Extremófilos: las fronteras de la supervivencia

Primer artículo del Curso de Astrobiología que se irá completando en los próximos días con los siguientes capítulos:

-Clasificación de los extremófilos.

-Mundos alienígenas en la Tierra.

-Panspermia y teorías del comienzo de la vida.
-Vida en el Sistema Solar.

-Requisitos cósmicos para la Vida en otros mundos.

1) Introducción.

Los extremófilos son microorganismos que viven en condiciones extremas. La propia palabra extremófilo, procede el griego y significa "amante de lo extremo".

Estos organismos habitan en ambientes tan hostiles que hace tan sólo unos años se ha desarrollado el interés por su estudio. Anteriormente se creía que la vida en estas condiciones era prácticamente imposible. Es como si una vez iniciada la vida, ésta sea capaz de adaptarse a casi cualquier nicho húmedo.

En la astrobiología, el estudio de los extremófilos tienen gran importancia, pues los científicos han descubierto que algunos de estos organismos reunen las condiciones necesarias como para poder sobrevivir en determinados ambientes extraterrestres.

2) Las fronteras de la supervivencia.

El funcionamiento de la biología celular se ve afectado por tres parámetros: la temperatura, la acidez y la salinidad. Los diferentes organismos sobreviven bajo distintos rangos de estas condiciones

a) La temperatura.

Sabemos que la vida precisa de agua líquida. Por ello, los límites de la supervivencia están determinados por la congelación del agua y por la transformación de ésta en vapor. Pero hay otros factores, a parte de la temperatura, que alteran el punto de congelación y el punto de ebullición del agua. Por ejemplo, las bolsas de agua salada inmersas en hielo sólido, pueden mantenerse líquidas hasta los -20ºC. Y el agua en las zonas más profundas del océano sólo empiezan a hervir a 400ºC.

Aunque la supervivencia a bajas temperaturas no suele plantear problemas, existen ciertos factores que delimitan el desarrollo y la actividad de las células. El mayor problema que hay que salvar a bajas temperaturas es que las proteínas de las células, sobre todo las enzimas, se tornan muy rígidas. Para superar este contratiempo, estas células adaptadas a estos ambientes han desarrollado enzimas con enlaces mucho más endebles, lo que permite mantener el metabolismo de la célula a  muy bajas temperaturas. El incoveniente, es que esta adaptación les ha provocado que a tan sólo 20ºC, estas bacteria empiecen a cocerse.

En cambio, los organismos amantes del calor, se enfrentan al problema contrario. Sus enzimas han evolucionado hasta desarrollar enlaces adicionales para no deshacerse en pedazos con las altas temperaturas.

b) La acidez.

La acidez se evalúa con la escala pH, que mide la concentración de protones en una disolución. La escala de pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pH menores a 7 (el valor del exponente de la concentración es mayor, porque hay más iones en la disolución) y alcalinas las que tienen pH mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolución (cuando el disolvente es agua).

Las concentraciones de protones son un mecanismo fundamental que emplean las células para transformar energía.

Si el pH es muy bajo, los enlaces de las proteínas se pueden ver alterados. Para protegerse, las bacterias adaptadas a estos entornos insertan más aminoácidos en sus proteínas para mantener su estructura. Pero si el ambiente es muy básico, los organismos se enfrentan a condiciones muy bajas de iones de hidrógeno, por lo que han aprendido a apropiarse de ellos para su supervivencia.

c) La salinidad.

En el agua pura sobreviven una gran cantidad de organismos. Pero en un entorno salino, las células se encuentran con la dificultad de que en el ambiente en el que se encuentran, la diferencia de concentración del agua entre el interior y el exterior de la célula es muy diferente. 

Se llama ósmosis al proceso por el que el agua tiende a migrar a las regiones con mayor concentración de solutos, es decir, de la más diluida a la menos diluida. Por ello, las células que viven en ambientes salinos corren el riesgo de que todo el agua de  su interior se desplace al exterior. Para evitarlo, bombean el sodio, lo que previene que tengan una alta salinidad en su estructura, lo que provocaría una desnaturalización de las proteínas.

Continuara con los siguientes artículos:

-Clasificación de los extremófilos

-Mundos alienígenas en la Tierra

-Panspermia y teorías del comienzo de la vida
-Vida en el Sistema Solar

-Requisitos cósmicos para la Vida en otros mundos

Crean el árbol genealógico más grande de los tipos de células humanas

Las células son la unidad básica de un organismo vivo. El cuerpo humano consta de una amplia gama de células altamente especializadas, como las células de la sangre, las de la piel y las neuronas. En total, existen más de 250 tipos de células diferentes. ¿Cómo están "emparentadas" entre sí las diferentes clases de células? ¿Qué factores son únicos para cada tipo de célula? ¿Y qué es lo que finalmente determina el desarrollo de una célula especializada determinada?
Un equipo de biólogos de la Universidad de Luxemburgo, la Universidad Tecnológica de Tampere en Finlandia, y el Instituto para la Biología de Sistemas en Seattle, Washington, Estados Unidos, ha creado el árbol genealógico más grande de los tipos de células humanas.
El equipo de Merja Heinäniemi y Rudi Balling ha diseñado un método informático que utiliza datos biológicos disponibles, provenientes de grupos de investigación de todas partes del mundo, y los analiza de un modo del todo nuevo.
El árbol genealógico así obtenido puede servir como base para el desarrollo de terapias de reemplazo celular.

Se ha logrado crear el árbol genealógico más grande de los tipos de células humanas. (Imagen artística: Amazings / NCYT / JMC)

Muchas enfermedades, como el Mal de Parkinson y la diabetes, se deben a la pérdida o alteración de la funcionalidad de las células. Lo ideal sería reemplazar esas células enfermas o perdidas, por unas sanas, para curar a los pacientes. Sin embargo, para lograrlo primero hay que conocer muy bien los tipos de células y cómo obtener poblaciones de ellas. Este estudio constituye un paso importante hacia el desarrollo de tales terapias. También es un buen ejemplo de la creciente importancia de la informática para la biología y la medicina. Solo con la ayuda de ordenadores muy potentes fue posible analizar tan grandes cantidades de datos biológicos.

La importancia del maíz

Quizás con el maíz el hombre se inició como agricultor. Los mayas, aztecas e incas, es decir las tres mayores civilizaciones americanas, hoy desaparecidas, lo cultivaron. El premio Nobel de literatura, Miguel Ángel Asturias, en “Hombres de maíz” tomó el mito de los libros sagrados de los mayas. Para los aztecas hubo un dios del maíz y los incas realizaban ofrendas a Mama Huaco quien les había dado el primer maíz para su pueblo. Hoy en día el maíz junto con el arroz y el trigo son los tres alimentos básicos del mundo. Su importancia trasciende la alimentación humana y se extiende hacia la alimentación animal y a su utilización industrial.

Estoy convencido que en estos momentos su importancia es relevante por la gran agriculturización y por el monocultivo de la soja. Es relevante por su rol en las indispensables rotaciones como eje para el logro de una agricultura sostenible. La rotación se opone al monocultivo porque es la alternancia, la ruptura de la repetición. Doy por sabido que el monocultivo, desde el punto de vista agronómico, siempre se refiere a cultivos anuales. Es decir que es un despropósito hablar de monocultivos en el caso de alfalfares, de cualquier otra pradera, de montes frutales o forestales.

Estamos hablando de buenas prácticas, como lo son la siembra directa y la fertilización racional y las rotaciones como ejes indispensables para la sostenibilidad de los agroecosistemas. ¿Con qué se vinculan las rotaciones? Se vinculan con el contenido de materia orgánica de los suelos, con la barrera que significan frente a las plagas y a las enfermedades, como así también a la disminución del riesgo económico tanto por causales climáticas como de mercado.

Un buen nivel de materia orgánica determina mejores características físicas, químicas y biológicas del suelo. Se vincula con la estructura del suelo, con su porosidad. Ésta, a su vez determina la capacidad de infiltración y también la retención de humedad. Al mejorar las características físicas le confiere al suelo resistencia a la erosión, tanto eólica como hídrica. En la rotación las distintas especies difieren en la cantidad y en la profundidad en que exploran el suelo, circunstancia también favorable para la estructura de los suelos.

La materia orgánica es una fuente básica y natural de la fertilidad química de los suelos, asociada a su vez con una mayor actividad biológica. Los rastrojos de los cultivos tienen distinto volumen y calidad. El rastrojo del maíz tiene un gran valor más allá de su abundante densidad de raíces. Su volumen es mayor al de otras especies pero más importante es la perdurabilidad del rastrojo del maíz. La velocidad de descomposición del rastrojo se vincula con la relación carbono/nitrógeno. La permanencia del rastrojo de maíz en el suelo con una relación C/N de 90/1 es mucho mayor que el de la soja 40/1. En la práctica se determinó el mayor rendimiento de la soja cuando el cultivo predecesor fue el maíz. El INTA Marcos Juárez observó un rendimiento 10% mayor y en un promedio (1995-2000) el rendimiento de la soja fue de más de 6 q/ha cuando el maíz fue su precursor.

No hay ninguna duda en cuanto a la importancia del cultivo del maíz para el mundo y para la Argentina. Con seguridad en el encuentro que organiza Maizar para el 14 de mayo, bajo el lema “Alianzas para un mundo con maíz”, en el Hotel Four Seasons de Buenos Aires, se tratarán interesantes temas que se vinculan a éste gran cultivo.

http://www.maizar.org.ar/

Cuanto más inteligentes, más selectivos

Los más inteligentes son más lentos a la hora de determinar en qué dirección se mueven objetos grandes. Es la conclusión a la que han llegado científicos de la Universidad de Rochester al aplicar simple test visual a personas con diferente cociente intelectual (CI). Eso sí, los más listos también son mucho mejores cuando se trata de objetos pequeños.
Aunque a simple vista resulte difícil de entender, estaincapacidad de percibir imágenes grandes en movimiento tiene una explicación lógica. Se relaciona con la habilidad del cerebro para suprimir la información de fondo, no importante, y así centrarse en los detalles relevantes. “Nuestro resultado subraya el hecho de que una inteligencia elevada es simplemente el reflejo de un procesamiento cerebral eficiente y efectivo”, explica Duje Tadin, autor principal del estudio publicado hoy en Current Biology, en declaraciones a Agencia SINC. 
El cerebro es incapaz de procesar la inmensa cantidad de estímulos que le llegan desde los sentidos. “Como estamos limitados en la cantidad de información que podemos procesar, lo segundo mejor que se puede hacer es ser selectivo” indica Tadin. En la mayoría de las situaciones de la vida cotidiana –por ejemplo, al ir en coche, andando o, simplemente, al mover los ojos por una habitación–, el movimiento de fondo es menos importante que el de los objetos pequeños. El test indicó que las personas con alto CI no solamente son más rápidas al procesar la información importante, sino que son mejores al suprimir la irrelevante.
En el estudio, los participantes observaron un vídeo con secuencias cortas de barras blancas y negras de diferentes tamaños moviéndose en la pantalla, y se les pidió que indicaran la dirección del movimiento. Como se esperaba, la identificación del movimiento de las barras grandes fue peor que la de las pequeñas en todos los individuos. Pero, para sorpresa de los investigadores, los voluntarios con un alto CI lo hicieron mucho peor.
Los resultados del test mostraron una correlación de hasta el 71% entre poseer un elevado CI y una buena capacidad para filtrar la información. “Este vínculo entre supresión visual del movimiento de fondo e inteligencia proporciona una pista para buscar qué es diferente en el procesamiento neural, en la neuroquímica y en los neurotransmisores de la gente con alto cociente intelectual”, remarca Tadin.

¿A los perros y los gatos les gusta escuchar música?

De acuerdo con un estudio realizado hace unos años por Galaxie, la red de canales musicales de la radio nacional canadiense, los animales domésticos son también aficionados a la música. Al parecer, los perros y los gatos responden de forma diferente antes distintas canciones, e incluso tienen sus propios temas favoritos. Además, cuando se quedan solos en casa durante mucho tiempo prefieren la música suave de fondo al silencio absoluto. 
Ese es el motivo, dicen los expertos, por el que el 53% de los propietarios de mascotas de Canadá y Estados Unidos dejan música sonando en sus hogares cuando se marchan a trabajar. Claro que, si no quieren encontrarse con una sorpresa al volver a casa, más les vale elegir bien el hilo musical. Según una investigación realizada por científicos de la Escuela de Psicología de la Universidad de Queens, la música clásica contribuye a la relajación de los canes, disminuye sus ladridos y aumenta su tiempo de descanso. Por el contrario, cuando los perros escuchan heavy metal, sus niveles de agitación aumentan y no paran de ladrar. 

¿Qué tipo de música es la 'muzak'?

¿Se ha parado alguna vez a pensar en la cantidad de música de fondo con la que nos bombardean a diario en las tiendas, en los restaurantes, en la empresa o al teléfono, y sobre la cuál no tenemos capacidad de elección? En el vocabulario musicológico, esta música ambiental recibe el nombre de "muzak". 
El término muzak es, en realidad, el nombre comercial de una empresa creada en Estados Unidos en los años 20 por George Squires para ofrecer música por vía telefónica. Se conoce también como “música de ascensor”, porque al principio se usaba en los rascacielos, dentro de los ascensores, para calmar a sus ocupantes mientras subían o bajaban. En los años 40 se empezó a utilizar en fábricas y empresas con el fin de aumentar los índices de productividad de sus empleados. Para conseguir este objetivo los expertos aseguran que debían escogerse canciones que pudieran ser “oídas pero no escuchadas”, evitando las partes cantadas para que el texto no fuese motivo de distracción. Su volumen era moderado, y la música no se circunscribía a un género en particular, aunque se evitaban los grandes éxitos, así como las frecuencias muy altas o muy bajas.

¿Cuántos españoles tienen smartphone?

El 55,2 por ciento de los usuarios de teléfonos móviles en España tiene un smartphone, según indica un estudio publicado por ComScore, una empresa especializada en analizar el impacto del mundo digital sobre la población. Según el informe, España ocupa la primera posición europea en el uso de móviles inteligentes, seguida de cerca por el Reino Unido, donde un 55 por ciento de los usuarios han escogido este tipo de dispositivos.

En los últimos años se ha producido una revolución en la telefonía móvil y el número de personas que adquieren un smartphone aumenta cada día. "Los teléfonos inteligentes son generalmente vistos como dispositivos de lujo, con precios altos y tarifas mensuales altas; sin embargo, el mayor segmento de mercado se sitúa entre clientes de nivel adquisitivo bajo medio", explica Alistair Hill, analista de ComScore.

En cuanto a los usos del teléfono, los españoles son los europeos que más música escuchan a través del dispositivo móvil. En cuanto al acceso a las redes sociales y blogs, el Reino Unido se sitúa a la cabeza, con un 39,2 por ciento de usuarios que consultan las redes desde el móvil, seguido de nuestro país con un 31,1 por ciento.
Lo que está claro es que esta cifra aumentará en los próximos años tanto por la mejora de los dispositivos, como por el abaratamiento de los mismos.

10 cosas que deberías saber sobre cómo funciona tu cerebro

Comer menos mantiene al cerebro joven 
Una molécula llamada CREB1, que se activa cuando la dieta es restrictiva, pone en marcha a genes ligados a la longevidad y al buen funcionamiento del cerebro.>>
El tamaño de tu red de amigos en Facebook y el tamaño de tu cerebro están relacionados
El número de amigos que tenemos en la red social Facebook es proporcional al tamaño de ciertas regiones de nuestro cerebro. Así se deduce de un estudio realizado por científicos del Instituto de Neurociencias Cognitivas del University College de Londres (Reino Unido). >>
El éxito y el fracaso activan todo el cerebro
Las señales que se generan en el cerebro cuando una persona cuando tiene éxito o cuando fracasa no se procesan en una zona restringida de la corteza cerebral. Las conexiones neuronales en estos casos se extienden prácticamente por todo el cerebro, según revela un estudio de la Universidad de Yale que apareció publicado en la revista Neuron.>>
Sin vitamina B12, el cerebro encoge
El pescado, la carne, la leche y los huevos son las principales fuentes de vitamina B12, también conocida como cobalamina. Una falta de esta sustancia en la dieta puede hacer que el cerebro pierda células cerebrales y desarrolle problemas cognitivos, según un estudio publicado en Neurology. >>
Para evitar que tu cerebro se canse, haz ejercicio
Hacer ejercicio regularmente aumenta tanto en las células musculares como en las neuronas el número de mitocondrias, las organelas encargadas de suministrar energía a las células. De este modo reduce el cansancio mental, según demuestra un estudio de la Universidad de Carolina del Sur. >>
¿Cómo recuerda nuestro cerebro los momentos importantes?
Neurocientíficos de la Universidad de Nueva York (EE UU) han identificado las partes del cerebro que utilizamos para recordar la sucesión de eventos dentro de un episodio de nuestra vida, como una fiesta o una boda. El estudio, publicado en Science, mejora nuestra comprensión de cómo se procesan los recuerdos.>>
El cerebro humano está encogiendo
El cerebro humano ha reducido su tamaño en los últimos 30.000 años. Concretamente, las últimas mediciones revelan que el volumen medio del cerebro del Homo sapiens en este periodo ha disminuido un 10%, es decir, de 1.500 a 1.359 centímetros cúbicos, el equivalente de una pelota de tenis. >>
Las personas distraídas tienen más materia gris en el cerebro
Las personas que se distraen con una mosca y apenas consiguen mantener la atención en una sola cosa pueden echarle la culpa a un grupo de neuronas del lóbulo parietal superior, según un trabajo que publicaba la revista Journal of Neuroscience.  >>
Así reacciona el cerebro cuando no se cumplen las expectativas
El cerebro humano es capaz de adaptarse a lo inesperado gracias a que cuenta con una red de neuronas que hace predicciones sobre el mundo que nos rodea y, además, monitoriza cómo de acertadas resultan esas predicciones. El núcleo de esa red se encuentra en la denominada corteza orbitofrontal, un área cerebral situada por encima de los ojos. >>
Identifican la zona del cerebro que controla la vergüenza
Investigadores de la Universidad de California (Estados Unidos) han conseguido identificar la parte del cerebro que se pone en acción cuando sentimos vergüenza. Se trata de la corteza cingulada pregenual anterior, según hacían público este año los autores en la reunión anual de la Academia Americana de Neurología que se celebra en Hawaii. >>