sábado, 20 de marzo de 2021

Las cuevas. Nidos repletos de vida

Las cuevas
NIDOS REPLETOS DE VIDA


La RAE define cueva como “Cavidad subterránea más o menos extensa, ya natural, ya construida artificialmente”. Término, que a grosso modo, la grandísima parte de la gente domina y tiene interiorizado; pero es en los matices donde realmente se marca la diferencia. Las cuevas se caracterizan por ser hábitats de condiciones extremas, niveles de oxígeno bajísimos y en ocasiones prácticamente ausentes, alta humedad, temperaturas muy por debajo de la fisiológica, oscuridad plena y absoluta, nutrientes en proporciones indistinguibles, y así podría seguir relatando.

Realmente las cuevas son lugares no planificados e ideados para la existencia del hombre. Pero a pesar de esto último, las cuevas son una de las dianas de mayor demanda entre el turismo y otros campos. Y ello puede presentar repercusiones irreversibles sobre estas estructuras. Es por ello, que en esta entrada que presento, realizaré una breve descripción de las condiciones y otras características que conciernen al estatus de las cuevas actualmente, basándome principalmente en lo graficado y estudiado por Nahdhoit Ahamada Rachid y Nihal Doğruöz Güngör en su reciente publicacion en la International Journal of Life Sciences and Biotechnology.



Factores bióticas y abióticas en cuevas, se encuentran intrínsecamente conectados. Por ejemplo, las cuevas en su grandísima mayoría se forman a partir de la disolución de rocas calcáreas y de tubos de lava, por lo que podríamos decir, que originalmente la cueva presentaba una composición química y morfología concreta. Pero con el paso del tiempo, por medio mecanismos, se puede dar a lugar a la formación de depósitos de minerales secundarios, no originales de la cueva. Estos depósitos son lo que se denominan como espeleotemas (Como las famosas estalactitas). Existen multitud de tipos de espeleotemas, con composición mineral aun mas variopinta. Pero se ha visto que en su proceso de formación todos estos depósitos presentan una constante que se repite, que es la actuación biótica.

Siempre se había pensado que los mecanismos y procesos de formación de espeleotemas se ceñían a lo abiótico, pero con la explosión de la biología molecular de estos últimos tiempos, se ha comprobado que no era cierto. Es que realmente las cuevas, debido a sus condiciones tan específicas y meticulosas, acondicionan de forma idónea y específica la proliferación de infinidad de organismos endémicos. Son estos organismos los responsables de dar lugar a estos depósitos de minerales, que son las que realmente caracterizan y diversifican las cuevas.

Estos organismos que forman las espeleotemas son bacterias del filo Proteobacteria o Actinobacteria, de las cuales se han identificado unas pocas especies como Pseudomonas sp, Streptomyces etc. El ciclo de vida de estas bacterias, está acoplado con diferentes procesos que posibilitan la precipitación de carbonatos, variando el pH del medio mediante su metabolismo. Concretamente, estos, absorben Ca2+ y materia orgánica nitrogenada para la obtención de energía, y secretan como productos CO2 y NH4+, y todo ello desemboca en una subida del pH, favoreciendo así la precipitación de carbonatos y por consiguiente la formación de espeleotemas.


Otro ejemplo puede ser aquellas bacterias, como Thiobacillus spp, que son capaces de oxidar H2S a sulfatos, una de las sustancias más importantes para la formación de espeleotemas.

Es decir, recolectando estos dos ejemplos planteados, se puede sacar la conclusión de que efectivamente, factores bióticos resultan indispensables para factores abióticos. Pero la pregunta es, y la actividad humana sobre cuevas, ¿Qué consecuencias puede provocar? O mejor dicho, provoca.

La desmesurada presencia humana sobre estas edificaciones de la naturaleza induce multitud de efectos dañinos para las mismas y para sus habitantes microscópicos. Un efecto de la presencia humana ha sido un crecimiento exponencial de CO2 en estas cuevas visitadas, teniendo en cuenta que tienen una población de murciélagos limitada. Esta alta [CO2] inhibe la deposición de minerales, y un decrecimiento en la concentración de minerales hace que aquellas bacterias que se nutrían de los mismos, queden desprovistas de todo nutriente, y por ende, acaban pereciendo. Si estos organismos, que son los responsables de la formación espeleotemas, mueren, no se formarán nuevos depósitos. Es decir, la cueva moriría tanto biótica como abióticamente

Otro caso puede ser el de las cuevas de Altamira, donde su humedad se ha visto reducida un 15%. Esto puede parecer un leve cambio, pero esto contribuye a que los sedimentos y superficies de la cueva se sequen, siendo la humedad uno de los factores de mayor importancia para la biodiversidad.

Estos tan solo son unos pocos ejemplos, entro los innumerables efectos derivados de la actividad humana en cuevas.

Se han tomado medidas al respecto y algunos países han establecido normativas y obligaciones.

Únicamente mostrar al lector estos hechos que suceden a día de hoy, y recalcar, que las cuevas resultan de vital importancia para le entendimiento del mundo en el que vivimos, ya que esconden una cantidad inimaginable de conocimiento que podría marcar un posible futuro.


Bibliografía:

Doğruöz, N., Ahamada, N. 2021. Human activities’ impacts on cave microbial diversity: perspectives for cave microbial diversity conservation. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 4: 2-2.

Eric, M.A., Andrew S.B. 2014. Microbial diversity and activity in caves. Microbiology Australia, 35: 192-194.

Barton, H. A., Jurado, V. 2007. What's up down there? Microbial diversity in caves. Digital.CSIC, Microbe 2: 132-138.

lunes, 15 de marzo de 2021

EL LENGUAJE DE LOS NEANDERTALES

Hasta el momento, el estudio del ADN nos había permitido sugerir la idea que que los neandertales tenían capacidades lingüísticas, principalmente por el descubrimiento de la variante genética FOXP2 en los neandertales, que es característica del Homo sapiens y que está relacionada con las capacidades lingüísticas, tal y como se ha comprobado en diferentes estudios, pero faltaba la prueba paleontológica que lo confirmase.


Un equipo de investigadores españoles de la Cátedra de Otoacústica Evolutiva y Paleoantropología de HM Hospitales y la Universidad de Alcalá (UAH), liderados por Mercedes Conde Valverde, han presentado las primeras evidencias paleontológicas claras de la existencia de lenguaje fuera de nuestra especie en un artículo publicado el pasado el 1 de marzo en la revista Nature ecology & evolution con el título de Neanderthals and Homo sapiens had similar auditory and speech capacities (Conde-Valverde et al., 2021).


Basándose en el estudio del patrón auditivo de los neandertales, se comprueba que es similar al de la especie Homo sapiens y que el resto de primates no lo tienen. Este hecho se ha determinado mediante el estudio de un parámetro denominado ancho de banda ocupado (OBW en sus siglas en inglés), que mide en qué rango de frecuencias eres capaz de oír con una nitidez muy grande y, por tanto, la capacidad de identificar las consonantes que es lo que marca la diferencia con otros primates. Para todo este estudio se han utilizado modelos tridimensionales a partir de técnicas de tomografía computarizada de restos ejemplares neandertales y de especies anteriores procedentes del yacimiento de la Sima de los Huesos de Atapuerca.





En el artículo concluye que no hay diferencia estadística significativa entre los neandertales y los humanos modernos en las variables anatómicas que determinan las capacidades auditivas relacionadas con el lenguaje, basadas en el estudio del OBW, permitiendo la producción de consonantes, que lo distingue del modelo basado en vocales que por ejemplo tienen los chimpancés. Adicionalmente, dado que hay pruebas de que la producción de vocales y consonantes se procesan de forma separada en el cerebro humano se ha determinado la conexión entre el OBW y la comprensión del lenguaje.


Este artículo cambia un paradigma de la ciencia evolutiva, ya que hasta el momento se pensaba que la morfología del aparato fonador de los neandertales sugería que no podían hablar y este artículo destierra esa teoría. Como dice Juan Luis Arsuaga, profesor de la Universidad Complutense de Madrid, director del Museo de la Evolución Humana, codirector de las excavaciones e investigaciones en Atapuerca y coautor del trabajo, “Uno de los grandes problemas en el estudio de la historia evolutiva de los seres humanos era establecer si hubo alguna otra especie humana, diferente a la nuestra, que también dispusiera de lenguaje. En concreto, la posibilidad de que los neandertales también hablasen ha sido una de las polémicas más intensas y trascendentes de las últimas décadas”.





Aunque este artículo es el más relevante en cuanto a la demostración de las capacidades lingüísticas de los neandertales, no es el único y hay otros artículos que relacionan la morfología del oído interno y las relaciones filogenéticas y afinidades entre las diferentes especies, por ejemplo de simios extintos. El artículo analiza el caso de grandes simios del Mioceno tardío y su relación con los homínidos, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, desarrolla este tema en profundidad, usando la morfología de los canales semicirculares del oído interno, también usando tomografías computarizadas, comparándolas con las de dos especies extintas para reconstruir el morfotipo a partir del cual evolucionaron los primeros homínidos.





A partir del articulo publicado Nature se pone de manifiesto la evolución de los neandertales respecto a especies predecesoras en cuanto con compresión y comportamiento y esto nos lleva a la reflexión de la entrada anterior del blog sobre la relación filogenética entre Homo neanderthalensis y Homo sapiens y si está característica común del lenguaje la podemos considerar como una evolución convergente que se ha desarrollado por separado como especies diferentes o bien la han heredado de un antepasado común. De nuevo aparece la reflexión sobre cuán alejadas están ambas especies y si realmente son especies diferentes. 


La opinión de los autores del artículo es que el incremento de las capacidades auditivas y de lenguaje ocurrió en las dos especies posteriormente a su anterior ancestro común. Siendo esto así nos quedarían 2 alternativas:


  • Proceso de convergencia adaptativa del incremento de eficiencia vocal en ambos linajes

  • Potencial flujo de genes, es decir, hibridación, entre ambos linajes


¿Cuál de ellas es la correcta? De nuevo muchas preguntas sobre la evolución humana siguen abiertas, y aunque se siguen aportando nuevos datos, todavía queda mucho por investigar.



Referencias:


Benitez A. & Longa V.M. 2011. The role of fossil DNA in Paleoanthropology: FOXP2, Neanderthals, and language. Zephyrus, 67: 45-68.


Conde-Valverde M., Martinez I., Quam R. M., Rosa M., Velez A. D., Lorenzo C., Jarabo P., Bermudez de Castro JM., Carbonell E. & Arsuaga J.L. 2021.Conde-Valverde M., Martinez I., Quam R. M., Rosa M., Velez A. D., Lorenzo C., Jarabo P., Bermudez de Castro JM., Carbonell E. & Arsuaga J.L. 2021. Neanderthals and Homo sapiens had similar auditory and speech capacities. Nature ecology & evolution, 5: 609-615.


Urciuoli A., Zanolli C., Almécija S., Beaudet A., Dumoncel J., Morimoto N., Nakatsukasa M, Moyà-Solà S., Begun D., & Alba D. 2021. Reassessment of the phylogenetic relationships of the late Miocene apes Hispanopithecus and Rudapithecus based on vestibular morphology. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 118 (5).



Webgrafía:


Investigadores españoles encuentran la evidencia paleontológica que demuestra que los neandertales hablaban. (2021). Museo de la evolución humana.https://www.museoevolucionhumana.com/es/noticias-meh/investigadores-espanoles-encuentran-la-evidencia-paleontologica-que-demuestra-que-los-neandertales-hablaban



Marte a ras de suelo

 Marte a ras de suelo


Tras un viaje de 500 millones de kilómetros, el pasado jueves 18 de febrero, el quinto rover enviado por la NASA a Marte, el “Perseverance”, aterrizó en la superficie del planeta rojo, concretamente en el cráter Jezero, situado en el hemisferio norte del planeta.[1] La NASA eligió este cráter como ubicación idónea para el aterrizaje de la misión 'Mars 2020' después de que científicos de todo el mundo examinaran durante casi cinco años, más de 60 ubicaciones. Allí, el Perseverance tendrá la misión de recoger muestras del pasado geológico de Marte para encontrar pistas sobre posibles indicios de vida. (Voosen P.,2021)

Jezero, ¿cómo se formó?

El cráter Jezero se encuentra próximo a la región denominada Isidis Planitia de Marte, donde el impacto de un antiguo meteorito dejó un gran cráter de unos 1.200 kilómetros de diámetro. Este evento, conocido como impacto de Isidis, cambiaría para siempre la composición geológica de la roca del cráter. Hace 4000 millones de años, un impacto posterior dentro de la cuenca de Isidis creó un cráter más pequeño de unos 45 kilómetros de diámetro, al que se llamó Jezero.[2] Isidis Planitia se llenó de agua posteriormente y formó parte de un antiguo océano, mientras que el cráter Jezero se convirtió en un lago que recibió parte del drenaje de un antiguo delta fluvial. (B. L. Ehlmann et al., 2008)



Los primeros pasos del Perseverance

El rover Perseverance, apodado Percy, es un vehículo Mars rover diseñado y fabricado por el Laboratorio de Propulsión a Reacción (Jet Propulsion Laboratory, JPL por sus siglas en inglés) para explorar el cráter Jezero como parte de la misión Mars 2020 del Programa de Exploración de Marte de la NASA.[3] (Taylor, A., 2020)


Su diseño es casi idéntico al del rover Curiosity; cuenta con siete instrumentos científicos para estudiar la superficie marciana empezando desde el cráter Jezero. También lleva a bordo 23 cámaras y dos micrófonos. En la misión también navega el helicóptero explorador Ingenuity, que ayudará al rover Perseverance a encontrar posibles lugares para estudiar.


Según Jessica Samuels, ingeniera y directora de la misión en el JPL, desde que aterrizó el rover en Marte, ha estado realizando una comprobación de todos sus comandos e instrumentos científicos. Además, a través del mástil de su cámara, a dos metros de altura, se ha conseguido obtener una panorámica de su entorno, ha actualizado su software, y ha realizado un breve recorrido para evaluar su movilidad.


Actualmente, el rover está poniendo a prueba su brazo robótico de cinco articulaciones y dos metros de largo, que lleva un taladro de perforación, y en breve, lo hará con su segundo brazo robótico, diseñado para manipular las muestras de polvo y rocas que recoja. Estas muestras se almacenarán en 43 tubos ultraligeros, que serán devueltas a la Tierra para su análisis; actualmente, la NASA y la ESA (European Space Agency) están trabajando en dos misiones para recuperar las muestras en 2031.[4] (Clery, D., & Voosen, P., 2019)



Pisando suelo marciano

Las primeras imágenes enviadas por el Perseverance muestran fragmentos de rocas agujereadas similares a la piedra pómez, con una textura porosa por el gas que escapa de la lava durante su enfriamiento. Sin embargo, también podrían ser rocas sedimentarias erosionadas por la acción del agua y el viento durante miles de años. Además, en las imágenes se divisan grandes rocas oscuras que parecen antiguas rocas volcánicas. 


Para los científicos que trabajan en esta misión es esencial averiguar si se trata de rocas de origen volcánico o sedimentario; si las rocas son volcánicas contendrán trazas de elementos radiactivos con un ritmo de descomposición concreto. Así, cuando las muestras regresen a la Tierra, se podrá datar el momento en el que se produjo la erupción y fijar la edad del lago. El muestreo de una roca volcánica de este tipo "proporcionaría un anclaje crítico para la cronología de los acontecimientos que estamos observando", afirma Ken Farley, científico del proyecto de la misión y geólogo del Instituto Tecnológico de California.


Hasta que los científicos puedan trabajar con esas muestras, el Perseverance puede precisar el origen de las rocas gracias a dos de los instrumentos que tiene, los cuales son capaces de disparar rayos X y luz láser ultravioleta contra las muestras, provocando reacciones que podrían revelar su composición química y mineralógica.[1] (Voosen P., 2021)



Desde la órbita de Marte, el MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) ha detectado, en el delta del cráter Jezero, importantes afloramientos de olivino, un mineral volcánico presente en las rocas magmáticas, que puede utilizarse para datar el pasado volcánico de Marte; y grandes cantidades de carbonatos, que pueden formarse cuando el olivino se expone al agua y al dióxido de carbono, y que se sabe que tienen el potencial de conservar rastros de vida (biofirmas).


El oxígeno presente en los carbonatos podría revelar la temperatura del agua que formó el mineral; el agua templada nos indicaría que Marte fue cálido y húmedo durante millones de años, mientras que el agua casi congelada abogaría por estallidos esporádicos de calor. El carbonato podría incluso contener burbujas de gas -muestras de la antigua atmósfera marciana- que permitirían a los científicos ver si contenía metano u otros gases de efecto invernadero que habrían calentado el Marte primitivo.


Ha pasado más de medio siglo desde que una nave espacial llegara a Marte. Desde entonces, hemos aprendido mucho sobre nuestro misterioso vecino rojo. Sabemos que es el hogar de la montaña más alta del sistema solar, que el polvo marciano es magnético, que Marte solía tener lagos y ríos, que tiene estaciones, que su núcleo podría seguir fundido y que las tormentas de polvo pueden cubrir todo el planeta. Todas estas informaciones nos las han desvelado las distintas misiones que se han enviado a Marte. A lo largo de los próximos diez años, vida estimada del Perseverance, seguramente nos asombraremos al descubrir que muchas de las rocas y minerales presentes en Marte también existen en nuestro planeta, haciendo evidente un pasado común.


Referencias:


[1] Voosen P. (2021). Perseverance will explore history of ancient lake. Science (New York, N.Y.), 371(6532): 870-871.

https://doi.org/10.1126/science.371.6532.870


[2] B. L. Ehlmann, J. F. Mustard, C. Fassett, S. C. Schon, J. W. Head III, D.J. Des Marais, et al. (2008). Clay minerals in delta deposits and organic preservation potential on Mars. Nature Geoscience, 1(6) : 355-358. https://www.nature.com/articles/ngeo207 


[3] Taylor, A. (2020). NASA Prepares to Launch the Mars Rover Perseverance. The Atlantic. https://www.theatlantic.com/photo/2020/07/photos-nasa-prepares-to-launch-the-mars-rover-perseverance/614716/ 


[4] Clery, D., & Voosen, P. (2019). Bold plan to retrieve Mars samples takes shape. Science (New York, N.Y.), 366(6468): 932-933. https://doi.org/10.1126/science.366.6468.932