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16 de diciembre de 2015

Cuando regenerábamos las patas como las salamandras

Los primeros tetrápodos terrestres (anfibios, reptiles, pájaros y mamíferos) tenían la capacidad de volver a desarrollar sus miembros perdidos.




Fósil del anfibio 'Sclerocephalus', de la cuenca Saar-Nahe en Alemania.


La evolución no es una historia de progreso constante: a veces va a peor. Poco después de conquistar la tierra firme, nuestros ancestros, los primeros tetrápodos terrestres, poseían la valiosa capacidad de regenerar los miembros perdidos en un accidente, como las patas y la cola. En alguna época posterior casi todos perdimos ese arte, y hoy solo lo conservan las salamandras. Si eso es progreso, que venga Dios y lo vea.

Nadia Fröbisch y sus colegas del Instituto Leibniz para la Evolución y la Biodiversidad, en Berlín, han hallado evidencias sólidas de regeneración de los miembros en unos anfibios fósiles excepcionalmente bien preservados del carbonífero tardío (hace 290 millones de años). Eso es poco después de que los tetrápodos evolucionaran a partir de los peces de aletas carnosas, en mitad del devónico (hace 390 millones de años), y 80 millones de años antes de que aparecieran las primeras salamandras. Presentan sus resultados en Nature.

¿Cómo se puede demostrar la regeneración en un fósil? La capacidad de regeneración de las salamandras está indisolublemente ligada a un tipo peculiar de desarrollo de las patas (llamado preaxial), en que los dos primeros dedos crecen antes que los demás. Esto conduce, en las salamandras actuales, a una morfología especial en los miembros. Y esa es la morfología que Fröbisch y sus colegas han observado en los fósiles.

Hasta ahora se pensaba que tanto ese tipo especial de desarrollo como la capacidad de regeneración eran innovaciones recientes de las salamandras. Los nuevos fósiles demuestran que no es así: la regeneración era una capacidad antigua que se ha perdido en todos los tetrápodos menos en las salamandras. Las pruebas son indirectas, pero consideradas convincentes por los expertos que han revisado el trabajo.



Reconstrucción del proceso de regeneración de una pata en los fósiles del carbonífero. / NATURE

Los tetrápodos (animales con cuatro patas) son la superclase a la que pertenecemos los anfibios, los reptiles, los pájaros y los mamíferos, y todos evolucionamos a partir de los peces de aletas carnosas (o lobuladas), similares a los actuales celacantos. Nuestras piernas y brazos proceden de esas aletas, que aparecen apareadas en la misma posición del cuerpo. Los primeros tetrápodos, de hecho, fueron enteramente acuáticos, y los actuales anfibios recuerdan aquella antigua forma de vida con unas formas inmaduras todavía acuáticas y similares a peces: los renacuajos. No hace falta añadir que algunos tetrápodos, como los cetáceos, han regresado al agua de la que salieron millones de años antes.

El artículo completo:

El País

23 de mayo de 2013

Así regeneran su cuerpo las salamandras


Desde hace años, los investigadores ven en las salamandras el animal perfecto para encajar las piezas que faltan del puzzle de la medicina regenerativa. Además de la belleza de este anfibio, que puede ser de muy diversos colores, desde hace años nos asombra su capacidad de regeneración.

Las extremidades de las salamandras son pequeñas, y en su interior presentan un esqueleto óseo, músculos, ligamentos, nervios, tendones y vasos sanguíneos. Algo parecido, por otra parte, a lo que muestra cualquier ser humano.

Sin embargo, las salamandras gozan de una propiedad singular que hace única a esta especie: si una parte de su extremidad ha sido amputada, es capaz de regenerarla, es decir, vuelve a crecer desde el propio muñón. Un animal adulto es capaz de recuperar una extremidad anterior o posterior en caso de haberla perdido, y no importando la edad de la propia salamandra. ¿Qué es lo que facilita esta regeneración, aun en fase adulta?

Hasta ahora sabíamos que la reconstrucción de las extremidades se daba por epimorfosis, un proceso por el cual las células son capaces de regenerar la extremidad de manera completa o parcial, según se necesite. Tras la amputación, células endodérmicas recubren la herida entre 6 y 12 horas después. De este modo, se forma una especie de tapón cicatrizante, en el que las células existentes se desdiferencian, multiplicándose para ser capaces de reconstruir la extremidad. Una vez que existe suficiente número de células, se rediferencian, para así formar las nuevas estructuras de la extremidad.

Actualmente se conoce cómo funciona el proceso de regeneración, pero se sabe poco acerca de cuáles son las condiciones necesarias para que se produzca. Por ello, una investigación realizada por científicos australianos y publicada en la revista PNAS aporta nuevas claves para entender el proceso de regeneración de las salamandras.

En su estudio, los investigadores de la Monash University descubrieron que un tipo de células encargadas de la defensa del organismo, conocidas como macrófagos, son necesarias para la reconstrucción de la extremidad. Si en lo primeros instantes de la cicatrización del miembro, estas células no estaban presentes, la regeneración no ocurría, contrariamente a lo que se pensaba hasta el momento.

Según el científico James Godwin, responsable del estudio, ahora queda por determinar el papel que juegan estos macrófagos en la reconstrucción de la extremidad. Esto podría permitir, en un futuro, apoyarnos en el sistema inmune para desarrollar nuevas aplicaciones y técnicas relacionadas con la medicina regenerativa. Las salamandras aún a día de hoy pueden revelarnos muchos secretos interesantes, que quizás podamos utilizar en unos años.

Fuente:

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6 de octubre de 2011

Rumbo a los polos: qué especies podrán adaptarse al calentamiento global

La habilidad de una especie para sobrevivir al calentamiento global no depende sólo de lo rápido que pueda desplazarse a un nuevo hábitat. Un elemento crucial es su capacidad para sobreponerse a las fluctuaciones climáticas que enfrentará en el camino, según un nuevo estudio.


Dicamptodon tenebrosus Foto: Chris Brown USGS

El estudio analiza la trayectoria de especies como Dicamptodon tenebrosus y su desplazamiento por el cambio climático. Foto: Chris Brown USGS

Dicamptodon tenebrosus fue una de las 15 especies de anfibios estudiadas. Los investigadores analizaron su posible desplazamiento hacia el norte y cómo respondería a fluctuaciones climáticas.

Científicos de Brown University, en Estados Unidos, se basaron en simulaciones y modelos de predicción climática para estudiar las posibles trayectorias de 15 especies de anfibios en California desde el presente al 2100.

Los investigadores Dov Sax y Regan Early estimaron que los anfibios se desplazarían 15 kms por década y encontraron que más de la mitad de las especies estudiadas desaparecería o pasaría a estar en peligro de extinción. La razón es que, según las proyecciones, el clima experimentará variaciones pendulares que pueden "atrapar" a una especie en diferentes puntos de la trayectoria.

Hacia los polos

"Muchas especies son sensibles a cambios en el clima y para sobrevivir deberán cambiar su distribución geográfica. Las especies que responden al cambio climático moviéndose hacia los polos (hacia el norte en el Hemisferio Norte y hacia el sur en el Hemisferio Sur) a medida que aumenta la temperatura, verán su avance interrumpido o incluso revertido si el clima es más frío durante ciertas décadas", dijo a BBC Mundo Dov Sax, profesor del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de Brown University.

"Es como si, por las oscilaciones en el clima, una población diera dos pasos hacia adelante y uno hacia atrás. Pero si una especie puede tolerar durante décadas condiciones subóptimas, no tiene por qué retroceder, y eso significa que podrá continuar su avance hacia los polos cuando aumente nuevamente la temperatura".

Muchas especies que actualmente no se consideran vulnerables podrían estar amenazadas para finales de siglo, de acuerdo a los investigadores.

Fluctuaciones

Proyecciones de desplazamientos de especies en California Foto gentileza Sax lab/Brown University

Una de las salamandras estudiadas podría desplazarse en California de su hábitat actual (naranja) hacia el norte (gris). Foto: Sax lab/Brown University

"Se estima que algunos aspectos del clima cambiarán en patrones regulares, pero otros mostrarán grandes variaciones según décadas. Dependiendo de qué aspectos particulares sean importantes para una determinada especie, ésta avanzará, por ejemplo, dos pasos hacia delante y uno hacia atrás".

De acuerdo a los autores, el estudio es único porque identifica un factor que no se había considerado antes, la habilidad de distintas especies para persisitir en condiciones que no son óptimas. ¿Podrán subsistir? La respuesta varía de una especie a otra, según Sax.

Un número creciente de expertos asegura que las especies deberán adaptarse a temperaturas proyectadas que no se han visto en los últimos dos millones de años y deberán hacerlo mientras sus hábitats se ven cada vez más presionados por la acción humana.

¿Reubicar especies?

El estudio tiene importantes implicaciones para un tema intensamente debatido por expertos en conservación.

Rhyactriton variegatis Foto Chris Brown/USGS

Algunos expertos creen que podría ser necesario reubicar algunas especies para que puedan subsistir. Foto: Chris Brown/USGS

"Nuestro trabajo muestra que los corredores de hábitats, especialmente los que consisten en extensions intactas que conectan dos o más áreas protegidas, no serán tan efectivos para muchas especies como se pensaba", dijo Sax a BBC Mundo.

"Por ello, si se quiere mantener poblaciones silvestres (diferentes de las especies que que están en zoológicos), la reubicación deliberada podría ser una respuesta. Es una opción que actualmente es motivo de una gran controversia".

El estudio de Sax y Early fue publicado en la revista Ecology Letters.

Fuente:

BBC Ciencia

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