jueves, 5 de diciembre de 2013

El ADN humano más antiguo revela parentesco inesperado

Fuente: abc.es

Día 05/12/2013 - 09.52h

La secuenciación del genoma mitocondrial de un Homo heidelbergensis de 400.000 años de antigüedad hallado en la Sima de los Huesos de Atapuerca marca una hazaña técnica y complica el dibujo de la evolución humana en Europa. El estudio se publica hoy en Nature

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JAVIER TRUEBA, MADRID SCIENTIFIC FILMS
Los homínidos de la Sima de los Huesos vivieron hace unos 400.000 años, en el Pleistoceno Medio
El ADN humano más antiguo revela un parentesco inesperado
J. TRUEBA
Homo heidelbergensis
A veces, los mayores descubrimientos científicos pueden encontrarse en las pruebas más pequeñas, y la paleontología es un ejemplo constante. Así, el que bien pudiera ser uno de los mayores hallazgos científicos de este año, quizá de la década, nace a partir de apenas dos gramos de polvo de hueso, más o menos lo que cabe en una cucharadita de café enrasada. En efecto, con esta cantidad de material del fémur de un Homo heidelbergensis de hace 400.000 años hallado en la Sima de los Huesos de Atapuerca, un equipo de científicos españoles y alemanes ha logrado secuenciar el ADN humano más antiguo obtenido hasta ahora. Además de un logro técnico sin precedentes, los resultados sitúan de forma inesperada a estos homínidos como parientes de los denisovanos, una enigmática rama extinta de nuestra familia humana hallada hace cinco años en Siberia, y no de los neandertales, como se esperaba.
La Sima de los Huesos de la Sierra de Atapuerca, en Burgos, es el enclave más importante del mundo en fósiles humanos del Pleistoceno Medio, con al menos 28 esqueletos excavados y reconstruidos desde 1976. El yacimiento de Atapuerca, codirigido por los investigadoresJuan Luis Arsuaga, José María Bermúdez de Castro y Eudald Carbonell, incluye otros enclaves donde se han encontrado restos de importancia científica mundial, como el Homo antecessor del Pleistoceno Temprano, que fue un ancestro de la línea evolutiva de Homo heidelbergensis y neandertal.
Pero vayamos por partes, ya que la técnica que ha permitido el análisis, hasta ahora imposible, de un material genético tan antiguo se desarrolló a partir de trabajos anteriores de los propios investigadores de Atapuerca.

Primero fue un oso

En 2006, en efecto, los investigadores de la Sima de los Huesos desenterraron los restos de un oso de las cavernas que vivió hace 430.000 años. A partir de los huesos del animal extrajeron pequeños fragmentos de su ADN mitocondrial, una cadena de ADN circular que no está incluida en los cromosomas, sino en múltiples copias en unos orgánulos de la célula que actúan como centrales de energía, y que se heredan solo por vía materna. El ADN estaba roto en pedazos muy pequeños, inferiores a los 50 pares de bases (las letras del ADN), pero gracias a la colaboración del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig (Alemania), el centro en el que se gestó la secuencia del genoma neandertal, los científicos lograron reconstruir y leer el genoma mitocondrial del oso. El trabajo se publicó en septiembre de 2013 en la revista PNAS.
Partiendo de esta proeza técnica, los investigadores de Atapuerca y del Max Planck se plantearon secuenciar el genoma mitocondrial de un Homo heidelbergensis de 400.000 años de antigüedad. Para ello se pulverizaron dos gramos del Fémur XIII, un hueso del muslo de uno de los esqueletos encontrados en la Sima de los Huesos. De este material se extrajo el ADN mitocondrial que, como en el caso del oso, solo contenía fragmentos de un tamaño máximo de 45 pares de bases. Pieza a pieza, los científicos consiguieron recomponer un puzle de 15.800 pares de bases, lo que corresponde al genoma mitocondrial casi completo de este antiguo homínido.
El ADN humano más antiguo revela un parentesco inesperado
El fémur XIII, el hueso de Homo heidelbergensis del que se obtuvo el material para la extracción del ADN mitocondrial
JAVIER TRUEBA, MADRID SCIENTIFIC FILMS
El mensaje que encierra esta proeza técnica va dirigido, en palabras de Juan Luis Arsuaga, uno de los firmantes del artículo de Nature, a todos los científicos que se encuentran con pequeños fragmentos de ADN prehistórico: “El mensaje es, no tire usted sus fragmentos pequeños de ADN, porque los puede usar”.

Conexión con los denisovanos

La secuencia de este ADN mitocondrial y su interpretación se publican esta semana en la revista Nature. Sin embargo, y además del incuestionable avance técnico, los resultados ofrecen desconcertantes conclusiones que no encajan fácilmente con el perfil disponible hasta ahora del Homo heidelbergensis. Se suponía, en efecto, que esta especie del Pleistoceno Medio estaba en la línea evolutiva de los neandertales, tal y como indican sus características morfológicas. Sin embargo, la secuencia de ADN analizada sugiere que el homínido de la Sima de los Huesos compartió hace 700.000 años un ancestro común con los denisovanos, un grupo que vivió hace 40.000 años y que fue descubierto en 2008 en una cueva del sur de Siberia, sacudiendo los cimientos de la paleoantropología. “El hecho de que el ADN mitocondrial (ADNmt) del homínido de la Sima de los Huesos comparta un ancestro común con el ADNmt de los denisovanos, en lugar de los neandertales, es inesperado, ya que los restos de su esqueleto tienen rasgos derivados de los neandertales”, dice Matthias Meyer, el autor principal del estudio.
Los denisovanos ocupan una rama evolutiva paralela a la de los neandertales. Ambos compartieron un ancestro común hace unos 640.000 años, y este a su vez divergió de la línea del Homo sapiens hace unos 800.000 años. Se ha propuesto que los denisovanos proceden de un grupo que abandonó África en una migración más temprana que la que dio lugar a los neandertales y a los humanos modernos. El genoma de esta especie revela que tuvo descendencia común con neandertales y sapiens. Su huella genética hoy se conserva sobre todo en la etnia melanésica. Sin embargo, sus rasgos morfológicos son un misterio, ya que hasta ahora solo se han recuperado dientes y pequeños fragmentos de dedos.
“Fue todo un shock –asegura Arsuaga- una sorpresa que no esperábamos y para la que aún no tenemos una explicación clara”. Es posible, asegura el codirector de Atapuerca, “que hace 400.000 años, aunque aquellos homínidos fueran incipientemente neandertales, conservaran por herencia materna un ADN mitocondrial arcaico que aún se transmitía. Es decir, quedaban linajes mitocondriales más antiguos en mujeres que ya morfológicamente eran parecidas a los neandertales. Andado el tiempo, esos rasgos se perdieron y solo quedó el ADN neandertal”.
Otra posible explicación sería, según Arsuaga, “que ese ADN mitocondrial no fuera suyo, y que se lo pasara una población arcaica que aún no conocemos y que se hibridara con heidelbergensis. Hay fósiles en varios yacimientos europeos que podrían ser los de esa población a la que me refiero. Serían los últimos o supervivientes de Homo antecesor, de poblaciones residuales muy antiguas que vivían en Europa al mismo tiempo que los neandertales evolucionaban”…
“Nuestros resultados muestran que ahora podemos estudiar ADN de ancestros humanos de cientos de miles de años de edad”, destacaSvante Pääbo, director del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva. “Esto abre la perspectiva de estudiar los genes de los ancestros de neandertales y denisovanos. Es tremendamente emocionante”.
“Este resultado inesperado apunta a un complejo patrón evolutivo en el origen de los neadertales y los humanos modernos”, señala Arsuaga. “Solo hay progreso en el conocimiento cuando se encuentra lo inesperado. Todo apunta a una complejidad mayor de lo que se suponía en el Pleistoceno Medio. Esperemos que futuras investigaciones aclaren las relaciones entre los fósiles de la Sima, los neandertales y los denisovanos”. Los investigadores ahora confían en recuperar ADN mitocondrial de más individuos de la Sima, así como abordar la extracción de ADN nuclear, más compleja debido a que solo existe una copia por cada célula.

Reconstruyendo el puzle de la evolución humana

miércoles, 4 de diciembre de 2013

La NASA plantará nabos y albahaca en la Luna en 2015

Fuente: 20minutos.es


Brotes

La agencia espacial quiere enviar un contenedor que alunizaría y dentro del cual se intentaría germinar semillas de tres tipos de plantas diferentes.

Las plantas serán necesarias para el soporte de la vida de futuros colonos, porque aportan alimento y oxígeno y además, proporcionan "comodidad psicológica".

La NASA está desarrollando un nuevo experimento con el que plantará en la Luna nabos, albahaca y unas hierbas llamadas Arabidopsis. El objetivo de la agencia espacial estadounidense es obtener información sobre la supervivencia de plantas en un entorno como el del satélite y comprobar si el ser humano podría acabar viviendo o trabajando allí.

Imágenes 1 Foto "Si enviamos plantas y prosperan, entonces es probable que pueda", indica la NASA en un texto publicado en su página web. Según se explica en este mismo comunicado, las plantas serán necesarias para el soporte de la vida de futuros colonos, porque pueden proporcionar alimento y oxígeno, pero, además, proporcionan "comodidad psicológica", según se desprende de estudios realizados en la Antártida y en el programa de la Estación Espacial Internacional (ISS).

Se podrá saber si las condiciones lunares son aptas para las plantas Para llevar a cabo este proyecto, que tendrá lugar en 2015, los expertos están desarrollando una cámara de crecimiento sellada, que puede soportar la germinación en un período de 5 a 10 días en una nave espacial en la Luna. En el interior del contenedor, un papel de filtro con nutrientes disueltos propiciará que, alrededor de 100 semillas de Arabidopsis, 10 semillas de albahaca y otras 10 de nabos, puedan desarrollarse como en la Tierra.

La intención de los científicos es que, al aterrizar en el satélite un disparador lance un pequeño depósito de agua que humedezca el papel de filtro y ahí comience la germinación de las semillas. A partir de ahí, las plantas serán fotografiados en intervalos y se compararán con unas que se han plantado en los laboratorios de la agencia espacial.

La NASA ha recordado que ya se han hecho "una gran cantidad de estudios sobre el crecimiento de plantas en condiciones de microgravedad en la ISS". Sin embargo, se trata de investigaciones generales. Para los científicos, la Luna es el único lugar en el que se pueden estudiar los efectos tanto de la gravedad como de la radiación que sufre el satélite.

En cuanto a los posibles resultados, la NASA ha explicado que, el hecho de que se produzca la germinación determinaría que en la Luna están disponibles los factores medioambientales mínimos para el crecimiento normal, sensible a los peligros, la temperatura, la humedad y la luz. Por ello, también se estudiará el fototropismo, que permite saber que las plantas en la Luna responden normalmente a los estímulos ambientales externos.

Si las plantas sobreviven a 14 días demuestra que las plantas pueden brotar en el ambiente de radiación de la Luna, mientras que la supervivencia a 60 días demuestra que la reproducción sexual (meiosis) puede ocurrir en un ambiente lunar. Finalmente, la supervivencia a 180 días muestra los efectos de la radiación sobre los rasgos genéticos dominantes y recesivos.

El telescopio Hubble detecta signos de agua en la atmósfera de cinco planetas exteriores

Fuente: 20minutos.es

Telescopio Hubble
Imagen del telescopio Hubble, que se mueve a 28.000 km/h. (NASA)

"Estamos muy convencidos en que vemos una firma de agua en múltiples planetas ", ha señalado el principal autor del artículo publicado sobre el hallazgo.

"Detectar realmente la atmósfera de un exoplaneta es extraordinariamente difícil. Pero hemos sido capaces de sacar una señal muy clara, y es el agua", ha dicho.
Utilizando el poderoso Telescopio Espacial Hubble de la NASA, dos equipos de científicos han descubierto firmas débiles de agua en la atmósfera de los cinco planetas distantes. La presencia de agua en la atmósfera se había informado anteriormente en un par de exoplanetas que orbitan estrellas fuera de nuestro sistema solar, pero este es el primer estudio que mide de manera concluyente y compara los perfiles e intensidades de estas firmas en varios mundos.

Estamos muy convencidos en que vemos una firma de agua en múltiples planetas Los cinco planetas dson WASP-17b-, HD 209458b, WASP-12b, WASP-19b y XO-1b, que orbitan estrellas cercanas. Los puntos fuertes de sus firmas de agua variaron. En WASP-17b y HD 209458b tenían las señales más fuertes. Las firmas de los otros tres planetas también son consistentes con el agua.

 "Estamos muy convencidos en que vemos una firma de agua en múltiples planetas ", dijo Avi Mandell , un científico planetario del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt , Maryland, y autor principal de un artículo del Astrophysical Journal, publicado este martes, que describe el hallazgo.

"Este trabajo realmente abre la puerta para la comparación de la cantidad de agua que está presente en las atmósferas de diferentes tipos de exoplanetas, por ejemplo en los más caliente en comparación con los más frescos", explicó.

Los estudios fueron parte de un censo de las atmósferas de exoplanetas dirigidos por L. Drake Deming , de la Universidad de Maryland en College Park. Ambos equipos utilizaron la Wide Field Camera 3 del Hubble para explorar los detalles de la absorción de la luz a través de las atmósferas de los planetas.

Las observaciones se realizaron en una gama de longitudes de onda infrarrojas donde la firma de agua, si está presente, sería revelada. Los equipos compararon las formas e intensidades de los perfiles de absorción, y la consistencia de las firmas les dio la certeza de que veían agua

"Detectar realmente la atmósfera de un exoplaneta es extraordinariamente difícil. Pero hemos sido capaces de sacar una señal muy clara, y es el agua", dijo Deming , cuyo equipo informó de los resultados para HD 209458b y XO-1b. El equipo de Deming utilizó una nueva técnica con tiempos de exposición más largos , lo que aumentó la sensibilidad de sus mediciones.

Las señales de agua eran menos pronunciadas de lo esperado, y los científicos sospechan que esto se debe a que una capa de niebla o polvo tapa cada uno de los cinco planetas . Esta niebla puede reducir la intensidad de todas las señales de la atmósfera. Al mismo tiempo , la neblina altera los perfiles de las señales de agua y otras moléculas importantes en una manera distintiva.

Los cinco planetas son Júpiter calientes, mundos masivos que orbitan cerca de sus estrellas madre. Los investigadores se sorprendieron inicialmente de que los cinco parecían ser nebulosos. Pero Deming y Mandell señalaron que otros investigadores han encontrado pruebas de neblina alrededor de exoplanetas.