capaz de convertir la luz solar y el dióxido de carbono en energía y compuestos orgánicos. Junto a la clorofila se encuentran otros pigmentos amarillos y anaranjados llamadoscarotenoides, como los que dan color a las zanahorias, pero sus tonos quedan enmascarados por el verde.

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Al llegar el otoño, la planta debe recoger velas y prepararse para aguantar los rigores del invierno en un estado de mínima actividad. Las hojas ya no son necesarias, así que la planta deja de producir clorofila y recicla hacia su cuerpo leñoso todos los valiosos nutrientes de sus paneles solares. La hoja muere; pero antes, la ausencia de clorofila deja al descubierto los colores amarillos de los carotenoides. Cuando la hoja se seca y cae del árbol, ya no es más que una cáscara vacía sin nada aprovechable.

Sin embargo, en los árboles americanos y asiáticos sucede algo insólito. Al llegar el otoño,los árboles comienzan a fabricar otro pigmento llamado antocianina, de color rojo. Esto explica el porqué de la diferencia de colores. Otra cosa es entender con qué fin la planta invierte tanto empeño en producir un nuevo pigmento cuando la hoja está a punto de desecharse.

Hasta aquí, los hechos. La pregunta que surge es qué sentido biológico tiene la producción de antocianina y por qué los árboles europeos prescinden de ella. Respecto a lo primero, una teoría sugiere que el color rojo disuade a los insectos. Los áfidos, o pulgones, evitan poner sus huevos en las hojas con antocianina, que las plantas fabrican como señal de “peligro, productos químicos defensivos”. Así, el beneficio es mutuo: los pulgones saben cómo eludir las plantas que podrían matarlos, y estas consiguen evitar la infestación. Los defensores de esta hipótesis la proponen como un ejemplo de coevolución entre un parásito y su hospedador.

Aunque existen otras teorías sobre la función de la antocianina, es esta explicación la que tomaron como premisa los investigadores Simcha Lev-Yadun, de la Universidad de Haifa-Oranim (Israel) y Jarmo Holopainen, entonces en la Universidad de Kuopio (Finlandia) y hoy en la Universidad de Finlandia Oriental. Desde este país escandinavo, el científico israelí explica que en 2008 llegó a Finlandia para tratar de entender el enigma de los colores del otoño en Europa y América. “Alquilé un coche y salí a los bosques para observar por mí mismo qué sucedía”, recuerda Lev-Yadun.

“La naturaleza te enseña cosas que los libros no pueden”.

“Al segundo día, me hallaba en el centro del cinturón que estaba en pleno apogeo de la coloración amarillo-dorado. Conduje unos 600 kilómetros desde Kuopio y vi millones de árboles amarillos, pero también millones de arbustos rojos creciendo bajo los árboles”, relata Lev-Yadun. “En una de mis paradas, mientras tomaba fotografías y notas de campo, comprendí el principio”.

Según Lev-Yadun y su colega Holopainen, que conoce todos los secretos de la ecología local, los árboles y sus insectos atacantes están expuestos a temperaturas extremas en invierno, mientras que los arbustos quedan cubiertos de nieve; “tienen un iglú natural”, señala Lev-Yadun. Así, los árboles no precisan el color rojo porque sus parásitos mueren durante la estación fría, mientras que los arbustos escandinavos necesitan mantener esta protección. Esto fue “el primer paso en la resolución del enigma”, apunta el investigador.

Siendo así, ¿por qué los árboles americanos y asiáticos se han visto obligados a conservar sus señales de advertencia, mientras que los europeos han podido prescindir de ellas? Para resolver el misterio, los científicos ampliaron su foco de estudio a las condiciones geográficas y climáticas en la historia reciente del planeta, y advirtieron una curiosa circunstancia: en Europa las principales cadenas montañosas discurren de este a oeste, mientras que en América y Asia lo hacen de norte a sur. Los humanos vivimos en la Glaciación Cuaternaria, una Edad del Hielo marcada por períodos glaciales, de frío más intenso, y otros interglaciales, como el actual, con temperaturas más moderadas. “De otros estudios sobre los cambios climáticos globales, especialmente en el Pleistoceno, sabíamos que las extinciones [debidas al frío] han sido mucho más fuertes en Europa a causa de la dirección de las montañas”, explica Lev-Yadun. Es decir, que en América las especies, incluyendo los parásitos de las plantas, pudieron emigrar al norte o al sur en función de las condiciones del clima, mientras que en Europa las cordilleras se lo impedían y morían atrapadas por los hielos. Libres de la infestación, los árboles europeos pudieron prescindir del caro peaje de producir antocianina.

“Las diferencias en la riqueza biológica, las extinciones desiguales, la fisiología de los insectos y los distintos mecanismos de defensa de las hojas rojas y amarillas, todo ello combinado respalda la hipótesis”, afirma Lev-Yadun. El trabajo de ambos investigadores, publicado en la revista New Phytologist, “atrajo mucho interés de la comunidad científica y de los medios, hasta tal punto que algunos lo vieron como la solución a muchas incógnitas y dejaron de estudiar la coloración del otoño”. “Pero aún tenemos muchas preguntas que tardaremos años en responder”, concluye el científico.

Javier Yanes para Ventana al Conocimiento

Fuente:

http://www.bbvaopenmind.com

“LA OPINIÓN SOBRE LOS TRANSGÉNICOS CAMBIA CUANDO TU HIJO SE QUEDA CIEGO”

PETER BEYER / CREADOR DEL ARROZ DORADO

– Peter Beyer trata de combatir la deficiencia de vitamina A a través de la ingeniería genética

17 OCT 2014

Peter Beyer, creador del arroz dorado, posa en la Real Academia de Ingenieria. / LUIS SEVILLANO

“Habría que vigilar si el producto es seguro, no preocuparse tanto por el proceso”, se queja Peter Beyer (Hanover, 1952). El profesor de la Universidad de Friburgo se refiere a las trabas que está teniendo que superar el arroz dorado para cumplir las enormes promesas que realizó hace más de 14 años. En 1999, junto a su colega Ingo Potrykus, de la Escuela Politécnica Federal de Zurich, anunció que, gracias a la ingeniería genética, habían creado un arroz capaz de producir beta-caroteno, el precursor a partir del que se produce la vitamina A.

Cientos de miles de niños en todo el mundo mueren por enfermedades que prosperan ante la deficiencia de esta vitamina o quedan ciegos de por vida. En estos países pobres, el arroz es un alimento básico que proporciona gran parte de los nutrientes y, ante la falta de una alimentación más variada, introducir en este cereal un micronutriente básico como la vitamina A podría ser revolucionario. Sin embargo, pese a que más de treinta años de consumo de productos modificados genéticamente no han ofrecido evidencias de riesgos para la salud, las reticencias del público ante estas tecnologías las han rodeado de una regulación inmensa que dificulta llevar al mercado los avances del laboratorio.

El arroz dorado no es una panacea, pero puede ayudar a mejorar el mundo

Década y media después de su presentación, el arroz dorado aún sigue en fase experimental. Pese a las dificultades, Beyer, que visitó esta semana Madrid para ser nombrado académico de la Real Academia de Ingeniería, confía en que este tipo de organismos genéticamente modificados llegarán a la gente “porque son necesarios”. Además del arroz, Beyer y otros científicos trabajan en la introducción de estos rasgos genéticos en alimentos básicos de otras regiones como la yuca o el plátano. Por ahora, insertando un gen del maíz y otro de una bacteria, han desarrollado una última versión del arroz dorado que multiplica por más de 20 la cantidad de vitamina A que proporciona.

Pregunta. ¿En qué punto de su desarrollo se encuentra el arroz dorado?

Respuesta. Hemos puesto a punto varias tecnologías que producen distintas cantidades de beta-caroteno en el arroz dorado, que luego cruzamos con otras variedades de arroz para introducirlas en distintas regiones, con distinta geografía y distinto clima. Estamos haciendo este trabajo, por este orden, en Filipinas, Bangladesh, Indonesia, y también hay algunos planes para India. Falta poco para lograr la aprobación.

Hemos tenido que probar la seguridad de estos organismos modificados genéticamente (OMG) de acuerdo a los estándares internacionales, que son muy estrictos y requieren una gran cantidad de trabajo, un trabajo que, por cierto, no se exige a quienes producen nuevas plantas por hibridación tradicional, y no sé por qué.

Todo este proceso cuesta mucho dinero, pero es mucho menor que la inversión necesaria para intervenciones tradicionales frente a deficiencias de vitamina A, como suplementaciones o pastillas. Estos suplementos no son caros, pero lo es la distribución. La logística para que todo el mundo reciba estos suplementos cada dos meses en las áreas rurales es un problema. Necesitas mucho tiempo para llegar allí y a veces ni llegas. La belleza de esta solución es que esta distribución de semillas tiene que hacerse sólo una vez porque los agricultores podrán reutilizar las semillas.

Se podría hacer arroz resistente a terrenos salinos introduciéndole genes del manglar

P. ¿Los principales obstáculos para lograr que el arroz dorado llegue a los agricultores tienen que ver más con la ciencia o con aspectos regulatorios o de oposición pública?

Lo que se publicó en la revistaScience en 2000 [la prueba de que se podía introducir la provitamina en el arroz] fue solo una prueba de que nuestra idea se podía hacer realidad, pero no era ya un producto. Se producía demasiado poco beta-caroteno. Después, dedicamos cinco años más a mejorar el producto y la cantidad de beta-caroteno que producía. En esta mejora de la tecnología, cambiamos el gen de la azucena que utilizábamos en la primera versión del arroz por un gen del maíz. Después tuvimos que ir realizando cruces para introducir la capacidad de producir el beta-caroteno en distintas especies de arroz, y eso tomó otros cinco años. Más adelante viene el tema regulatorio, tienes que probar la seguridad del producto y varios aspectos más. La industria dice que para llegar desde que sabes que algo funciona hasta el mercado son necesarios ente 10 y 15 años, así que creo que no vamos tan lentos.

P. ¿Tiene sentido esa regulación?

R. Hay problemas muy relacionados con regulación que creo que no tienen sentido. En Europa y en otros lugares bombardeamos las plantas con rayos gamma o neutrones rápidos para producir cientos de mutaciones aleatorias e inútiles y tomar una mutación concreta, llevarla directamente al campo y probar si sirve para algo. Incluso la agricultura orgánica lo acepta. En qué queda esto comparado con la ingeniería de dos simples genes que se sabe precisamente en qué parte del genoma van a ir colocados. El problema es que se regula el proceso y no el producto, algo que tendría más sentido. Imagine que se prohibiese llegar a un tratamiento médico porque se ha desarrollado de una manera diferente a la convencional. Lo que importa es el producto: ¿Es seguro? ¿es útil?

Este proceso es tan caro y requiere tanto trabajo que al final solo grandes compañías lo pueden desarrollar. Nosotros hemos podido realizar este trabajo porque tenemos financiación de la Fundación Bill y Melinda Gates que puede impulsar este proyecto porque sabe que los otros sistemas para aplicar la fortificación y la suplementación son mucho más caros, en términos de miles de millones y no de millones, como es en este caso.

Nuestros ancestros llevan siglos comiendo material genético de otras especies

P. El consenso científico en torno a la ingeniería genética es similar al que hay sobre el cambio climático y sin embargo eso no se traduce en apoyo del público. ¿Por qué?

R. Europa es un caso perdido, pero no piense que por lo que sucede en Europa esta tecnología ha fracasado. No lo ha hecho. Pero aquí hay una caza de brujas. En mi país, Alemania, los partidos más conservadores son tan verdes como el que más cuando se habla de modificación genética, así que no invierten en ello. Lo mismo sucede en África, donde hemos exportado este sentimiento, porque es solo un sentimiento, no hay cerebro en esto.

He estado en África un par de veces recientemente y allí no puedes decir ni la palabra “ADN”, porque la gente entra en estado de shock. Esta discusión es completamente absurda, nuestros ancestros han estado comiendo durante siglos ADN de otras especies. Es estúpido, estoy cansado de esto.

P. ¿Por qué cree que Europa adopta esta postura?

R. Los europeos no entienden que en otros países hay problemas diferentes de los suyos, no comprenden que la opinión sobre los OMG cambia por completo cuando tu hijo se queda ciego, cuando no sobrevive a una enfermedad durante la infancia o le quedan secuelas de esa enfermedad para toda la vida. También es porque aquí, en Europa, disfrutamos de una buena alimentación y no necesitamos estos suplementos.

P. ¿El arroz dorado no puede ser una manera de ocultar el problema de pobreza y desigualdad, que es el origen de estas deficiencias? ¿No sería mejor que se trabajase para que en esos países hubiese un acceso a la alimentación como en Europa?

R. En un mundo ideal todos tendríamos suficiente para comer y podríamos diversificar nuestra alimentación. El problema de la pobreza, la escasez de comida y la distribución entre continentes es algo que ya discutíamos cuando yo tenía 15 años, pero aún no ha cambiado, nada. Vamos a tener otros mil millones de personas en la próxima década. Tenemos menos tierra cultivable, menos agua y si mira a los océanos y observará que están llegando a su límite. La ONU estima que para 2050 debemos doblar la producción de comida, y eso va a ser principalmente alimentos básicos como el arroz.

La situación solo cambiará si esos países entran en una fase que les permita erradicar la pobreza y eso no va a ser fácil ni va a suceder tan rápido. Claro que se puede decir que mejorar los nutrientes que se obtienen de esos alimentos básicos es una solución intermedia. Yo no digo que el arroz dorado u otros cultivos mejorados sean una panacea, en absoluto, pero creo que pueden contribuir sustancialmente a que en unas décadas o en un siglo, este mundo mejore.

P. Pese a la oposición de Europa, ¿es usted optimista sobre la posibilidad de los transgénicos en el mundo?

R. Soy optimista porque se necesitan. No solo se trata de nutrición, se trata de obtener mayores cosechas en el mismo espacio, de poder explotar terrenos que hasta ahora no eran utilizables. Si no queremos deforestar más, tendremos que ir a tierras que hasta ahora no se consideraban. Necesitas, por ejemplo, un arroz que soporte mejor que el actual altos niveles de sal. No tenemos capacidad de obtener ese rasgo a partir de cruces convencionales, pero los manglares tienen esa capacidad para soportar la sal que no tiene el arroz. Hay una gran demanda de rasgos genéticos para hacer frente a temas como el cambio climático, que requerirá plantas con tolerancia a la inundación, por ejemplo y eso llegará desde la ingeniería genética.

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Fuente:

http://elpais.com

EL SUEÑO Y LA MEMORIA EN LA NATURALEZA Y LA TRAMPA DEL SEXO EN LOS INSECTOS SOCIALES

El sueño y la memoria en mamíferos, aves e invertebrados.

Resumen

Sleep apoya consolidación de la memoria. Con base en estudios en mamíferos, la consolidación del sueño dependiente ha sido conceptualizado como “consolidación activa sistema ‘. Durante la vigilia, la información se codifica en una primera tienda (hipocampo). Durante el sueño posterior, algunos de los recuerdos recién codificados son seleccionados para ser reactivado y redistribuido hacia las redes que sirven como almacén de largo plazo (por ejemplo, neocórtex), por el que los recuerdos se transforman en representaciones, más generales-de esquemas similares. Aquí nos pregunta si el sueño de especies no mamíferas podría desempeñar un papel comparable para la memoria. La revisión de la literatura revela que el sueño produce efectos potenciadores de la memoria en todas las especies animales no mamíferos estudiados. Por otra parte, a través de especies algunas de las características de acuñación de la consolidación del sistema activo fueron identificados: Estudios de impresión filial en pollos sugieren que la redistribución de la memoria de impresión hacia sitios de almacenamiento a largo plazo se produce durante el sueño; aprendizaje del canto en las aves parece estar impulsada por las reactivaciones de las representaciones de canciones durante el sueño; estudios de abejas demostraron la selectividad de la consolidación del sueño dependiente, beneficiando a la extinción, pero el condicionamiento clásico no es original. Aunque en general fragmentaria primera evidencia, en especies de no mamíferos sugiere consolidación sistema activo podría ser una función evolutiva conservada de sueño.

Animales durmientes

Copyright © 2014 Publicado por Elsevier Ltd.

PALABRAS CLAVE:

Sueño, aprendizaje, memoria, Mamífero, Invertebrados, aves, la consolidación del sistema activo

PMID:
25305058
[PubMed – según lo provisto por el editor]

La trampa del sexo en los insectos sociales: De la hembra a la perspectiva masculina.

Resumen

El fenotipo del macho Hymenoptera y el papel peculiar de los hombres se ha descuidado y muy poco estudiado, dado el comportamiento cooperativo espectacular de los insectos sociales femeninos. En los insectos sociales que ha habido un progreso considerable en la comprensión de los mecanismos moleculares detrás de la determinación del sexo haplodiploid pero, más allá de eso, se sabe muy poco acerca de la neural, endocrino, y las correlaciones genéticas de la selección sexual en los hombres. Una oportunidad se está perdiendo: el fenotipo masculino en Hymenoptera es un experimento natural para comparar las unidades de naturales frente a la selección sexual. A diferencia de las hembras, los machos no funcionan, por lo general se muestran muy lejos del nido para conseguir pareja, competir entre rivales en vuelos nupciales o para un territorio simbólico en los leks, y participar en conflictos directos o ritualizadas. Mediante la comparación de los datos disponibles sobre las avispas de papel varones con estudios sobre otros himenópteros sociales, resumimos lo que actualmente sabemos acerca de la física, hormonal, neural y rasgos de comportamiento en un sistema modelo apropiado para examinar los paradigmas actuales sobre la selección sexual. En este artículo revisamos el comportamiento masculino en Hymenoptera social más allá de los estereotipos sexuales: el papel sutil de “drones” en la colonia, la falta de armamento y adornos, las multitudes de apareamiento explosivos, la carrera de “resistencia”, las bases cognitivas del hombre “exigente” y la hipótesis de “sexo más enfermos”.Machos de insectos sociales no son sólo máquinas de apareamiento de mente simple, que tienen forma, limitados y tal vez atrapados por la selección sexual.

Copyright © 2014 Publicado por Elsevier Ltd.

PALABRAS CLAVE:

Sistema neuroendocrino Masculino; Hombre Hymenoptera social; Dominula Polistes; Comportamiento sexual; La selección sexual

PMID:
25280909
[PubMed – según lo provisto por el editor]

Sleep and memory in mammals, birds and invertebrates.

Abstract

Sleep supports memory consolidation. Based on studies in mammals, sleep-dependent consolidation has been conceptualized as ‘active system consolidation’. During waking, information is encoded into an initial store (hippocampus). During subsequent sleep, some of the newly encoded memories are selected to be reactivated and redistributed toward networks serving as long-term store (e.g., neocortex), whereby memories become transformed into more general, schema-like representations. Here we asked whether sleep in non-mammalian species might play a comparable role for memory. The literature review revealed that sleep produces enhancing effects on memory in all non-mammalian species studied. Furthermore, across species some of the hallmarking features of active system consolidation were identified: Studies of filial imprinting in chicks suggest that a redistribution of imprinting memory toward long-term storage sites occurs during sleep; song learning in birds appears to be driven by reactivations of song representations during sleep; studies of bees demonstrated the selectivity of sleep-dependent consolidation, benefiting extinction but not original classical conditioning. Although overall fragmentary, first evidence in non-mammalian species suggests active system consolidation might be an evolutionary conserved function of sleep.

Copyright © 2014. Published by Elsevier Ltd.

KEYWORDS:

Sleep, Learning, Memory, Mammal, Invertebrate, Bird, Active system consolidation

PMID:
25305058
[PubMed – as supplied by publisher]
Fuente:  
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25305058

The trap of sex in social insects: From the female to the male perspective.

Abstract

The phenotype of male Hymenoptera and the peculiar role of males has been neglected and greatly understudied, given the spectacular cooperative behavior of female social insects. In social insects there has been considerable progress in understanding the molecular mechanisms behind haplodiploid sex determination but, beyond that, very little is known concerning the neural, endocrine, and genetic correlates of sexual selection in males. An opportunity is being missed: the male phenotype in Hymenoptera is a natural experiment to compare the drives of natural versus sexual selection. In contrast to females, males do not work, they usually display far from the nest to gain mates, compete among rivals in nuptial flights or for a symbolic territory at leks, and engage in direct or ritualized conflicts. By comparing the available data on male paper wasps with studies on other social Hymenoptera, we summarize what we currently know about the physical, hormonal, neural and behavioral traits in a model system appropriate to examine current paradigms on sexual selection. Here we review male behavior in social Hymenoptera beyond sex stereotypes: the subtle role of “drones” in the colony, the lack of armaments and ornaments, the explosive mating crowds, the “endurance” race, the cognitive bases of the “choosy” male and the “sicker sex” hypothesis. Social insect males are not just simple-minded mating machines, they are shaped, constrained and perhaps trapped by sexual selection.

Copyright © 2014. Published by Elsevier Ltd.

KEYWORDS:

Male neuroendocrine system; Male social Hymenoptera; Polistes dominula; Sexual behavior; Sexual selection

PMID:
25280909
[PubMed – as supplied by publisher]
Fuente:  
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25280909