Ua E. coli capaz de alimentarse de citrato.

Hace 25 años un científico estadounidense llamado Richard Lenski comenzó un experimento de evolución en el laboratorio con un único ejemplar de Escherichia coli, la bacteria más estudiada de la historia y uno de los seres vivos mejor conocidos. De ese único ejemplar extrajo 12 líneas diferentes de bacterias, que desde entonces se reproducen separadas las unas de las otras, dividiéndose y reproduciéndose; 58.000 generaciones de separación a estas alturas. Es el 'Long Term E. Coli Evolution Experiment' (experimento de evolución a largo plazo de E. coli), y está empezando a dar resultados. Lo que ocurre es que los resultados no son simples, y subrayan la complejidad del proceso evolutivo y, de rebote, la brillantez de quien supo desentrañarlo por primera vez, un tal Darwin. Porque las cosas no son sencillas ni siquiera con un organismo relativamente simple en un entorno perfectamente controlado como éste. Contrariamente a lo que defienden los creacionistas, la evolución se puede ver en el laboratorio, pero hay que saber mirar. Y la historia comienza hace 11 años, en 2003, cuando de repente apareció en una de las líneas algo que no debía existir: una E. coli capaz de alimentarse de citrato. Algo que por definición E. coli no puede hacer; en términos bacteriológicos casi la aparición de una nueva especie.

Para entonces habían pasado 33.000 generaciones desde el inicio del experimento, así que los científicos comenzaron a trabajar para descubrir de qué modo esa cepa de E. coli había conseguido dar semejante salto evolutivo. Y que les haya llevado 11 años de trabajo nos puede dar una pista sobre lo que encontraron: que la historia era muy, pero que muy compleja. Afortunadamente cada 500 generaciones congelan una muestra de las bacterias, así que podían volver atrás y analizar qué pasó y cuándo. Hacia la generación 31.500 descubrieron que se había producido el primer cambio: una duplicación en un gen denominado citT que permite a E. coli alimentarse de citrato en ausencia de oxígeno, que cambió el control de una de las copias, haciendo que el gen permaneciese activo incluso en ambiente aerobio. Sucesivas mutaciones en las siguientes 1.500 generaciones mejoraron esa capacidad, permitiendo a esta cepa convertirse en devoradora de citrato. Pero la cosa no era tan sencilla, porque simplemente trasplantar el nuevo gen citT a las bacterias ancestrales no las hacía capaces de comer citrato. Había algo más; algo que había pasado antes de la generación 31.500.

Así que a sus congeladores regresaron los científicos, a tratar de localizar ese otro cambio imprescindible. Y la cosa no era fácil: para la generación 33.000 había 79 mutaciones más acumuladas. Muchos análisis después llegó el sorprendente resultado: muy pronto en la evolución de esta cepa se había producido un cambio en un gen llamado dctA, que se ocupa de bombear fuera de la célula una molécula llamada succinato. Resulta que el equilibrio químico de la célula depende del equilibrio entre citrato y succinato de tal modo que cuando la bacteria capta citrato debe expulsar succinato para compensar. Sin el cambio en dctA el ‘nuevo’ citT no funciona, por lo que no ofrece ninguna ventaja a las bacterias que lo portan. Pero cuando se combinan los dos en el orden correcto sucede algo que parece magia: aparece una nueva forma de vida capaz de alimentarse de una molécula que sus ancestros no son capaces de digerir. Lo verdaderamente sorprendente es que seamos capaces de comprender de qué modo ocurre, de tal modo que no sea necesario invocar lo sobrenatural o lo divino. Un proceso natural, automático, elegante y bello que a lo largo del tiempo da lugar a la increíble diversidad y belleza que tenemos a nuestro alrededor. Algo ciertamente a celebrar.

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RTVE Blog de Ciencias

¿El tamaño de la mano o de los pies está relacionado con el del pene? Los genes de Hox tienen la respuesta...

Voy a tratar un asunto de capital importancia para muchos, tanto para científicos como para no científicos. El tamaño del pene. (Al menos debe de ser importante si tenemos en cuenta la inmensa oferta en el mercado para conseguir ganar unos centímetros extra).

La cultura popular siempre ha dicho que un hombre de manos o pies grandes debe de tener necesariamente un gran miembro viril, y viceversa. Pero ¿se cumple realmente esta correlación?

Para responder satisfactoriamente a esta pregunta debemos recurrir a los genes Hox.

La biología moderna ha demostrado que el cuerpo de los animales está dividido en territorios estancos, compartimentos que no se ven a simple vista pero que están limitados por unas fronteras invisibles. Unas barreras que las células respetan durante el desarrollo del organismo.

Cualquier especie animal posee una decena de genes Hox, siempre dispuestos en fila a lo largo del cromosoma y con el mismo orden en todas las especies. Cada gen Hox define, y es responsable, de un trozo de cuerpo (los compartimentos anteriormente citados), siendo el orden de los genes en la fila el mismo que las partes del cuerpo que cada gen define: a la izquierda los genes que especifican la cabeza, en el centro los del tronco y a la derecha los del abdomen.

Por ejemplo, los niños que nacen con una copia defectuosa del gen Hoxa 13 tienen los dedos de los pies cortos y grandes y los dedos de las manos cortos y doblados. Otra mutación Hox humana causa sinpolidactilia: dedos de las manos extra y dedos de los pies unidos.

Lo relevante es que los niños que nacen con mutaciones Hox que afectan a sus extremidades también suelen presentar malformaciones en los genitales: muchas de las moléculas que forman las extremidades crean también los genitales.

Sin embargo, la correlación positiva del tamaño de las extremidades y el pene sólo es parcialmente cierta: es estadísticamente significativa, pero débil. Sin contar con otro problema. Los datos que se usan se refieren a la longitud del pene “extendido” y no erecto. Un pene pequeño en reposo no es por definición pequeño en erección: los penes que mejor funcionan a nivel vascular son aquéllos que precisamente son pequeños en reposo y aumentan varias veces su tamaño en erección; por el contrario, los penes que son grandes en reposo no suelen ganar tanto tamaño cuando alcanzan la erección.

Así pues, dejad de preocuparos. Hay más relación entre la percepción del tamaño de nuestro pene y nuestra autoestima que entre el tamaño real y el tamaño de nuestras extremidades.

Aunque, habida cuenta de que los genes Hox que actúan en las extremidades también tienen incidencia en los genitales, el hecho de que los ingleses se refieran popularmente al pene como the-best-of-tree, down-leg o middle-leg tiene ahora más sentido real que metafórico.

Más información | Universia

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Xakata Ciencia

Esta es la fábrica de cerdos clonados más grande del mundo

El centro de clonación porcina de BGI es el más grande del mundo.

Los gruñidos de los cerdos se oyen mucho antes de llegar a una serie de largos edificios ubicados entre colinas ondulantes en el sur de China.

La hora de la comida provoca frenesí y los animales se empujan contra las rejas que rodean sus rediles.

La BBC visitó las instalaciones de BGI en Shenzhen, en el sur de China.

• Un paso más hacia la clonación humana
• Las ovejas uruguayas fluorescentes que brillan como medusas
• Planean clonar especies amenazadas en Brasil

Sin embargo, esta no es una granja cualquiera.

Dirigido por una compañía en rápido crecimiento, BGI, este establecimiento se ha convertido en el centro de clonación de cerdos más grande del mundo.

Aunque la tecnología que emplea no es particularmente nueva, lo sorprendente es su aplicación para la producción en masa.

El primer establo contiene 90 animales en dos largas filas.

Parecen perfectamente normales, pero cada uno es portador de embriones clonados. Muchos de ellos también son clones.

Este lugar produce la extraordinaria cifra de 500 cerdos clonados al año: China está explotando la ciencia a escala industrial.

Para mi sorpresa, nos llevan a ver cómo se hace el trabajo.

Cerdos como modelo

Una habitación contigua a los rediles sirve como sala de operaciones y en ella yace una cerda anestesiada, con una máscara de oxígeno en el hocico. Unas bolsas plásticas cubren sus pezuñas.

En el centro se realizan dos implantaciones de embriones cada día.

Dos técnicos han insertado una sonda de fibra óptica para localizar su útero. Un tercero trae un pequeño tubo de ensayo desde una nevera: en él están los blastocistos, células embrionarias preparadas en laboratorio, que serán implantados en breve.

El espacio no tiene aire acondicionado ni está particularmente limpio; de hecho algunas moscas merodean alrededor de la cabeza de la cerda.

Da la impresión de que esta operación se lleva a cabo con un aire de rutina.

Incluso la presencia de periodistas extranjeros no parece llamar la atención en absoluto.

El animal parece estar cómodo y no se percibe ninguna preocupación ante cómo podemos reaccionar ni ante lo que podrían pensar quienes defienden los derechos de los animales.

Este equipo es capaz de realizar dos implantaciones al día, con un nivel de éxito de alrededor de 70-80%.

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BBC Ciencia

La tecnología pionera que permitirá a los padres escoger el embrión más inteligente

Zhao Bowen es un chico un prodigio de 20 años al que muchos tildan ya como el “Bill Gates de China”. Y es que, a pesar de su juventud, Bowen es el supervisor del laboratorio de genómica cognitiva del Instituto de Genómica de Pekín (BGI por sus siglas en inglés). Con solo 15 años, fue coautor de un estudio sobre el genoma del pepino que fue publicado en la revista Nature Genetics en 2009.

Sin embargo, su salto a la fama se ha debido a su controvertida investigación en busca de las raíces genéticas de la inteligente, que promete que en pocos años permitirá que los padres seleccionen a los embriones en función de su coeficiente intelectual potencial.

Con más de 100 máquinas de secuenciación de genes, el equipo de Bowen está descifrando alrededor de 2.200 muestras de ADN, la mayoría procedente de los estadounidenses más brillantes, con un coeficiente intelectual (CI) de 160 o más. El gobierno de Shenzen acordó pagar por la mitad del proyecto y BGI aportaría el otro 50%.

Bowen, quien espera publicar los hallazgos de su equipo a mediados de año, señala:

Por mucho tiempo, la gente ha decidido ignorar la genética de la inteligencia. (…) La gente cree que es un tema controvertido, especialmente en Occidente. Pero no es así en China, donde estudios del cociente intelectual (IQ) son considerados más como un reto científico y por lo tanto son más fáciles de financiar.

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Xakata Ciencia

Encuentran un segundo código genético en el ADN

Los científicos han descubierto que en nuestro ADN se oculta otro código. Este segundo código contiene información que cambia la manera en que los científicos leen las instrucciones contenidas en el ADN.

Desde que el código genético fue descifrado en la década de 1960, los científicos han asumido que se utiliza exclusivamente para escribir información sobre las proteínas. Por eso los científicos de la Universidad de Washington se sorprendieron al descubrir que los genomas utilizan el código genético para escribir en dos idiomas separados. Uno describe cómo se hacen las proteínas, mientras que el otro indica a la célula cómo se controlan los genes. Un código se escribe encima del otro, por eso el segundo se mantuvo oculto durante tanto tiempo.

“Durante más de 40 años hemos asumido que los cambios en el ADN que afectan el código genético únicamente afectaban la manera cómo se hacen las proteínas. Ahora sabemos que por culpa de esta suposición tan básica acerca de la lectura del genoma humano no veíamos la mitad de la información. Estos nuevos resultados destacan que el ADN es un dispositivo de almacenamiento de información increíblemente potente que la naturaleza ha explotado plenamente de formas inesperadas”, dice el autor del estudio, John Stamatoyannopoulos.

El código genético utiliza un alfabeto de 64 letras que se llaman ‘codones’. El equipo de la Universidad de Washington descubrió que algunos codones, conocidos como ‘duones’, pueden tener dos significados, uno relacionado con la secuencia de la proteína y el otro relacionado con el control de los genes. Estos dos significados parecen haber evolucionado en concordancia entre sí. Se supone que las instrucciones de control de genes ayudan a estabilizar ciertas características beneficiosas de las proteínas y normalizan su proceso de creación.

El descubrimiento de duones tiene importantes implicaciones sobre cómo interpretan los científicos y los médicos el genoma de un paciente y abrirá nuevas puertas para el diagnóstico y tratamiento de diferentes enfermedades.

El estudio está publicado en la revista ‘Science‘. 

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El Ciudadano

Estudio asevera que la fidelidad es cosa de genética

Siempre se recomendó a los hombres que miraran a su suegra para ver cómo trataría la edad a su mujer. Ahora un nuevo estudio sugiere que las mujeres harían bien en fijarse en los hábitos de su suegro para conocer de antemano si su marido va a ser fiel o no.

Investigaciones de científicos checos sobre los motivos por los que algunos son infieles cuando están en relaciones estables descubrieron que, si bien tanto los hombres como las mujeres tienen aventuras extramatrimoniales, es más probable que los hombres las tengan si su padre fue infiel durante su infancia. En un estudio que el doctor Jan Havlicek y sus colegas presentaron ante un congreso de la Asociación Europea de Comportamiento y Evolución Humanas, observaron que las hijas no se veían afectadas en igual medida por la infidelidad de las madres.

Havlicek dijo que, durante su etapa de crecimiento, los varones aprendían de su mundo social qué conductas eran apropiadas y qué cosas podían hacer sin recibir castigo. El padre, agregó, era el modelo evidente de comportamiento.

Las conclusiones del estudio parecerían quedar confirmadas por ejemplos de padres e hijos mujeriegos que se han hecho famosos en la vida pública, como el golfista Tiger Woods y el futbolista británico Ryan Giggs.

Havlicek, que trabaja en la Universidad Charles de Praga, reclutó a 86 parejas para la investigación e interrogó a los hombres y las mujeres por separado y en confianza sobre sus relaciones, sus actitudes hacia el sexo, sus antecedentes familiares y sus infidelidades.

Martie Hasleton, psicóloga evolutiva de la Universidad de California en Los Angeles, dijo que el hecho de que las hijas no parecían ser afectadas por la infidelidad parental del mismo modo que los hijos varones tenía una explicación genética: si bien los padres buen mozos suelen tener hijos igualmente atractivos y esos hombres tienen más oportunidad de ser infieles, las hijas atractivas de madres atractivas se comportarían diferente.

“Las chicas que son más atractivas no necesariamente van a ser infieles. En primer lugar, es probable que tengan un compañero de más calidad. Los hombres y las mujeres buscan cosas distintas en las relaciones y por lo tanto lo esperable es que los hombres y las mujeres usen su atractivo de manera también distinta: ellos para obtener variedad sexual y ellas para conseguir el mejor compañero y un buen papá para sus hijos.”

La investigación checa sí da sustento a la idea de que los hombres y las mujeres tienen aventuras extramatrimoniales por diferentes motivos. Havlicek y su equipo descubrieron que el hecho de que un hombre estuviera satisfecho y feliz en su relación principal no tenía incidencia en la probabilidad de que fuera infiel. Los hombres, en general, tienen aventuras porque quieren sexo y un mayor número de compañeras sexuales, no porque están hartos de sus esposas.

Las mujeres, en cambio, eran mucho más propensas a ser infieles si estaban insatisfechas con algún aspecto de su relación. Según Havlicek, tienen aventuras para encontrar un nuevo compañero.

“Puede que sea mejor quedarse en una relación porque, en algunos casos, es mejor tener a alguien que no es perfecto que estar sola, en particular cuando se tienen hijos”, dice. “Pero, entretanto, se puede mirar alrededor en busca de otras opciones. Muchas de las mujeres que entrevistamos dijeron que estaban haciendo eso”.

Hasleton opina que la infidelidad es un tema que va a pasar más por las mujeres que por los hombres. “Podría deberse al aumento del anonimato de nuestro medio social, que hace que sea más difícil que a una la pesquen”, señaló. “Nuestro mundo se ha vuelto cada vez más anónimo, ya que cada vez somos más los que vivimos en grandes ciudades llenas de extraños. Si el comportamiento de una mujer puede quedar más protegido por el secreto, veremos más comportamientos infieles.”

Tomado de:

Primicas 24

El mapa de la actividad del genoma

Arte con el ADN del comprador | Diego Sinova

• Un equipo internacional secuencia el ARN de 462 individuos
• El hallazgo abre la puerta a monitorizar diagnósticos y tratamientos

En muchos sentidos, el organismo humano se parece a un ordenador. Toda la información básica para su desarrollo y su funcionamiento se almacena en un disco duro muy especial, el ADN, que para convertir en útiles todos los datos que contiene, necesita la ayuda de un sistema que los traduzca, transfiera y ejecute: el ARN.

Hace años, el papel del ARN fue eclipsado por las esperanzas puestas en el ADN, considerado el auténtico 'mapa de la vida'. Sin embargo, cada día está más claro que comprender su labor es fundamental si se quieren desenmarañar todos los misterios que esconde el genoma.

Por ejemplo, el ARN es clave para comprender por qué nuestros genes se 'apagan' o 'encienden' a lo largo de la vida y, en última instancia, para saber por qué nuestro genoma nos hace más o menos susceptibles de sufrir una enfermedad.

Aunque es mucho todavía lo que se desconoce sobre este ácido ribonucleico, un equipo internacional con participación española ha ayudado a sacarlo un poco más a la luz. Según publican las revistas 'Nature' y 'Nature Biotechnology', estos científicos de nueve centros europeos han descrito el repertorio más completo hasta la fecha de los perfiles de expresión génica; es decir, han podido enlazar la información del ADN con la actividad funcional de estos genes, creando el primer mapa que señala las causas de las diferencias entre la actividad de los genes entre individuos.
"Esto nos permite comenzar a entender realmente este campo de la biología", explica a ELMUNDO.es Xavier Estivill, jefe de grupo del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona y uno de los firmantes españoles del trabajo.

El trabajo, continúa, "ha demostrado la gran variación genética que influye en la regulación de nuestros genes", aunque permitirá construir unas 'leyes generales' sobre el funcionamiento del genoma humano.

Conocer este amplísimo catálogo puede ser muy importante para comprender los mecanismos que causan las enfermedades o para desarrollar tratamientos en el futuro, señala Estivill, quien reconoce que "se trata de una tarea muy compleja que exige un gran esfuerzo colectivo".

Para llegar a las conclusiones que publica esta semana 'Nature', el consorcio internacional con el que también han colaborado el Centro Nacional de Análisis Genómico de Barcelona y la Universidad de Santiago de Compostela, secuenció el ARN de células de 462 individuos que habían participado en el marco del proyecto '1.000 genomas'. Esto ha permitido añadir al mayor catálogo de genomas humanos con el que cuenta la ciencia una interpretación funcional de sus datos.

"Hasta ahora no había podido hacerse algo de estas dimensiones porque, mientras que el ADN es más estable, el ARN varía muchísimo entre células", explica Estivill, cuyo equipo ha utilizado técnicas de secuenciación de última generación.

El siguiente paso en la investigación, comenta el especialista del CRG, es realizar una disección completa de todos los tipos celulares y en distintas condiciones fisiológicas y patológicas para afrontar "el desafío de ligar esa información con perfiles metabólicos o proteicos".

"Por ejemplo, en una enfermedad que tiene un curso clínico que puede ser variable, como pueden ser los trastornos psiquiátricos, saber cómo son los perfiles de expresión y ver cómo cambian a lo largo del curso de la enfermedad puede ser muy importante para indicar o no un determinado tratamiento farmacológico", señala Estivill.

"Hasta ahora, sólo podíamos obtener una radiografía de la vida molecular de los individuos. Pero, ahora, se abre la puerta a que podamos empezar a verla como una película", ejemplifica.

Aunque no habla de plazos, para el especialista catalán este hallazgo puede suponer "un cambio sustancial" en el abordaje de la Medicina. "Hemos de ser capaces de tener respuestas para los cambios funcionales que suceden en nuestro organismo".

Y, aunque el camino es largo, el avance científico ya "nos aporta las técnicas que nos permiten ver esos perfiles y, a partir de ahí, tomar decisiones terapéuticas", concluye.

Todos los datos obtenidos en este proyecto, denominado GEUVADIS, están disponibles de forma gratuita para toda la comunidad científica. El acceso abierto a los datos pretende que otros investigadores vuelvan a explorar y analizar los datos desde distintas perspectivas.

Fuente:

El Mundo Ciencia

¿Qué tanto afecta a nuestro cuerpo la falta de sueño?

¿Qué ocurre dentro de nuestros cuerpos después de una racha de noches con poco sueño? Puede afectar a nuestro cuerpo en muchos niveles, de acuerdo con un estudio de la Universidad de Surrey.

Se analizó la sangre de 26 personas después de que habían pasado una semana durmiendo hasta 10 horas cada noche. Luego pasaron una semana durmiendo menos de 6 horas diarias, y se compararon ambas muestras.

Se descubrió que más de 700 genes se alteraron durante este cambio. Cada uno de ellos contiene las instrucciones para construir proteínas, así que se alteró el contenido químico del cuerpo. En ocasiones se produjeron más proteínas, pero en otros casos se entorpecían las funciones.

También se encontró que se ven afectados el sistema inmune y la forma en que el cuerpo responde al daño y al estrés. “Claramente, el sueño es crítico para reconstruir el cuerpo” dijo el profesor Colin Smith, “si no podemos reparar y reemplazar a nuestras células, entonces eso nos llevará a enfermedades degenerativas”.

 

Por si fuera poco, existen demasiadas personas que obtienen mucho menos horas de sueño, o por tiempos más prolongados, que los sujetos del estudio, así que estos padecimientos son comunes. Por suerte, se pueden prevenir con tomar una o dos horas extras de sueño

Fuente:

Ecoosfera

El ADN podría almacenar todo el conocimiento humano durante milenios

Los científicos británicos han descubierto un nuevo método revolucionario de guardar información en el ADN y aseguran que todos los datos del mundo cabrían en una pequeña parte de la cadena genética conservados durante milenios.


Durante los últimos años Ewan Birney y Nick Goldman, del Instituto Europeo de Bioinformática (EBI), en Cambridge, Reino Unido, están desarrollando la idea de almacenar información en el ADN. La razón que llevó a los investigadores a buscar nuevas formas de almacenamiento fueron las dificultades a las cuales se enfrentaría la ciencia para guardar cada vez más datos durante las próximas décadas.

"En algún momento, en un futuro no demasiado lejano, podríamos quedarnos sin espacio en los discos duros para guardar datos o sin dinero para seguir operando", explica Goldman. Según los científicos, para cualquier laboratorio esto sería una catástrofe.

Se sabe que todos los seres vivos almacenan toda la información en su ADN desde el inicio de la vida. La molécula del ADN, por su parte, está hecha de cuatro moléculas base: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). Los estudios han demostrado que estás moléculas son capaces de codificar en pequeños fragmentos cualquier información, utilizando combinaciones especiales. Así un solo gramo de ADN puede contener tantos datos como tres millones de discos compactos, que se transfieren a otros portadores en segundos.

Es fácil notar las grandes posibilidfades de almacenamiento que encierra el ADN.

Lea el artículo completo en:

Actualidad RT

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Estudio asegura que aumenta la resistencia a cultivos transgénicos

Más plagas están desarrollando resistencia a cultivos que han sido modificados genéticamente para combatirlas, salvo en áreas que también incorporan cultivos no transgénicos, según un estudio en la revita Nature Biotechnology.

Científicos de Estados Unidos y Francia analizaron los resultados de 77 estudios de ocho países en cinco continentes que examinan la resistencia a los cultivos transgénicos.

De las 13 especies de insectos examinados, cinco habían desarrollado resistencia en 2011, comparado con solamente una en 2005.

De las cinco especies resistentes, tres atacan cultivos de algodón y dos de maíz. El estudio se centra en los llamados algodón y maíz Bt, plantas que llevan un gen que les hace exudar una bacteria, Bacillus thuringiensis, que es tóxica a los insectos. 

Los autores del estudio encontraron que los insectos tienen mayores posibilidades de desarrollar resistencia si los cultivos transgénicos están rodeados de otros que no han sido genéticamente modificados.

La explicación se encuentra en la biología evolutiva. Los genes que confieren resistencia son recesivos, y los insectos sólo pueden sobrevivir en plantas Bt si tienen dos copias del gen resistente, uno de cada progenitor.

Plantar cultivos que no han sido genéticamente modificados reduce la probabilidad de que dos insectos resistentes logren aparearse confiriendo los genes necesarios a su descendencia.

"Los modelos computarizados que usamos muestran que estos refugios de cultivos tradicionales serían efectivos para retardar el desarrollo de resistencia", dijo uno de los autores del estudio, Yves Carriere, entomólogo de la Universidad de Arizona en Tucson.

Los autores señalaron que detectaron señales preliminares de resistencia (uno por ciento de resistencia o menos) en cuatro otras plagas de algodón y maíz en China, Estados Unidos y Filipinas.

Tomado de:

BBC Ciencia

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Individualidad de gemelos idénticos

Los gemelos son esenciales para comprender la influencia de la herencia y el ambiente en el desarrollo. Un estudio con ratones ha mostrado cómo con la experiencia se modifica el cerebro. Los animales, genéticamente idénticos, nacen iguales pero pronto se van diferenciando. Es la emergencia de la individualidad.

Francis Galton acuñó el término nature and nurture para explicar los efectos de la herencia y el ambiente. Desde entonces el debate continúa de forma fructífera.

Para cada rasgo de un ser vivo, ¿en qué medida influye el ambiente y en qué medida influyen los genes? En los extremos las cosas están claras: por muy buena alimentación que tengamos, nadie puede medir cuatro metros. Así mismo, si alguien no oye nunca hablar, no aprenderá el lenguaje. Necesitamos una dotación genética y un ambiente en el que desarrollarnos.

Galton fue también pionero en los estudios con gemelos. Si podemos controlar una de las variables, podremos estudiar la influencia de las otras. Dos gemelos tienen idéntica dotación genética. Podemos, por tanto, atribuir las diferencias entre ellos a los factores ambientales.

Los gemelos humanos son una fantástica fuente de información. Pero también los gemelos de otros animales. En concreto, lo son las cepas de ratones. Si disponemos de una cepa de ratones idénticos, podemos descartar los efectos de la genética. Las cepas de ratones genéticamente idénticos se han convertido en un instrumento imprescindible en la investigación. ¿Cómo se consiguen?

La forma de lograr una cepa de ratones genéticamente idénticos es cruzarlos hermano con hermana durante generaciones. Con más de 20 generaciones de apareamiento de hermanos se consigue una cepa en la que prácticamente todos los genes son iguales. Cuando los cruces alcanzan las 150 generaciones, se consideran 100% homocigóticos. Los ratones se aparean en auténticas fábricas. Existen más de 450 cepas de ratón y 230 de rata.

La primera parte del desarrollo de un ser vivo es independiente de la actividad. Es decir, los genes se expresan de forma automática. Alcanzada una cierta madurez, en el caso de los mamíferos aún sin haber nacido, el desarrollo sigue mediado por los genes pero también por la actividad. Es decir, desde muy pronto, el ambiente empieza a influir.

En el presente estudio, los científicos pusieron a un grupo de ratones genéticamente idénticos en una jaula con todo tipo de atractivos. Los ratones se movían libremente y podían jugar con múltiples juguetes. Los ratones tenían una etiqueta de radiofrecuencia RFID de modo que todos sus movimientos fueron grabados.
Incluso en gemelos idénticos criados juntos, hay siempre diferencias observables que reflejan la influencia de las respuestas individuales. Estas diferencias se manifiestan en el desarrollo neuronal del cerebro.

40 ratones idénticos criados juntos manifestaron conductas que iban divergiendo con el tiempo. Unos exploraban más y otros menos. Existe un área del cerebro llamada hipocampo donde se forman nuevas neuronas de adulto, la llamada neurogénesis. Los resultados mostraron que los ratones más activos tenían una mayor neurogénesis.

A pesar de un entorno común y genes idénticos, los ratones mostraron patrones de comportamiento altamente individualizados, reaccionando a su entorno de manera diferente.
Estas discrepancias se asociaron con diferencias en la generación de nuevas neuronas en el hipocampo, una región del cerebro que apoya el aprendizaje y la memoria.
Los resultados sugieren que la experiencia influye en el envejecimiento de la mente humana, que un ambiente enriquecido fomenta el desarrollo de la individualidad

Estos resultados son compatibles con los del famoso estudio de los taxistas de Londres: obligados a conocer todas las calles de su ciudad, los taxistas tienen un hipocampo más grande de lo habitual.
Quizá algún día acabemos de resolver la ecuación herencia-ambiente. El uso de gemelos es una herramienta esencial.

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ALT1040

La clonación terapéutica, ¿un peligro para el ser humano?

Diferentes estadíos del proceso de clonación. | OHSU

Un grupo de científicos estadounidenses, entre los que se encuentra la española Nuria Marti, ha logrado crear células madre embrionarias con la técnica de la transferencia nuclear, más conocida por clonación. Desde que se hizo público este logro, se ha abierto de nuevo el debate si el avance de la ciencia puede ser un peligro para el hombre, ya que este hito podría ser el primer paso para producir clones humanos. Sin embargo, ¿es realmente cierto?

¿Qué son las células madre embrionarias?

Son células presentes en el embrión humano y que tienen capacidad para convertirse en cualquier tipo de tejido. De hecho, gracias a ellas, se desarrollan todos los órganos del feto.

¿Para qué son útiles?

Desde que se aislaron por primera vez en un embrión humano dentro del laboratorio, los científicos están convencidos de que son una vía futura para curar enfermedades incurables, como el Parkinson, el Alzheimer o la diabetes.

¿Qué problemas han surgido?

Con los primeros experimentos, surgieron voces críticas sobre el empleo de embriones para la investigación. En algunos países, como hizo en su momento Estados Unidos, no destinan fondos públicos para crear nuevas líneas celulares cultivando estas células embrionarias. En otros, como España, está permitido este tipo de estudios siempre que los embriones procedan de clínicas de fertilidad y hayan sido deshechados para la reproducción.

¿Qué aporta la clonación?

La clonación o transferencia nuclear es una herramienta que permite crear células madre embrionarias casi idénticas a las que se obtienen de un embrión gestado de forma natural pero, en este caso, se crea artificialmente, en el laboratorio. Se recurre a un óvulo de una donante y a una célula adulta, como una célula de la piel, estos dos componentes se fusionan con un sistema electroquímico.

¿Cuál es la novedad ahora?

Nunca hasta ahora se había logrado aplicar la transferencia nuclear con éxito en humanos. Se había conseguido en mamíferos y otros animales. El más famoso fue Dolly, aunque antes de que esta oveja fuera clonada, ya se había realizado esta técnica en otros animales como las ranas. Posteriormente, se ha conseguido con camellos, toros, gatos, y monos.

¿Es lo mismo clonación terapéutica que reproductiva?

No. La clonación reproductiva es la que persigue generar clones de seres vivos, como Dolly. La clonación terapéutica tiene otro objetivo: desarrollar un embrión para extraer sus células madre y aplicarlas en la medicina, para crear tejidos u órganos dañados. Ningún científico se opone a este objetivo, es la clonación reproductiva en humanos la que está por todos los investigadores cuestionada y prohibida en la mayoría de los países.

¿Sólo hay una forma de producir células madre embrionarias?

No. En 2007, el científico japonés Shinya Yamanaka desarrolló una técnica denominada de pluripotencialidad inducida (iPS) con la que se consigue, a partir de una célula adulta, células similares a las embrionarias. Sin embriones, sin óvulos y sin clonación.

¿Se puede utilizar las células iPS o las células madre procedentes de la clonación?

No. Todavía no han demostrado su seguridad. Hay un riesgo de que al inyectarlas en una persona se formen tumores u otros problemas médicos.

¿Cuáles serán los siguientes pasos?

El japonés Yamanaka ya ha solicitado a su gobierno el permiso para llevar a cabo ensayos clínicos con células iPS para demostrar su seguridad y su falta de toxicidad. Si estos estudios demostraran que son seguras, el siguiente paso será realizar ensayos grandes, con un mayor número de personas, para comprobar que estas células son eficaces.

De momento, las células madre embrionarias procedentes de la clonación no se pueden utilizar en la clínica práctica. Hacen falta estudios sobre su seguridad.

¿Se puede clonar a una persona?

Es una pregunta sin repuesta. Aunque se han clonado muchos especies de animales, como camellos, toros o gatos, según los investigadores estadounidenses, su técnica no ha logrado clonar monos y, por tanto, tampoco puede clonar humanos.

Otros científicos apuntan que si ahora se ha logrado crear embriones con esta técnica, en un futuro quizás algún grupo de científicos, en aquellos países donde no exista legislación que lo prohiba, pueda llegar a clonar a una persona. De momento, esto es ciencia ficción.

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El Mundo Ciencia

Una investigación sobre las bacterias del tracto digestivo llega a hallazgos sorprendentes

Desde pequeñas aldeas en los países en desarrollo a las cocinas suburbanas de Estados Unidos las cepas peligrosas de la bacteria E. coli enferman a millones de personas cada año y matan a un gran número de niños.

Una nueva investigación del Sistema de Salud de la Universidad de Michigan da a los científicos un mejor entendimiento de lo que ocurre en los intestinos de sus víctimas atribuladas por la diarrea.

Específicamente, los investigadores muestran que las bacterias que habitualmente viven en nuestro tracto digestivo compiten contra las bacterias invasoras tales como la E. coli para ayudar a que nuestros cuerpos las rechacen.

También muestran que las invasoras dependen de ciertos genes para ganar una ventaja temporal en esa batalla, lo suficiente como para reproducirse y causar los síntomas que expelen a su progenie del cuerpo de forma que puedan infectar a otro anfitrión.

Las conclusiones, que publica la revista Science en su sitio de Internet Science Express, apuntan a posibles formas de prevención o tratamiento de las infecciones por la E. colienterohemorrágica o enteropatogénica. Estos son los tipos de bacteria que acechan en la carne molida pero no bien cocinada, la leche no pasteurizada, el agua que se bebe pero no ha sido tratada, y las frutas o verduras contaminadas, y que pueden causar la diarrea y otros síntomas que enferman a los adultos y pueden matar a los niños vulnerables.

“En nuestras tripas viven más de mil especies de bacterias, en una población simbiótica denominada microbiota”, dijo Gabriel Núñez, el patólogo de la UM que dirigió el equipo investigador. “Estos resultados demuestran que estas bacterias, también llamadas comensales, compiten con los patógenos (las bacterias que causan la enfermedad) de una manera antes no apreciada, y que los patógenos usan un conjunto específico de genes para ganar en la competencia con las comensales antes de salir del cuerpo. El haber entendido esto nos da objetivos potenciales para la prevención y el tratamiento”.

Por ejemplo, dado que la investigación muestra que las bacterias dañinas compiten con las bacterias comensales por ciertos nutrientes que necesitan para sobrevivir, la remoción selectiva de algunos nutrientes y el fortalecimiento de otros podrían ayudar. También podría ayudar un uso más específico de los antibióticos cuando se trata a pacientes que combaten una infección de E. coli.

Núñez y el autor primero del artículo Nobuhiko Kamada, un fellow de post doctorado, hicieron los descubrimientos con su estudio de ratones a los que infectaron con C. rodentium, el equivalente entre los roedores de la dañina E. coli. El estudio incluyó ratones especialmente criados libres de gérmenes que carecían de las bacterias “buenas” en sus intestinos que albergan los ratones y humanos normales.

En el artículo el equipo añadió un nuevo capítulo al conocimiento de la forma en que las bacterias patogénicas conquistan un sitio de apoyo en el intestino –literalmente—activando genes de la virulencia que les permite adosarse a las células en la pared interna del tracto digestivo.

Esta actividad de adhesión y obliteración, como se la llama, permite que la bacteria causante de la enfermedad se adhiera íntimamente a las células que cubren el interior de los intestinos, consuma nutrientes y se reproduzca aventajando en la competencia a las bacterias naturales de los intestinos. Pero este nicho cómodo sólo dura por unos pocos días o semanas, un período durante el cual los intestinos del anfitrión se inflaman más y más a medida que el sistema de inmunidad responde al ataque. El resultado es la diarrea que, a veces, contiene la sangre que escapa del revestimiento intestinal.

Y entonces, según descubrieron los investigadores, es cuando los patógenos dejan de expresar los genes de virulencia que les permitieron ganar ventaja. Se desprenden del revestimiento intestinal y se mezclan con bacterias comensales en el interior del intestino y luchan por la comida que puedan conseguir.

Si bien este retorno a la competencia significa que algunas de ellas morirán, sobrevive el número suficiente de esas bacterias como para ser expelido con las heces. Y si no existen buenos sistemas sanitarios en el lugar, las bacterias descendientes tienen una buena oportunidad de hallar un nuevo anfitrión sobre el cual cebarse.

Las mejoras en la sanidad en todo el mundo podrían prevenir las infecciones, para empezar, dijo Núñez. Pero cuando ocurre la infección con la bacteria patogénica, un mejor entendimiento de la forma en que interactúa con nuestras bacterias nativas podría, al final, ayudar a salvar vidas.

El equipo de Núñez trabaja con el laboratorio del microbiólogo de la UM y coautor Eric Martens para detectar las diferentes azúcares que, si se eliminan o se aumentan en la dieta, podrían debilitar los efectos patogénicos. Esto a su vez podría llevar a un mejor entendimiento de cómo los ninos y los adultos débiles deberían ser alimentados durante el tratamiento de la infección. (Fuente: U. Michigan)

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Noticias de la Ciencia

'Esperamos que la genética no se use para diseñar seres humanos' - Libro: "El sello indeleble"

Arsuaga (i) con una copia de un cerebro de 'australopithecus'. Martín-Loeches con el de un 'sapiens'.| 

Los avances en genética de los últimos años están cambiando lo que los científicos creían saber de nuestra especie. Por ejemplo, han permitido averiguar lo mucho que nos parecemos a los grandes primates. Tanto, que humanos y chimpancés comparten más del 98% de sus genes: "Fue una enorme sorpresa averiguarlo. Para empezar, nadie imaginaba que un organismo tan complejo como el nuestro tuviera tan pocos genes, pues se pensaba que tendríamos más de 100.000. Es impresionante que tan pocos genes [pocos más que algunos gusanos] produzcan tales capacidades. Cuando comento con gente joven lo sorprendente que es que tengamos tan poca distancia genética con el resto de mamíferos a ellos no se lo parece, porque lo han aprendido. Pero es que yo estaba ahí cuando se descubrió, y sé la conmoción que supuso". El paleontólogo Juan Luis Arsuaga, director del Centro de Evolución y Comportamiento Humanos (UCM-ISCIII), recuerda así lo que supuso para la ciencia la secuenciación del genoma humano, y posteriormente el de nuestros parientes más cercanos.

¿Qué es lo que hace entonces única a nuestra especie? Junto con el psicólogo Manuel Martín-Loeches, también investigador del Centro de Evolución y Comportamiento Humanos, han intentado encontrar una definición para el 'Homo sapiens'. Sus conclusiones han quedado plasmadas en 'El sello indeleble. Pasado, presente y futuro del ser humano' (editado por Debate), una obra en la que elaboran una lista sobre las señas de identidad que hacen única a nuestra especie y reflexionan sobre su origen a partir de las aportaciones de científicos de los siglos XIX y XX. No obstante, Arsuaga subraya que "queda tanto por investigar que la lista de rasgos únicos del hombre es más un proyecto que un resultado definitivo".

Los rasgos que nos hacen únicos

Los rasgos más llamativos, según Martín-Loeches, son los sociales: "Uno que me llama mucho la atención es la gran cantidad de energía que consume el cerebro, aproximadamente el 20% de la energía que ingerimos. Este coste tan elevado no puede ser sino para permitir la convivencia social y en circunstancias complicadas. Por eso el cerebro tiene que trabajar tanto", explica.

"Por ejemplo, se dice que son característicos rasgos con los que podríamos estar de acuerdo, como la previsión o la planificación a largo plazo. Pero hay emociones como la vergüenza, la culpa o el orgullo, que hay que investigar si son exclusivamente nuestras", señala Arsuaga.

"[Charles] Darwin decía que sonrojarse era la única emoción exclusivamente humana, y es una señal social de que algo no estás haciendo bien", apunta Martín-Loeches. "Es un tipo de emoción muy curiosa porque uno desearía que no ocurriera y eso nos lleva a plantearnos cuál es su función", añade Arsuaga.

El codirector del yacimiento de Atapuerca (Burgos) cita como otro ejemplo de lo mucho que queda por investigar un estudio que señalaba como atributo clave para la evolución "el lanzamiento de proyectiles con puntería y fuerza, y destreza para evitarlos, especialmente en los machos": "La nuestra es la única especie que lanza objetos con puntería y fuerza. Los chimpancés, por ejemplo, no lo hacen, les falta coordinación. Y seguramente es imprescindible para fabricar utensilios porque hay que tallar, golpear una piedra con la otra y hay que tener puntería. Tiene que haber sido muy útil para la supervivencia y la capacidad de alejar depredadores arrojando piedras con puntería", reflexiona Arsuaga. "Esto requiere adaptaciones en el cerebro para coordinar lo que se ve con lo que se hace", añade Martín-Loeches.

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El Mundo Ciencia

Libros: 'Darwin en el supermercado' de Mark Nelissen

¿Por qué nos gusta más el sabor dulce que el amargo? Los antepasados que disfrutaban sobremanera del dulce inclinaron su alimentación hacia sustancias con azúcares, que aportaban la energía necesaria para huir de depredadores o sobrevivir a los largos periodos déficit calórico. Los que, por el contrario, disfrutaban lamiendo, por ejemplo, piedras, tuvieron menos probabilidades de sobrevivir (muchas menos, de hecho). Los que sobrevivieron, los adictos al azúcar y a las grasas, transmitieron genéticamente este apetito. Hasta nuestros días, cuando ya no es necesario que genéticamente seamos impulsados a disfrutar de lo dulce porque ya no hay problemas de alimentación (por ello vivimos una epidemia de obesidad en el Primer Mundo).

Éstas y otras preguntas similares son respondidas por Mark Nelissen en su libro Darwin en el supermercado, capítulo a capítulo, de forma sucinta y simpática, incorporando anécdotas personas de su día a día (junto a los comentarios de su esposa). En ese sentido, Nelissen es el equivalente germánico a Bill Bryson.

Con todo, estamos ante una introducción de la psicología evolutiva: los que ya seáis avezados lectores de esta clase de libros, entonces Darwin en el supermercado probablemente no os explique nada que no sepáis ya.

Por cierto, por si no lo sabíais, Darwin se lo comía todo.

Tomado de:

Xakata Ciencia

Los gallos estarían programados genéticamente para cantar al alba

Un estudio realizado por investigadores en Japón revela que el detonante del canto del gallo es su ciclo circadiano interno, y no las condiciones de luz, como se creía anteriormente.

 

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Contrario a la creencia popular, de que los gallos cantarían como una reacción detonada a raíz de las condiciones de luz, un nuevo estudio, publicado en la última edición de Current Biology, señala que en realidad su canto se debe a que estas aves estarían programadas genéticamente para cantar al amanecer, siguiendo los instintos de su reloj biológico.

Anteriormente se desconocía si este acto por parte de los gallos se detonaba en razón de estímulos circundantes en el ambiente o no, sin embargo este estudio sugiere evidencias que también podrían ser aplicables para algunos otros animales, como gatos y perros.

Takashi Yoshimura, investigador de la Universidad de Nagoya, quién es uno de los responsables de este trabajo, colaboró con un grupo de especialistas para dirigir este experimento, donde mantuvieron a un grupo de gallos en condiciones simuladas de luz, donde la evolución de la iluminación imitaba a la de 24 horas de un día normal, pero con un desfase opuesto al horario real, con el objetivo de comprobar si los estímulos del ambiente eran lo que en realidad detonaban su canto, sin embargo, a pesar de todo y con el Jet-lag simulado, las aves cantaban invariablemente al momento del alba.

"Estamos interesados en los mecanismos que controlan desde una perspectiva genética la conducta de los animales, los gallos son un excelente modelo de inicio", señala Yoshimura.

Los investigadores argumentan que este hecho comprueba que el canto de los gallos está sujeto y condicionado a un ciclo circadiano, propio del reloj biológico de estos animales, en otras palabras, están programados genéticamente para cantar a una determinada hora del día, no 100% precisa pero cercana, marcando así sus lapsos de 24 horas para realizar este acto.

Alimentarse, dormir, levantarse, existen distintas actividades cíclicas que realizan los entes vivos por este mecanismo interno de tiempo, desde las plantas hasta el propio ser humanos, todos programados genéticamente para realizar estos ciclos. Los resultados de este estudio representan la primera etapa de un proyecto más amplio, donde el grupo de investigadores busca también explicar otros fenómenos del tipo, como el canto de otras aves o los detonantes del habla en los humanos.

Imagen: TBWA

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Cinco cosas (científicamente probadas) que deberías saber sobre los padres

Dormir cerca. Los padres que duermen cerca de sus hijos tienen niveles de testosterona más bajos que quienes no descansan cada noche cerca de ellos, según revelaba un reciente estudio de la Universidad de Notre Dame (Francia) publicado en la revista PLOS One. Según los investigadores, este descenso de los niveles de la hormona masculina por excelencia hace que un padre sea más receptivo a las demandas de sus hijos. 


Más parecido, más unidos. La teoría de la evolución de Charles Darwin predecía que los hombres cuidan más de sus hijos cuando se asemejan a ellos. Un estudio francés publicado en la revista Animal Behaviour hace unos años confirmaba que, en efecto, el interés paterno y la dedicación de un padre hacia sus hijos se ven influenciadas por las similitudes genéticas que existen entre ambos. Los experimentos que lo demuestran se llevaron a cabo en Senegal. 

Ojo con los michelines paternos. Que el padre de un niño sea obeso puede producir alteraciones en la expresión de los genes (epigenéticas) en la siguiente generación que aumentan en sus hijos el riesgo de desarrollar enfermedades como el cáncer, sobre todo de colon y de ovario, tal y como concluía un estudio de la Escuela de Medicina de la Universidad de Duke (EE UU) publicado el mes pasado en la revista BMC Medicine.

Buenos recuerdos. Los hijos que conservan recuerdos afectivos de la infancia de su padre son emocionalmente más estables a la hora de afrontar el estrés cotidiano. Es la conclusión a la que llegaban Melanie Mallers y sus colegas de la Universidad estatal de California tras estudiar a casi 900 adultos y relacionar su respuesta ante discusiones, desacuerdos, tensiones laborales o familiares, etc. Con sus recuerdos de la infancia.

Padre rico, hijo rico. Los hijos de padres con altos ingresos tambiénn suelen tener mayores ingresos que la media. Pero no es por el dinero del padre, según un estudio publicado en Journal of Political Economy, sino por otros rasgos heredados o aprendidos de su progenitor, fundamentalmente cognitivos: inteligencia, ética en el trabajo, etc.

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¿Avispa reina o avispa obrera? La respuesta está en los genes

Imagen a alta resolución de una avispa. (Richard Bartz)

• Un estudio sobre avispas determina que las obreras tienen un genoma "más activo".
• Un único fenotipo ancestral se diversificó para dar lugar a reproductores especializados (reinas) y cuidadores de la descendencia y 'multiusos' de la colonia (obreras).

Un estudio científico internacional, en el que ha participado el Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona, ha identificado la parte del genoma que determina si una avispa será reina u obrera y han descubierto que éstas últimas tienen un genoma "más activo".

La investigación, que publica la revista Genome Biology de Biomed Central, ha conseguido secuenciar la parte "activa" del genoma, el transcriptoma, de las avispas tropicales, Polistes cancensis, con el objetivo de determinar si una avispa será reina o obrera dentro del enjambre.

El trabajo demuestra que las obreras tienen un transcriptoma más activo que las reinas, lo que explica que en estas sociedades simples, las obreras serían "multiusos" en la colonia, con un genoma mucho más activo, dejando a la reina con una actividad más restringida, según informa en un comunicado el CRG.

"El estudio de especies eusociales primitivas, como estas avispas, ayuda a comprender la evolución de la sociabilidad", según señala el Centro de Regulación Genómica.
 
Todas las especies sociales básicamente evolucionaron de un único antecesor, en este caso una única avispa que ponía huevos y alimentaba su prole.

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¿Cuántos tipos de fibras musculares existen?

No todas las fibras musculares son iguales. Cada músculo esquelético contiene 2 tipos principales de fibras: las fibras de contracción lenta y las de contracción rápida. Las primeras actúan aeróbicamente -es decir, consumen oxígeno- y son útiles en pruebas de resistencia de baja intensidad, como una maratón. Las fibras rápidas, por el contrario, son anaeróbicas y se activan durante pruebas deportivas explosivas, por ejemplo durante una carrera de velocidad de 100 metros o en el lanzamiento de peso.

El predominio de un tipo u otro viene determinado genéticamente. Los expertos aseguran que conocer la proporción de fibras de cada tipo que tiene cada persona puede servir para predecir en qué tipo de deporte podría obtener mejores resultados. Aunque, eso sí, sin olvidar que en el rendimiento fisiológico también influyen otros factores, como la función cardiovascular o el tamaño del músculo.

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