Para definir lo esencial de la bióloga Nettie Maria Stevens (7 de julio de 1861 – 4 de mayo de 1912)
bastan dos ideas: descubrió que el sexo viene determinado por los
cromosomas; y a pesar de la inmensa relevancia de su hallazgo, hoy
apenas se la recuerda. El caso de Stevens es el de una carrera
fulgurante e intensa, pero efímera. Nacida en Vermont (EEUU), en su
biografía solo destaca su empeño de dedicarse a la investigación citogenética,
para lo que tuvo que abrirse en un mundo dominado por científicos
varones.
Efraïm Stevens, padre de Nettie María, era un humilde carpintero que, a pesar de su situación
económica, trabajó duro para que sus dos hijas pudieran recibir una
buena educación.
El sueño de Nettie, estudiar en la universidad, estaba muy lejos.
Para conseguirlo, trabajó durante años como profesora y bibliotecaria
hasta poder ahorrar el dinero suficiente. En 1896, cuando ya tenía
treinta y cinco años, Nettie se matriculó en la Universidad de Stanford.
Con el cambio de siglo ya se había licenciado y redactado su tesis
doctoral.
Ingresó a la Universidad de Stanford
(California) a los 35 años y culkminó su doctorado a los 42. Por
desgracia, la vida no le concedió mucho más tiempo: a los 50 años su
carrera quedó truncada por un cáncer de mama.
Entre 1901 y 1902 viajó a Europa donde trabajó en la Estación de
Zoología de Nápoles y luego en el laboratorio de Theodor Boveri, quien
por entonces investigaba el rol de los cromosomas en la herencia, y
donde se presume Nettie encontró su vocación por la genética.
Su inteligencia sobresaliente fue reconocida, pero no tanto sus
logros. Buscando la clave de la determinación del sexo, que el
pensamiento de entonces atribuía a factores ambientales, Stevens
descubrió que los machos del escarabajo de la harina llevaban un
cromosoma “accesorio” más corto; hoy lo conocemos como Y.
Al estudiar al gusano de la
harina, Nettie descubrió que las hembras sólo producían células X,
mientras que el macho producía X e Y. Tras el análisis de 50 especies de
escarabajos y nueve de moscas, publicó en 1905 Studies in
Spermatogenesis with Special Reference to the “Accessory Chromosome”
donde constató, por primera vez en la ciencia, que los cromosomas son
parejas de células, donde si el óvulo fecundado por un espermatozoide
portador del cromosoma X daría como resultado una hembra, y si era
portador de Y el resultado sería un macho. Hasta ese momento la ciencia
determinaba que los cromosomas eran largos bucles, mientras que la
teoría de Stevens los propuso como parejas de células.
En 1905
Stevens escribía que esta diferencia, el cromosoma Y, era la responsable de la determinación del sexo. El mismo año, Edmund Beecher Wilson publicaba una idea similar, aunque sus insectos carecían de cromosoma Y. Sin embargo, tanto Wilson como Thomas Hunt Morgan, supervisor de
Stevens, no estaban convencidos de que los factores ambientales no
tuvieran cierta influencia. Para demostrar que el sexo dependía sólo de
los cromosomas, Stevens estudió las células de 50 especies de
escarabajos y nueve de moscas.
Pero cuando el cáncer se la llevó, aún no
había conseguido que su visión se impusiera, y la mayor parte del
reconocimiento fue para Wilson. Hoy se reivindica el trabajo de Stevens,
al cual hay que añadir una curiosidad: a Morgan, premio Nobel en 1933, se le considera el fundador de los estudios genéticos con la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, utilizada hoy por miles de investigadores. Pero quien llevó por primera vez esta especie al laboratorio de Morgan fue una estudiante suya llamada Nettie Stevens. Fuente: Open Mind
La Vía Láctea es la mejor aliada del escarabajo pelotero en las noches sin Luna.
Quizás vivan en la tierra, pero
todo parece indicar que el escarabajo pelotero que se alimenta de
excrementos está muy claro dónde están las estrellas.
Un grupo de científicos ahora puede comprobar
cómo estos insectos usan la Vía Láctea para orientarse mientras
trasladan sus bolas de excremento por el terreno.
Los humanos, las aves y las focas se
orientan por las estrellas. Sin embargo, este podría ser el primer
ejemplo en el cual un insecto lo hace.
"Los escarabajos peloteros no necesariamente se
trasladan en el mismo sentido que la Vía Láctea o perpendicular a ésta,
pueden ir en cualquier ángulo a esta banda de luz en el cielo. La usan
como referencia", dijo a la BBC la investigadora de la Universidad de
Lund, en Suecia.
A los escarabajos peloteros les gusta
trasladarse en línea recta. Cuando encuentran una pila de excrementos,
forman una pequeña bola con éstos y comienzan a rodarla a un lugar
seguro donde pueden comérsela, generalmente en una cueva.
Tener una buena orientación es importante porque
a menos de que el insecto use un curso recto, es riesgoso regresar al
lugar donde hizo la recolección, ya que otro escarabajo seguramente
tratará de robarle su preciada bola.
Se mueven en línea recta
Dacke previamente había demostrado que los
escarabajos peloteros eran capaces de moverse en línea recta
orientándose por el Sol, la Luna o incluso señales formadas por estas
fuentes de luz.
Pero fue la capacidad de estos animales de mantener el curso, incluso en noches sin Luna, lo que intrigó a la investigadora.
Por ello Dacke se llevó a estos insectos (Scarabaeus satyrus) al planetario de Johanesburgo, en Sudáfrica, donde podía controlar las estrellas que el insecto tendría sobre sí.
Lo más importante es que puso a los escarabajos
en contenedores con paredes negras para asegurarse de que los animales
no estuviesen usando información de referencias en el horizonte, lo que
en su medio ambiente natural podrían ser, por ejemplo, árboles.
Los escarabajos hicieron mejor su trabajo cuando
tuvieron un perfecto cielo estrellado proyectado en el domo del
planetario, aunque también lo hicieron bien al mostrarles una franja de
luz difusa que representa la Vía Láctea.
Dacke cree que es la franja de luz y no los puntos de luz de las estrellas lo que es más importante para estos insectos.
"Estos escarabajos tienen ojos compuestos", dice
a la BBC. "Se sabe que los cangrejos, que también los tienen, pueden
ver las pocas estrellas más brillantes en el firmamento. Quizás los
escarabajos pueden hacer esto también, pero aún no lo sabemos, es algo
que estamos investigando. Sin embargo, cuando les mostramos solo las
estrellas brillantes en el cielo, se pierden. Por lo tanto no son ellas
las que los escarabajos usan para orientarse".
En el terreno, Dacke ha visto a los escarabajos
desorientarse cuando la Vía Láctea se ubica en el horizonte en una época
particular del año.
Lea el artículo completo en: BBC Ciencia Contenido relacionado
Escarabajo observado en la investigación con las 'botas' de silicona. | Wits University
Hasta ahora se conocían varios de los usos que los escarabajos
peloteros dan a la bola sobre la que se montan. Sin embargo, un nuevo
descubrimiento ha asombrado a los científicos. Un equipo de científicos
ha comprobado que estos insectos utilizan la bola para mantenerse frescos y protegerse del calor del suelo. Es su particular 'aire acondicionado'.
"Los escarabajos utilizan la bola para enfriarse dado que se sobrecalientan con facilidad al empujar una enorme bola de estiércol sobre la arena ardiente de África", explicó el líder de la investigación, Jochen Smolka de la Universidad de Lund en Suecia.
Hasta ahora se sabía que estos insectos utilizaban la pelota para
defenderse de otros insectos, por ejemplo.
Pero este hallazgo es
novedoso. No solo en el escarabajo sino que es el primer ejemplo de insecto que utiliza un refugio móvil termal de este tipo.
Una demostración de los sofisticados mecanismos que los insectos y
otras criaturas emplean para mantener estable la temperatura de su
cuerpo.
El equipo, sin embargo, tropezó con este comportamiento de manera
casual. De hecho, primero observaron como los escarabajos llevaban la
bola haciendo una especie de 'baile' orientativo para mostrar el camino
que debían tomar. Pero, mientras observaban esta especie de danza, los
investigadores notaron que los escarabajos se subían a estas bolas más habitualmente cuanto más calor hacía.
Los científicos calcularon que los escarabajos subían a la 'pelota' siete veces más en terrenos cálidos y con elevadas temperaturas que en una situación normal.
También notaron que los insectos restregaban su cara por la pelota,
un comportamiento que los científicos creen que llevan a cabo para
extender líquido 'a posteriori' por sus patas y su cabeza para
mantenerla fresca.
Para corroborar que las conclusiones eran ciertas, los investigadores calzaron botas de silicona en las patas de los escarabajos
como protección alternativa. "Para nuestra sorpresa esto funcionó, y
los escarabajos con botas se subían menos a las bolas", explica Smolka.
Lo que demuestra el descubrimiento es la cantidad de respuestas que las especies desarrollan para adaptarse a la naturaleza.
"La evolución tiene la capacidad de que adaptar a las estructuras
existentes a nuevas realidades, en este caso una fuente de alimento en
un termoregulador, concluye Smolka
Podríamos decir que tiene "una vida de mierda", porque para este coleóptero las heces son su sustento, su trabajo y su nido. El nombre del escarabajo pelotero se debe a que arrastra cada día bolas de caca de hasta 200 veces su peso. Estos coleópteros sienten una especial atracción gastronómica por las heces de los herbívoros, de ahí que rastrean su aroma. Cuando se topan con este material, empiezan a arrancar trocitos y amasarlos hasta formar una albóndiga que llevan rodando al nido. En la época de puesta, la hembra deposita un único huevo dentro de la boñiga. La larva queda totalmente cubierta, y en este entorno se desarrolla hasta hacerse adulta.
Fósil de unos 40 millones de años de antigüedad. | Fotos: M. McNamara.
Tienen entre 15 millones y 47 millones de antigüedad pero nadie lo diría. Paleontólogos de EEUU han encontrado diez espectaculares fósiles de escarabajos que conservan perfectamente su forma y, más sorprendente aún, los intensos colores de sus caparazones.
Los científicos han podido averiguar que estos colores que vemos ahora son ligeramente distintos a los que lucían cuando estaban vivos. El hallazgo les ayudará a determinar con más exactitud qué aspecto tenían estas criaturas hace millones de años.
El estudio, publicado esta semana en 'Proceedings of the Royal Society B', se centra en el análisis de 10 de estos fósiles. La mayoría fue encontrado en yacimientos de Alemania y EEUU. A diferencia de los pigmentos, los colores estructurales (como los de estos escarabajos) se producen por la interacción de la luz con las finísimas capas de material que conforman su exoesqueleto.
La finalidad del color
Los investigadores, liderados por Maria McNamara, de la Universidad de Yale (EEUU), querían averiguar cómo se originan estos colores estructurales. Asimismo, la científica se preguntaba si la gama cromática que vemos en los fósiles es la misma que los escarabajos tenían hace millones de años.
Para averiguarlo, utilizaron sofisticados instrumentos, como microscopios de electrones, con los que pudieron determinar cómo el proceso de fosilización había podido afectar a los colores originales.
Según este estudio, los tonos verdosos observados en los fósiles debían ser azules cuando el escarabajo vivía. De la misma forma, creen que los que eran violetas se transformaron en azul al fosilizarse.
Respecto a la utilidad que podrían tener estos colores, Maria McNamara cree que cumplían varias funciones visuales. Según explicó a la BBC, los colores podrían haber servido a los escarabajos para comunicarse o para regular su temperatura.
La creencia del paciente de que un medicamento no funcionará puede convertirse en una profecía autocumplida, afirma un grupo de investigadores.
Lo pacientes recibieron analgésicos sin saberlo.
Según los especialistas, la manipulación de las expectativas puede aumentar o, por el contrario, bloquear totalmente los beneficios de los analgésicos.
El estudio, publicado en la revista Science Translational Medicine, también identifica las regiones del cerebro que están involucradas en el proceso.
Los expertos dicen que esto podría tener consecuencias importantes para el cuidado de pacientes y para las pruebas de nuevos medicamentos.
Para el estudio se les aplicó calor en las piernas a 22 pacientes, a los que se les pidió que describieran el nivel de dolor en una escala del 1 al 100. Además se les colocó un suero intravenoso en el que se les administraron drogas sin avisarles.
La calificación inicial de dolor promedio fue de 66. En los pacientes a los que se les dio un analgésico potente, remifentanil, sin su conocimiento el grado de dolor se redujo a 55.
Cuando se les dijo que estaban recibiendo un analgésico, la puntuación se redujo a 39.
Entonces, sin cambiar la dosis, se les dijo a los pacientes que les habían retirado el analgésico y que iban a sentir más dolor. La calificación subió a 64.
Por lo tanto, aunque a los pacientes se les estaba dando remifentanil, decían sentir el mismo nivel de dolor que cuando no estaban recibiendo ninguna droga.
"Fenomenal"
La profesora Irene Tracey, de la Universidad de Oxford, le dijo a la BBC: "Es fenomenal, es realmente genial, es uno de los mejores analgésicos que tenemos y la influencia del cerebro puede aumentar enormemente su efecto, o eliminarlo por completo".
El estudio se llevó a cabo en personas sanas que se sometieron al dolor durante un corto período de tiempo.
Pero la profesora señala que las personas con enfermedades crónicas que han probado sin éxito muchos medicamentos durante muchos años podrían tener una experiencia mucho más negativa, que podría tener un impacto en su salud futura.
La profesora dijo: "Los médicos necesitan más tiempo para consultar e investigar el aspecto cognitivo de la enfermedad. La atención se centra en la fisiología, no en la mente, y eso puede ser un obstáculo para el tratamiento".
Los escáneres cerebrales utilizados durante el experimento también mostraron las regiones del cerebro afectadas.
La expectativa de un tratamiento positivo se asoció con la actividad en las áreas del cíngulo frontal y subcortical del cerebro mientras que la expectativa negativa produjo una mayor actividad en el hipocampo y la corteza frontal medial.
El profesor Anthony Jones, del servicio de salud británico, le dijo a la BBC: "El trabajo de laboratorio indica que las expectativas son un factor clave para la percepción del dolor y los efectos placebo de los analgésicos. Así que esto proporciona una confirmación adicional de esta idea en relación con los efectos de los medicamentos".
"Esto había sido demostrado con anterioridad en relación a los efectos analgésicos del óxido nitroso, pero el estudio actual proporciona una buena evidencia de que este fenómeno no se debe a que el sujeto diga lo que cree que el investigador quiere oír", agregó.
Los investigadores también dicen que hay que cambiar la forma en que se realizan los ensayos clínicos, que se utilizan para determinar la eficacia de los medicamentos.
George Lewith, profesor de la investigación médica de la Universidad de Southampton, señaló: "Es otra prueba de que en la vida tenemos lo que esperamos".
"Esto es un golpe para los fríos ensayos clínicos aleatorios, que no tienen en cuenta las expectativas", agregó.
Ya he hablado aquí de cómo las orquídeas del género Ophrys engañan a los machos de abejas solitarias fingiendo ser abejas hembra, para usarlos como transporte de sus polinios. Pero no son las únicas plantas que estafan a incautos insectos para asegurarse la polinización cruzada.
El Biarum es de esos vegetales 'raritos' que han evolucionado hacia métodos de polinización tan rebuscados, que hacen dudar seriamente de que el mundo haya sido hecho por un diseñador inteligente.
La planta duerme todo el verano bajo tierra hasta que en otoño hace brotar una extraña flor, tan extraña que la gente normal ni siquiera la toma por una flor. Los botánicos tampoco, dicho sea de paso. La parte aérea consiste de una 'hoja' de color vino tinto, llamada espata, de la que emerge, apuntando al cielo, un espádice verdoso. Pero la inflorescencia tiene otra parte subterránea donde alrededor del espádice se encuentran las flores femeninas y masculinas, y otras estériles, diseñado el conjunto de tal forma que junto con la base de la espata forma una trampa en la que es fácil entrar pero dificil salir.
La 'flor' emite un intenso aroma fecal que atrae a las moscas coprófagas. Estas se posan en el espádice y atraídas por el 'aroma' descienden al interior de la planta. Como ya he dicho, entrar es fácil, pero salir... para salir hay que pagar un tributo en forma de polen. La entrada a la 'mazmorra' subterránea de la flor es estrecha, tamaño mosca digamos, y para entrar han que pasar por una zona donde hay unos 'pelillos' orientados hacia abajo, de forma que al descender la mosca pasa sin dificultad, pero cuando intenta volver a salir va 'a contrapelo'. Solo cuando una mosca entra con polen de Biarum y fecunda a las flores hembra, se activan las flores macho que cubre de nuevo de polen a las pobres moscas, que recordemos siguen dando vueltas dentro de la flor buscando el origen del olor y la salida, y se marchitan las estructuras que hacen fácil la entrada e imposible la salida, liberando a las moscas cubiertas de polen de su prisión.
¿En qué se parecen una botella de anís, un escarabajo y una hormiga?
Durante la evolución biológica, los organismos cambian de muy distintas maneras a lo largo del tiempo. Tradicionalmente tendemos a pensar que se van separando o, mejor dicho, van divergiendo cada vez más entre sí, y en líneas generales es correcto. Así encontramos órganos que tuvieron un origen común y que han divergido hasta parecerse poco, incluso en su función: el ala de un murciélago, la aleta de un delfín o la pata de un caballo parecen órganos completamente distintos, pero si estudiamos su anatomía interna, observamos que responden a la misma estructura.
Extremidades anteriores homólogas
Las estructuras como éstas que, a pesar de tener diferente aspecto y/o función, son similares anatómicamente por tener el mismo origen evolutivo se denominan homólogas y el fenómeno se llama divergenciaadaptativa. A partir de la misma estructura, la adaptación a distintos medios y modos de vida ha utilizado el mismo órgano para resolver problemas diferentes.
Oro parece, plata no es…
Sin embargo, la adaptación produce en ocasiones el efecto contrario: dos órganos de origen evolutivo muy distinto pueden presentar la misma función e incluso un aspecto similar. En estos casos, hablamos de órganos análogos, y el fenómeno se conoce como convergencia adaptativa. El ala de las aves y el de las mariposas representan uno de los ejemplos más conocidos, pero existen muchísimos otros.
En el caso de la convergencia adaptativa, la presión selectiva ha llevado a modificar órganos de diferente naturaleza hacia una forma y función similares, con objeto de resolver un mismo problema por diferentes caminos.
No solo copian los japoneses
Podríamos pensar que los fenómenos de convergencia se reducen al campo de la biología evolutiva, pero no estaríamos totalmente en lo cierto. La cultura y la tecnología humana también producen instrumentos convergentes con otras formas biológicas, a veces por copia, a veces por coincidencia.
¿En qué se parece una botella de anís, una hormiga y un escarabajo?
La inspiración en diseños biológicos para resolver problemas humanos no es algo raro, e incluso tiene nombre: biomimética. Sin embargo, en ocasiones no se trata de una copia, sino una verdadera convergencia adaptativa en toda regla: ante el mismo problema, animales y cultura humana han desarrollado soluciones similares de forma independiente.
Uno de los casos más curiosos, en el que hemos trabajado personalmente, reune botellas de anís y adornos ceremoniales con órganos biológicos emisores de sonido. Se trata de un fenómeno de convergencia adaptativa en la producción de sonido o, mejor dicho, en la comunicación acústica de especies tan dispares como el ser humano, los escarabajos y las hormigas.
La botella de anís es un instrumento tradicional de Castilla y Extremadura, que se emplea desde principios del siglo XIX y se utiliza como acompañamiento en diversas canciones populares. La forma de tocar consiste en raspar la superficie rugosa de la botella con una llave o una cuchara metálicas. Instrumentos similares basados en el mecanismo de rascado de una superficie ranurada, tales como el Guiro, los rascadores de hueso o simples conchas, nos acompañan desde la prehistoria.
Sin embargo, otros animales inventaron el mismo tipo de instrumento unos cuantos millones de años antes que nosotros. Muchos insectos poseen mecanismos muy parecidos estructuralmente a los arriba descritos, con la diferencia de que no los han fabricado, sino que forman parte de la estructura de su cuerpo.
Foto: J.M.Hernández
Algunos escarabajos, como el Iberodorcadion de la izquierda, presentan una placa estriada en la región dorsal del tórax que rasca contra el borde engrosado del segmento anterior cuando el coleóptero mueve arriba abajo la cabeza y el tórax. La estructura de la placa, denominada pars stridens, hace las veces de “botella de anís”, emitiendo un sonido tan peculiar como éste:
Foto: J.P.Zaballos
Un órgano de este tipo, denominado órgano estridulador, lo podemos encontrar en otras familias de escarabajos, como los carábidos del género Typhlocharis (derecha), con la peculiaridad de que aparece en un lugar muy diferente: la cabeza.
Y aún podemos encontrar la misma estructura en un grupo tan alejado de los escarabajos como son las hormigas, y en una ubicación tan alejada de la cabeza como el abdomen. Messor barbarus, una especie de hormiga bastante común, presenta una placa estriada en la región dorsal del cuarto segmento abdominal, el cual rasca contra el borde engrosado del tercer segmento.
Como es de esperar, una estructura similar produce un sonido similar, y así suena nuestra hormiga:
Foto: E.Ruiz, M.D.Martínez & J.M.Hernández
Sin duda, se trata de un caso curioso de aparición de la misma estructura en tres lugares tan diferentes como la cabeza, el tórax y el abdomen, y que además nos muestra que los fenómenos de convergencia adaptativa no son nada raro en la naturaleza. De hecho, no es necesario ir a buscar grandes vertebrados con portentosas adaptaciones al vuelo o la natación en el océano. En el jardín de nuestra casa o en el parque más cercano podemos observar en cualquier momento la evolución en acción, de mano de animales que si bien son más pequeños no por ello son menos interesantes.
El escarabajo del estiércol es el insecto más fuerte del mundo
El escarabajo del estiércol de la especie Onthophagus taurus puede arrastrar una carga más de mil veces más pesada que su propio peso corporal. En términos humanos, es como si una persona promedio tirase de seis autobuses de dos pisos completamente cargados. Vaya tela. Esa capacidad le ha ganado el título del insecto más fuerte del mundo.
Así lo ha determinado el profesor Rob Knell, investigador de la Universidad de Londres, quien puso a prueba la habilidad de los escarabajos para enfrentarse a un rival a través de la medición de cuánta fuerza era necesaria para sacarlos de sus agujeros. Los hallazgos de Knell y su equipo han sido publicados en la revista Proceedings of the Royal Society.
Los escarabajos hembras de esta especie cavan túneles bajo el estiércol, en los que se aparean con los machos. Si un macho entra en un túnel que ya está ocupado por un rival, ambos luchan con sus cuernos y tratan de empujarse uno a otro fuera del tunel. Todo el asunto del estiércol quizá le quite mérito a ojos de algunos, pero se trata de un insecto digno de conocerse mejor. Por ello, os he dejado un vídeo de National Geographic en el que podéis ver a un fornido ejemplar en plena acción de arrastre de estiércol.