miércoles, 26 de noviembre de 2014

¿Se van las Vitaminas del Zumo?

     Seguro que mas de una vez habéis escuchado a amigos o familiares recomendaros que bebieseis rápido el zumo de naranja porque "se le van las vitaminas". Es obvio que estas preocupaciones tienen un origen real y se basan en los descubrimientos de los procesos de oxidación natural a los que esta sometida toda materia. Para comprender un poco que hay de cierto en que al zumo se le vayan las vitaminas tendremos que hacernos algunas preguntas y reflexiones.

   

     ¿Que significa exactamente oxidación? ¿El zumo de naranja se oxida y de ese modo se le "van" las vitaminas?

     La oxidación ocurre de un modo natural en todos los procesos bioquímicos que subyacen a la vida. Ésta ocurre cuando un electrón o más se transfiere entre dos sustancias o reactivos. El agente reductor suministra electrones y se oxida para reducir a un agente oxidante. Si no existieran este tipo de procesos la vida no existiría. Toda forma de vida se basa en un equilibrio dinámico en el que las moléculas se organizan preservándose hacia estados de reducción.

     Cuando exprimimos una naranja y nos hacemos un zumo, lo que estamos haciendo realmente es romper de un modo masivo las células de una planta. Haciendo ésto exponemos el contenido celular, que antes se encontraba protegido por un ambiente reductor, a un ambiente con una mayor presencia de oxígeno. El oxígeno es uno de los elementos más oxidantes que se conocen en la naturaleza. Éste se combina fácilmente con carbono para formar CO y CO2 (que es lo que ocurre literalmente cuando quemamos madera en una hoguera).

     Este proceso de oxidación se aprecia muy bien en algunas frutas como la manzana. Solamente hace falta cortar una y dejarla sobre la mesa 20 minutos para observar un cambio en la coloración debido precisamente a estos procesos oxidativos. La naranja no es una excepción. Una de las vitaminas presentes en esta fruta es como ya sabéis la vitamina C y creo que ésta puede servir como ejemplo de molécula relativamente sensible a cambios en su estado de oxidación. Tratemos entonces de entender lo que le ocurre a tu zumo con el paso del tiempo.

     La vitamina C se puede oxidar de maneras diferentes. Existen procesos de oxidación-reducción , como los que comentábamos antes, que son llevados a cabo por enzimas naturales, en los que la vitamina C se oxida para reducir otros componentes celulares y actuar como antioxidante, neutralizando por ejemplo los conocidos como radicales libres y especies reactivas del oxígeno. La vitamina C (que por cierto, también  se conoce como ácido  ascórbico) también se oxida fuera de la célula. Las concentraciones de oxígeno, los cambios de ph, o enzimas vegetales como la ascorbato oxidasa que se libera al medio tras la rotura de la compartimentalización (cuando elementos que no estaban juntos en la célula y sí lo están en el zumo debido a la rotura de membranas y paredes celulares) pueden hacer qué nuestra vitamina se degrade. A pesar de que por lo visto existen muchos agentes que pueden estropear nuestro zumo debemos de hacer un análisis más profundo.

     La oxidación es un proceso complejo en el que pasamos de tener ácido ascórbico a dehidroascorbato, en una reacción que es reversible, por lo que el dehidroascorbato mantiene en principio el valor como vitamina C. Sin embargo, éste es inestable y se hidroliza con gran facilidad para producir ácido 2, 3 dicetoglucónico (que se puede transformar en Furfural y acabar de "estropearse"). Estas dos primeras moléculas procedentes de la oxidación tienen actividad igual que la vitamina C. Esto quiere decir que para arruinar del todo nuestra vitamina tenemos que completar un proceso de oxidación complejo que pasa por varios estadíos "no-catastróficos".


Proceso de oxidación de la Vitamina C (Ácido ascórbico)

     En un artículo de unos investigadores turcos del año 2005  descubrieron cómo el ácido ascórbico de diferentes zumos de frutas (como la uva o la naranja) se degrada a diferentes temperaturas. Estos investigadores estudiaron el proceso durante un periodo de 8 semanas y analizaron la degradación de las vitaminas a diferentes temperaturas. Una interesante conclusión de estos experimentos fue que a 45 grados el zumo con sus vitaminas se degrada mucho más rápido que a 28 grados. Cuando leí estos resultados me pregunté si el responsable de esta degradación era el oxígeno, ya que es en principio un elemento muy oxidante que está en nuestro zumo, y realmente es difícil de contestar esta pregunta.

     La concentración de oxígeno disuelto en el agua suele ser bastante pequeña a causa de su baja solubilidad. La ley de Henry enuncia que a una temperatura constante la cantidad de gas disuelto en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial que ejerce ese gas sobre el líquido. Ocurre entonces que cuanto más elevas la temperatura, los gases se hacen menos solubles y difunden peor, por lo que me inclino a pensar qué en el experimento a 45 grados no debería haber una concentración mayor de oxígeno en el zumo, sino más bien todo lo contrario. Es posible que la cinética de la reacción de oxidación se acelere con la temperatura, sin importar demasiado la diferencia en las contracciones de oxígeno, que quizás se encuentre en una cantidad suficiente desde el inicio del proceso. Otra explicación plausible también podría ser que la enzima ascorbato oxidasa que mencionamos antes y que que poseen muchos vegetales, tenga una mayor actividad a 45 grados que a 28 y ella sea la principal responsable de la oxidación. Cambios en el pH del zumo provocados por fermentación de microorganismos también podrían ayudar a la degradación de la vitamina C, aunque ésto llevaría algo más de tiempo.

Degradación de la Vitamina C a diferentes temperaturas en 8 semanas


     El hecho objetivo es que a pesar de que no se conocen exactamente los motivos por los que cuando elevamos la temperatura la degradación se acelera, podemos decir que desde un punto de vista  doméstico no importa demasiado, ya que el tiempo que tarda la vitamina C en degradarse a temperatura ambiente (como vemos en la gráfica de arriba) es más que suficiente para poder beber tu zumo con toda la calma. Si además deseas guardar tu zumo en la nevera, puedes estar seguro de que por lo menos la vitamina C aguantará totalmente activa por lo menos dos semanas. Ni que decir tiene que los zumos están constituidos por muchos más compuestos, vitaminas y elementos  que la Vitamina C, pero este ejemplo es extrapolable y nos enseña cosas. Por un lado, sí que existen procesos de degradación que sufren nuestros alimentos y debemos tenerlos en cuenta, pero las habladurías populares muchas veces exageran la realidad. Probablemente el resto de constituyentes vitamínicos de la naranja no se vaporizarán al instante en contacto con el aire. Los procesos oxidativos toman su tiempo, y es muy probable que la opción más inteligente sea tomarte tu zumo con toda la calma que necesites.

Un saludo concienciudos.


viernes, 14 de noviembre de 2014

¿Que es una cromatografía?

      ¿No tienes claro lo que significa cromatografía? La incompetencia de muchos de los docentes o la falta de curiosidad hace que muchas veces conceptos básicos no lleguen a posicionarse en el lugar adecuado de tu cerebro. Las cromatografías han sido un pilar básico para el desarrollo de la ciencia en absolutamente todos sus aspectos, y merecen ser conocidas y entendidas.

     Para empezar hay que explicar qué es la cromatografía que sin duda alguna la es una de las técnicas con mayor relevancia en todas las disciplinas científicas. Creo que para hacerlo divertido os voy a pegar un vídeo primero.



     Como pudisteis ver en el vídeo una cromatografía es una técnica con la que conseguimos separar las partes de un todo. El prefijo cromato- significa color y el sufijo -grafía significa arte o expresión gráfica. De hecho las técnias cromatográficas empezaron a utilizarse en botánica para separar pigmentos vegetales, y ese es el motivo por el que conservan ese nombre. En el caso de este vídeo el chico trata de separar los diferentes pigmentos con los que se preparan cada uno de los colores en la tinta de los rotuladores. El principio que utiliza es muy sencillo, y de hecho es similar al utilizado en muchos laboratorios como el mío para separar los diferentes constituyentes de una mezcla compleja. 

     El papel que pone de forma horizontal es lo que técnicamente los científicos llamamos "fase estacionaria". Este nombre se debe a que es la matriz sólida e inmóvil por la que "pasará" nuestra mezcla compleja, en este caso tinta de rotulador que se posiciona en la parte inferior. El liquido que utiliza es un alcohol. Los pigmentos de colores son elementos químicos lipofilicos, es decir, son sustancias que se comportan de una manera soluble en disolventes orgánicos (como el etanol), pero de una manera insoluble en agua. A pesar de que todos los pigmentos tienen esa propiedad de disolverse en alcohol, cada uno de ellos poseer una lipofilia ligeramente distinta. Precisamente esta propiedad es la clave para que podamos separar los distintos pigmentos con esta técnica. El alcohol subirá por capilaridad por nuestro trozo de papel y arrastrará a los pigmentos, pero con una velocidad ligeramente distinta para cada uno de ellos (los pigmentos que sean más solubles en el alcohol que utilicemos subirán más rapido). 

     Este es un ejemplo de cromatografía en capa fina para separar diferentes pigmentos vegetales. Digamos que es lo mismo pero un poco más profesional.





     Las técnicas cromatográficas han evolucionado muchísimo desde su invención, y de hecho existen numerosas variantes diferentes que se basan en el mismo resultado: Separar componentes. Los científicos utilizamos diferentes principios ( no solo la solubilidad en una fase móvil) para poder separar elementos e incluso cuantificarlos. Por ejemplo un método para separar proteínas muy utilizado es la cromatografía de exclusión molecular. En este tipo de técnicas se pasan mezclas complejas de proteínas por un tubo que contiene pequeñas bolas con agujeritos. Las proteínas grandes no caben en esos agujeros por lo que pasan rápidamente a través del tubo, Por el contrario las proteínas pequeñas se "pierden" por los pequeños canales de las bolas y tardan más en eluír, De éste modo conseguimos que según la forma y tamaño de las proteínas éstas viajen a diferentes velocidades y somos capaces de separarlas.



     Espero que os haya gustado. Un saludete!


martes, 4 de noviembre de 2014

¿Porque el médico nos recetaba Coca-Cola cuando estábamos enfermos?

    

      No se si os ha ocurrido a vosotros, pero yo tengo extraños recuerdos de cuando estaba enfermo de pequeño y me obligaban a tomarme una lata de Coca-Cola en la sala de esperas del hospital. Sin duda alguna esta extraña fechoría pseudopropagandística era una idea del médico y no de mis padres.

     Unos años después de desarrollar pensamiento crítico me pregunté el porqué de estas extrañas terapias. ¿Porqué el médico en vez de recetarme medicinas convencionales, me mandaba beber una lata de una bebida carbonatada? Esto puede parecer absurdo pero no lo es, y de hecho tiene una explicación muy básica y sencilla.

     La  Coca-Cola, como muchas otras bebidas hiperglucémicas aporta mucha cantidad de agua, sales y azúcares, que es curiosamente lo que perdemos en muchas de las enfermedades clásicas que cursan con diarrea cuando somos jóvenes (gastroenterítis y demás desarreglos intestinales). Ésta es la única explicación, ya que la  Coca-Cola no hace absolutamente nada a nivel curativo.

     Nuestro médico nos podría haber dado cualquier otra bebida en vez de ésta.


Nueva aportación al post: La cocacola es una bebida muy ácida, con un pH cercano a 3. Cuando tenemos una infección bacteriana en el estómago, las bacterias elevan el pH del mismo, haciendo que éste sea incapaz de digerir correctamente los alimentos. Como el pH natural de nuestro estómago es muy bajo, (alrededor de 1.5), la cocacola con su acidez ayuda a devolver artificialmente los niveles de acidez basales del estómago y así erradicar la bacteria patógena responsable de nuestra gastroenteritis!

domingo, 26 de octubre de 2014

Transmisión de la gripe y Clima

     En estos días en los que un virus (Ébola) azota mediáticamente España y al mundo entero alcanzando hasta pilares políticos, me gustaría dedicarle un rato de mi tiempo y atención a ese pequeño mundo microscópico que a veces es responsable de dejarnos unos días encamados y tosiendo. Como llevo unos días discutiendo con varias personas ésto, me gustaría compartir con vosotros algunas inquietudes acerca de las gripes y resfriados comunes que todos conocemos, odiamos e intentamos evitar a toda costa.

     La gran mayoría de gente relaciona de un modo automático los resfriados y la gripe con la exposición al frío. A todos nosotros alguna vez nuestra madre o abuela nos ha insistido en que nos abrigásemos más, que nos pusiéramos la bufanda porque era invierno, y todo el mundo sabe que en invierno hace frío y el frío es responsable directo de coger una gripe o resfriado. (No voy a ser yo el que diga que el frío no altera nuestro estado fisiológico, ya que sería una blasfemia, y entiendo igual que todos vosotros que pasar frío a propósito no es una actividad coherente ni buena). Pero quizás la razón para abrigarse no sea concretamente la de defenderse contra la gripe. Intentaré explicarme.

     En las regiones templadas las epidemias de gripe se repiten con marcada estacionalidad: en el hemisferio norte la temporada gripal se extiende desde noviembre a marzo, mientras que en las epidemias del hemisferio sur de últimos de mayo a septiembre. A pesar de que la estacionalidad es una de las características más conocidas del virus, también es uno de los menos comprendidos. El hacinamiento en interior en clima frío, las fluctuaciones estacionales en las respuestas inmunitarias del huésped y los factores ambientales, incluyendo la humedad relativa, la temperatura y la radiación UV han sido sugeridos para dar cuenta de este fenómeno, pero ninguna de estas hipótesis ha sido probada directamente. Tengo que reconocer que siempre he tenido curiosidad por saber la verdad con respecto a este tema, ya que no me gusta nada la idea de abrigarme gratuítamente de un modo automático y pensar que quizás me estoy protegiendo de unos pequeños seres a los que mis escudos no afectan. Además me parece muy interesante el fenómeno del mito masivo, cuando un bulo trasciende y se convierte en verdad asumida en alguna época de la historia, como la existencia de un Dios supremo o la teoría del geocentrismo.

     Cuando un fenómeno ocurre siempre a la vez que otro, el ser humano tiene una tendencia natural a correlacionarlo  y creerse esa correlación inventada. Pondré un ejemplo. Si nos fijamos en el número de helados que la gente consume en un determinado momento podríamos encontrar una correlación positiva muy curiosa con el número de ahogamientos. Un necio no tardaría en concluir razonadamente que comer helados hace que te ahogues más fácilmente. Lo que realmente ocurre es que cuando la gente come helados normalmente coincide con épocas de calor, en las que la gente también toma más baños, lo que conduce a que probabilísticamente haya más ahogamientos. Ocurre algo muy parecido con las tradiciones orales que hablan acerca de la transmisión de los virus de la gripe y el resfriado común relacionándolas con el frío y el sistema inmunológico.

     Para empezar me gustaría aclarar de que tipo de agentes patógenos estamos hablando. La gripe es producida por el virus influenza que es de tipo ARN, perteneciente a la familia Orthomyxoviridae. Lo que llamamos resfriado común, que es algo así como una gripe floja, es producido por Rhinovirus, virus también de ARN de la familia Picornaviridae. Hay que tener en cuenta que la gran mayoria de resfriados son producidos por Rhinovirus, y éste es el agente patógeno vírico más comun en humanos. Aunque en la práctica el diagnóstico de uno u otro sea básicamente irrelevante ya que se curan en la mayoría de los casos sin ayuda médica, no debemos confundir conceptos ya que son dos agentes víricos bien diferenciados. Por estadística, cuando en invierno tienes dolor de cabeza, cansancio, tos o mocos, es muy probable que uno de éstos dos bichos esté en tu interior.

Representación gráfica de ambos viriones


     En mi afán por revelar la verdad absoluta (;-)), he hecho una búsqueda bibliográfica y he encontrado algunos artículos que tratan el tema de la posible asociación entre la gripe y los resfriados con pasar frío (y bastantes lagunas por el medio). En líneas generales todo apunta a que muchas de las teorías populares son hasta cierto punto irreales, aunque con cierta base real. 

     He encontrado un estudio que apoya una relación entre someter el cuerpo a bajas temperaturas y coger un resfriado. El artículo es ciertamente muy gracioso así como la metodología, no tiene desperdicio. Lo que hicieron los investigadores fue meter literalmente los pies de los sujetos experimentales en barreños de agua helada, para posteriormente realizar un seguimiento y comprobar la susceptibilidad a resfriarse. La conclusión que sacaron fue que sí existía una pequeña relación positiva entre meter los pies en hielo y resfriarse. Los propios autores al final del artículo señalan que es posible que los cambios producidos en los vasos sanguíneos nasales (vasoconstricción) debidos al cambio de temperatura corporal faciliten la entrada y replicación de los viriones y dificulten la actividad natural del sistema inmunológico. Aunque la idea del artículo no es mala del todo, el procedimiento experimental y el resultado deja mucho que desear y muchos cabos sueltos.
  
     Un estudio que me pareció particularmente revelador fue publicado en 2007 por la escuela de medicina de Mount Sinai en Estados Unidos.  Estos científicos utilizaron conejillos de indias como modelo para demostrar que la propagación de virus de la gripe depende tanto de la humedad relativa  en el ambiente como de la temperatura. Experimentos indicaron que en condiciones frías y secas se favorece la transmisión de los viriones. Ésto resulta fácilmente creíble ya que las partículas víricas se desplazan entre los diferentes huéspedes en forma de aerosoles. No me resulta díficil de creer que una partícula extremadamente vulnerable como es un virus, sufra los cambios en éstas variables como cataclismos para su ciclo vital. Uno podría pensar que, como la tradición oral cuenta, el estado inmunológico de las personas varía al ser sometidas a cambios de temperatura y humedad. Los investigadores, para comprobar si así era, determinaron niveles de expresión de genes mediadores de respuestas innatas en el tracto respiratorio superior, que se conoce que son buenos indicadores del estado inmunológico. Como podréis adivinar, éstos descubrieron que los niveles de expresión eran idénticos en las diferentes humedades y temperaturas, lo que en principio nos sugiere que el sistema inmunológico es presumiblemente estable en ese rango de humedades y temperaturas.

Los viriones presentan diferentes estabilidades a diferentes niveles de humedad


     Aunque la epidemiología de la influenza estacional está bien caracterizado , las razones subyacentes de propagación predominante invierno son difíciles de averiguar sin experimentos como éste, pero nada parece asociar la mayor susceptibilidad con cambios fisiológicos en el cuerpo humano, sino con unas mejores condiciones físicas en el ambiente para la propagación de los viriones. Lo que conocemos seguro a ciencia cierta es que lo único que puede causar gripe o un resfriado son partículas víricas, independientemente de todas las demás teorías. El simple hecho de pasar muchísimo frío, o pasar una semana entera con ropa húmeda viviendo dentro de un glaciar jamás puede desencadenar en estas dos enfermedades si no te enfrentas a partículas víricas en las condiciones ambientales adecuadas para su propagación.


martes, 30 de septiembre de 2014

La Ley de Wirth y el desarrollo encefálico

     Todos conocemos la rápida aceleración en el desarrollo de los computadores desde las primigenias máquinas de IBM y Apple en los años 80. Gordon Moore, cofundador de Intel, formuló su famosa ley en 1965 que describe e incluso explica en parte este complejo proceso mediante el cual el número de transistores por unidad de superficie en los circuitos integrados se duplicaría cada 18 meses. Esto quiere decir que las capacidades físicas de las computadoras aumentarían a un ritmo exponencial y vertiginoso (que de hecho es exactamente lo que ha ocurrido desde entonces). Este fenómeno describe un aumento en la capacidad de computación de nuestros ordenadores (Hardware), pero no describe un aumento parejo de la evolución de los lenguajes de programación asociados (Software).

Gráfico que representa la Ley de Moore

     Niklaus Wirth, padre de los lenguajes de programación Pascal y Modula, postuló que  el software es un elemento que se expande para ocupar todo el espacio de procesamiento que el hardware le permite en un determinado momento y que, a diferencia del hardware, se "ralentiza" con respecto a la aceleración en la capacidad computacional. Aquí el término ralentizar, además de tener un componente literal, también exhibe un componente metafórico, en el sentido de que el lenguaje cada vez se vuelve más y más complejo. Ésto quiere decir que podemos operar en un lenguaje de programación de nivel alto, que a su vez tiene por debajo una escala jerárquica de lenguajes de programación de bajo nivel. Por ejemplo el lenguaje de programación "C" es una evolución de su predecesor B, que a su vez está basado en un lenguaje más arcáico llamado BCPL. Este sistema jerárquico es en parte negativo, ya que las posibilidades del aumento de potencia de las computadoras se ve mermada por la capacidad de procesamiento exigido por los lenguajes de programación, pero a su vez permite programar cada vez elementos más complejos.

     Richard Dawkins en su libro "Destejiendo el arcoiris" hace una comparación muy astuta entre estos fenómenos en de evolución cibernética y el nacimiento del lenguaje humano con la evolución pareja del encéfalo. Los códigos con los que hablamos no dejan de ser en algún sentido "lenguajes de programación". En un principio seguramente el ser humano comenzó su andadura semántica asociando sonidos o dibujos a determinadas cosas. Podríamos asimilar este primer paso como el código primigenio con el que el hombre empieza a manejar conceptos simples como "piedra"o "cueva". Éste sería un lenguaje de programación de nivel bajo. En determinado momento el lenguaje adquirió un nivel superior, cuando por ejemplo un individuo astuto supo "unir" estos conceptos para formar frases mas complejas tales como "Deja la piedra en la cueva". Podríamos decir que este fenómeno es un paso evolutivo en nuestro software o "lenguaje de programación" que utilizamos para entender y configurar nuestro mundo. Pasaría lo mismo con conceptos más evolucionados como "petreo", en el que ya no nos referimos a una imágen de una piedra, sino al conjunto de elementos que comparten las características comunes de las piedras. Este nivel de abstracción es claramente superior, y sería el predecesor de reflexiones filosóficas o en su extremo más abstracto, poéticas. En mi opinión una metáfora vendría a ser como uno de los lenguajes de programación más modernos para el cerebro humano, ya que requiere un nivel de abstracción superior a cualquier código de lenguaje directo.

Richard Dawkins luciendo una camiseta de protesta

     Y aquí viene la reflexión de Dawkins. Para que se seleccionase el acerbo genético que permite el desarrollo progresivo de la capacidad craneal en el ser humano, tuvo que existir en épocas antiguas una presión evolutiva. El cerebro es un órgano que consume una cantidad desorbitada de glucosa (hasta el 60% de toda la que consumimos va a parara al cerebro), por lo tanto cada gramo extra de cerebro que el cuerpo del homo sapiens ganó no pudo significar de modo alguno un cambio trivial, sino que necesariamente han tenido que ser saltos cualitativamente beneficiosos para el fitness. El cerebro consume demasiado como para poder permitirse soportarlo sin recibir nada a cambio.

Dibujo de diferentes estadíos evolutivos del cerebro

     El símil de Dawkings aporta una explicación lógica que permite la aparición de esa presión selectiva que se necesita para "agrandar" el cerebro. El lenguaje que utilizamos es una especie de software que nos programa para la vida en unas condiciones concretas y el cerebro es el hardware que tiene que poder soportarlo. Pongámonos en una situación hipotética en la que un individuo "aprende" a utilizar algunos conceptos cotidianos y a expresarlos en algún tipo de lenguaje oral o pictórico. Ese individuo puede presentar una ventaja clave con respecto a sus allegados, ya que va a ser capaz de realizar acciones complejas como trazar un plan, enseñar y/o "convencer" a otros humanos a realizar cierta acción (pongamos por ejemplo salir a cazar una bestia, derrotar a un individuo problemático o aparearse con las hembras del poblado vecino). Los individuos de la comunidad que posean una capacidad craneal que soporte la utilización de este tipo de nuevo lenguaje progresarán más que los otros. Conforme el lenguaje (nuestro software) se va haciendo cada vez más complejo, requiere individuos capaz de utilizarlo y aprovechar todo su potencial, es decir, individuos cuyas conexiones neuronales sean más aptas para el nuevo código. Éste pudo ser un fenómeno casi mágico (en el sentido estrictamente científico) de coevolución entre el lenguaje, la cognición y el cerebro.

Un saludo Concienciudos.
   



sábado, 20 de septiembre de 2014

Adán y Eva nunca se conocieron

     Es curioso ver cómo la ciencia desvirtúa en la mayoría de las ocasiones a las pantomimas religiosas conforme el ser humano va madurando en su conocimiento de la biología. Como he escuchado decir una vez a Eduardo Punset, Dios es más pequeñito cuanto más grande es el conocimiento científico. La tradición  nos ha inculcado que Adán y Eva, según las creencias judía, cristiana y musulmana fueron los primeros seres humanos (hombre y mujer) que poblaron la Tierra.

Adán y eva nunca se conocieron

     En cierto modo hablar de las primeras criaturas de alguna especie en concreto, por ejemplo hablar de el primer gato que existió, carece de sentido alguno. Evidentemente no hubo un gato primigenio que apareciese de repente haciendo uso de algún poder místico creador. Los gatos, así como el resto de criaturas de la tierra, han surgido de procesos evolutivos progresivos. Los gatos surgen de la domesticación de cierto linaje de félidos, que a su vez surgen de un linaje de carnívoros. Si no existen millones de formas de "gatos intermedios" representantes de todo el proceso evolutivo, es porque los procesos de especiación han favorecido la prevalencia de ciertos arquetipos y características que definen al gato actual. Todo este rollo viene al caso porque os quiero hablar de cómo la ciencia nos cuenta la verdadera historia de Adán y Eva, esos "primeros" humanos.

     Los genes podemos decir que normalmente se heredan de una forma "mendeliana". Los cromosomas de un hombre y una mujer recombinan y cada hijo tiene presumiblemente la mitad de oportunidades de recibir un gen en concreto de su padre o de su madre, respectivamente. Ésto no ocurre siempre así. Hay dos ejemplos clásicos para ilustrar esto. Las mitocondrias son bacterias que hace millones de años colonizaron las células eucariotas y viven dentro de ellas como un organismo endosimbionte. Son las que le dan energía a la célula, y a cambio ésta le ofrece un nicho estable par vivir y duplicarse. Así como en el núcleo de las células los genes gobiernan su propia división, las mitocondrias dividen su material genético por su cuenta. Además de ésto cuando el espermatozoide y el óvulo se fusionan, sólo las mitocondrias del óvulo sobreviven. Ésto hace que el ADN mitocondrial se transmita solamente de madre a hijo (herencia materna), sin sufrir procesos de recombinación genética. Lo mismo (o algo parecido) ocurre con el cromosoma Y de los hombres. Como las mujeres no poseen cromosoma Y, éste solamente se hereda por vía paterna.

     Ésta curiosidad genética le ha servido a los científicos como herramienta para desenmascarar a los embusteros religiosos. Sabemos que existe una tasa de mutaciones natural tanto para el ADN mitocondrial como para el del cromosoma Y. Los científicos han secuenciado el ADN de ambos tipos de seres humanos machos (cromosoma Y) y hembras (ADN mitocondrial) de muchos individuos y lugares diferentes del mundo, y comparando sus mutaciones han podido reconstruir fácilmente la historia evolutiva de hombres y mujeres. Haciendo ésto se obtiene mucha información, como por ejemplo cómo han migrado los seres humanos que han tenido finalmente éxito evolutivo, es decir, nuestros ancestros directos. También se puede obtener información acerca del tiempo que ha pasado, ya que los genes en cierto modo se comportan como "relojes moleculares". Si sabemos el tiempo que tarda como promedio en surgir una mutación en una región del ADN, a través del análisis de las mutaciones podremos saber cuanto tiempo evolutivo ha pasado entre dos individuos, y también inferir el tiempo que ha podido pasar desde la primera secuencia común. Ésta secuencia correspondería a nuestra Eva mitocondrial y nuestro Adán cromosomal-Y.

     Se ha estimado que nuestro Adán cromosomal existió hace aproximandamente 340.000 años, y nuestra Eva mitocondrial hace unos 150.000 años. y ambos proceden de África. También se sabe que probablemente no eran vecinos, así que veo bastante complicada la relación conyugal que se postula en las sagradas escrituras. Ésto es la única evidencia que se conoce de algo ligeramente parecido a lo que nos cuenta la biblia, y es la única verdad probada. Como dije antes, no existe ningún humano inicial, ni tiene porqué existir tampoco ningún registro fósil de ningún eslabón perdido, los seres vivos evolucionan de un modo gradual y sobreviven los arquetipos más aptos que se fijan eventualmente en especies que conforman conjuntos genéticos estables, dinámicos y sujetos a la evolución. Por supuesto han existido más Evas y más Adanes, lo que ocurrió es que sus linajes no han tenido éxito.

Esquema del mecanismo de herencia mitocondrial

Mapa de migraciones hecho con el ADN mitocondrial



lunes, 1 de septiembre de 2014

Malas Noticias para los Veganos

    


      Seguro que muchos de vosotros habéis discutido con alguien sobre las múltiples razones que existen en pro o en contra de las prácticas veganas/vegetarianas (usaré el término vegano en todo el post para hacer referencia a ambas), independientemente del bando en el que os encontréis. Normalmente las prácticas veganas se defienden utilizando una serie de argumentos filosóficos/éticos, muchos de ellos realmente ciertos y que dan que pensar y otros no tanto según algunos. Pondré algunos de los ejemplos más recurridos:

     Un argumento bastante recurrido, es el de poner de manifiesto que las plantas no poseen un sistema nervioso como el de los animales, y por lo tanto se supone que no sienten "dolor". Pero sin duda el argumento estrella es el del especismo. Según la wikipedia el especismo es "la discriminación contra aquellos que no están clasificados como pertenecientes a una o más especies determinadas", es decir, el hecho de que el ser humano utilice animales o plantas (organismos que no son homo sapiens) para satisfacer sus necesidades tanto alimenticias como fisiológico-culturales. Como consecuencia de estos hechos el ser humano a veces tiene que dañar/perturbar o matar. Según el especismo ésto sería una forma grave de discriminación.

     El último argumento, que a mi modo de entender las cosas es el más acertado, tiene mucho que ver con el primero, y es que para que la carne llegue al consumidor a un precio y en unas cantidades aceptables, la industria muchas veces domestica animales convirtiéndolos en auténticos esclavos acinados en granjas de cría masificadas. Ésto es sin duda lamentable y se podría hacer un consumo de carne mucho más sostenible si se comprase carne directamente a ganaderos locales que den a sus animales una vida digna y sana antes de ser sacrificados.


     Donde quiero llegar con esto es a exponer porqué el razonamiento científico se opone a la distinción un tanto arbitraria que hace la comunidad vegana entre plantas y animales. Lo primero que tengo que decir como Biólogo es que me niego a ceder ante el argumento de que un organismo vegetal importa más que un organismo animal. Las células vegetales son en ultima instancia tremendamente parecidas a las animales. Evidentemente esta afirmación hay que cogerla con pinzas. Un fisiólogo vegetal podría empezar a enumerar diferencias fundamentales entre una célula vegetal y una animal, pero a la luz de la evolución y la biología las plantas, organismos pluricelulares como los animales, no dejan de estar cargados de ADN que "ansia" sobrevivir, replicarse y mejorar. Sustancialmente son lo mismo. Células.

Esquema que representa diferencias entre células animales y vegetales


     Biológicamente nos mostramos mucho más empáticos con animales parecidos a nosotros (concretamente mamíferos), y ésto es normal y lógico evolutívamente. Los mamíferos comparten un gran porcentaje de genes con nosotros. En esencia son básicamente nosotros. En la larga escala de la evolución representamos un paso cualitativo por nuestras capacidades cognitivas, pero no por nada más. Cuando escuchamos chillar de dolor a un ternero, sabemos exactamente lo que siente, porque hemos sentido antes en nuestra fisiología ese torrente electrico-sensorial y esa liberación de adrenalina. Los que estéis mas interesados en este concepto os recomiendo leer "El gen egoista" de Richard Dawkings.

      Estaréis de acuerdo conmigo en que las razones que a priori nos hacen "sensibles" y "socialmente superiores" a los animales son la inteligencia, el dolor, la comunicación "verbal, los sentimiento y el movimiento.

Me gustaría hacer ahora referencia a un autor italiano llamado Stefano Mancuso. Este hombre ha dedicado su vida a estudiar las plantas, y leyendo sus artículos en prestigiosas revistas científicas podemos aprender cosas magníficas de los resultados que publica. Una de las conclusiones más inmediatas al hacer un repaso por su bibliografía es que las plantas realizan todos y cada uno de los procesos que antes nombré, solo que en una escala de tiempo diferente a la nuestra, pero perfectamente comparable. 

     Hay estudios que postulan que existe un fragmento inmediatamente anterior al ápice de las raíces de las plantas (hipótesis que por cierto lanza por primera vez el mismísimo Charles Darwing) en el que se toman decisiones importantísimas como el movimiento radicular. Hay que tener en cuenta que todo el sistema de raíces de una planta funciona de un modo coordinado como una gran red. Se sabe que esta zona se comporta de alguna manera como las conexiones de las neuronas, presentando una gran actividad vesicular. Esto significa que mediante fitohormonas y fitotransmisores existe una enorme cantidad de traspase de información en las raíces, y más concretamente en estas zonas pre-apicales. Una hipótesis muy bonita dice que las plantas son en realidad seres que viven "boca abajo" y presentan sus organos sexuales, osea las flores, cara artriba junto con sus "herramientas" para comer, oseasé las hojas cargadas de clorofila que hacen la fotosíntesis. 
Figura sacada de un artículo de Stefano Mancuso
que representa el intercambio de proteínas y Fitohormonas en el ápice radicular

     Ni que decir tiene que la planta siente. Cada punta de raíz es capaz de percibir y monitorizar continuamente y a la vez como mínimo quince parámetros distintos físicos y químicos (temperatura, luz, gravedad, presencia de nutrientes, oxígeno). Cuando se le realiza un corte a una planta, se desencadena una serie de reacciones biológicas y se segregan fotohormonas que hacen que la herida se cicatrice.

     Las plantas se mueven. Lo hacen en otra escala temporal, pero basta con ver un vídeo de una plántula buscando el sol a cámara rápida para darnos cuenta de que estamos ante seres móviles, y mucho. Por no hablar de ejemplos más evidentes como las plantas carnívoras o la famosa mimosa pudica, cuyo mecanismo de encogimiento foliar es sorprendente.



Gift animado de una mimosa pudica y su mecanismo de "plegado"


     Las plantas son organismos que son activamente construidos en respuesta a un ambiente extremadamente cambiante y que toma decisiones que aseguran la supervivencia. Son en definitiva organismos también hermanos a los cuales comprendemos menos por nuestra lejanía genética. Dejo un enlace de una muy buena conferencia de Stefano Macunso que resume de un modo muy visual todo esto.





viernes, 8 de agosto de 2014

¿Que significa Gasolina 95 y 98?

     Ya ha habido más de una persona con la que he hablado sobre el tema de las diferentes gasolinas que se ofrecen en las estaciones de servicio y he notado que existe mucha confusión acerca del significado de los términos "gasolina 95" y  "gasolina 98". Seguro que te has parado a pensar alguna vez qué significan esas cifras, más allá de la mera denominación comercial. Algún amigo hasta me ha llegado a sugerir que ese número hacía referencia a lo "antigua" que era la gasolina...algo así como en un rioja reserva....nada más lejos de la realidad. Realmente 95 o 98 indican el índice de octanaje del combustible.

Esquema representativo de un motor de explosión


     Un motor de explosión es un tipo de motor de combustión interna que utiliza la explosión de un combustible provocada mediante una chispa para expandir un gas empujando así un pistón, así que los combustibles que se utilizan para este fin tienen que tener la capacidad físico-química de explotar en un ambiente controlado.  La gasolina es una mezcla de más de cien hidrocarburos (compuestos con sólamente enlaces carbono-hidrógeno y carbono-carbono). Cuanto más ramificado sea un hidrocarbono, mayor es su tendencia a quemarse fácilmente y no provocar explosiones descontroladas. Es lógico que los combustibles para este tipo de motores requieran de una tendencia a la inflamación natural, pero si ésta es demasiado alta provoca explosiones expontáneas (el llamado engine knocking). Es aquí donde entran en juego los octanos. Cuando un combustible tiene un mayor número de octanos, esto indica que posee una menor tendencia al knoking, es decir, que en las mismas condiciones de presión, humedad y proporción de mezcla de aire-combustible, la temperatura de autoinflamación es más alta. Cuando la mezcla de aire y gasolina se inflama antes de lo debido o "descontroladamente" se produce el picado de bielas que disminuye la potencia efectiva del motor y somete al motor a cargas excesivas. Como podréis intuir esto no es algo que sea excesivamente agradable para la vida saludable de un coche. 

     Para evaluar el porcentaje de octanos  de un combustible se utiliza el "índice de octanaje". Para calcular este valor se somete a la gasolina a pruebas sencillas de inflamación a determinada presión y temperatura. Se sabe que los heptanos (que no son ramificados) tienen un a tendencia a quemarse de un modo irregular mientras que los octanos (que sí son ramificados) no, entonces se le asiga un 0 a los heptanos y un 100 a los octanos. Mediante comparación con mezclas conocidas de estos hidrocarburos se evalúa el combustible en una escala del 0 al 100. No quiere decir entonces que un combustible 95 esté constituido por un 95% de octanos.

Diferencias estructurales entre Heptanos y Octanos 


     Si queremos responder a la pregunta de que combustible es más adecuado para nuestro vehículo, la respuesta es bastante compleja. Es cierto que para un motor determinado, con una relación de compresión determinada puede obtenerse más potencia con gasolina 98 que con la 95, principalmente a altas revoluciones y a plena carga, también en los procesos de aceleración a medias revoluciones. La gasolina 98 contamina más que la 95. Esto es debido a los aditivos que contiene, que son también la causa de un mayor coste de este combustible. Hay fabricantes (BMW por ejemplo) que recomiendan 98 en algunos modelos a los que dota de un ‘sensor de detonación’ que baja la compresión del motor cuando detecta detonaciones descontroladas. La mejor respuesta es: depende de tu vehículo.

     Un saludo y seguid concienciudeando.

viernes, 1 de agosto de 2014

Sobre las avispas, el veneno y el cáncer

    Las avispas son probablemente uno de los insectos más conocidos en todo el mundo. Pertenecen al orden Hymenoptera y son temidas (pese a sus escasos dos centímetros de tamaño) y profundamente odiadas por mucha gente debido a sus dolorosas picaduras. La mayoría de las diferentes especies de estos pequeños seres son pseudoparásitos o predadoras, por lo que tienen un papel ecológico muy importante allá donde viven y en ocasiones son utilizadas como un control de plagas natural. A pesar de lo que la gente piensa, las avispas tienen en ocasiones un papel polinizador muy específico, como por ejemplo en el caso de la higuera, cuyas flores solamente son polinizadas por una especie de avispas en concreto.

Dibujo hiper realista de una avispa común

    Existen especies de avispas errantes solitarias que viven normalmente solas, pero lo común es encontrarse con especies de avispas que habitan colonias estacionales (activas en meses calurosos) en las que viven unos 3000-6000 miembros por norma general. La reina pasa el invierno en un estado de letargo y por la época primaveral comienza la construcción del nido y pone huevos para formar la prole de obreras que serán el primordio del núcleo comunal. Un dato interesante es que las avispas se encuentran habitando absolutamente todo el globo terráqueo, excluyendo los polos.

    Las avispas generan en sus glándulas venenos para defenderse de depredadores y cazar a sus presas, y éstos constituyen uno de los mas potentes alérgenos que existen en el mundo natural. Pueden causar reacciones anafilácticas graves a personas susceptibles. Éstos venenos son una mezcla de diferentes sustancias, como aminas vasoactivas, péptidos y proteínas de carácter enzimático. Éstos componentes del veneno son moléculas que la evolución ha seleccionado específicamente para causar reacción inflamatoria, dolor, vasodilatación y destrucción celular.

    Al ser organismos sociales, las avispas han desarrollado mecanismos de comunicación sorprendentes. Uno de ellos tiene que ver con una feromona llamada N-3-metilbutilacetamida. Las avispas almacenan esta molécula en sus sacos del veneno y la sueltan en el ambiente cuando pican o cuando mueren. Esta feromona es un sistema de alarma que las demás avispas (incluso avispas de diferentes especies) sienten y  se preparan para un ataque colectivo. Por esta razón es aconsejable no quedarse quieto mucho tiempo en el mismo lugar en el que una avispa ha picado o ha muerto si no se quiere recibir más picotazos de sus amigas.
Estructura química de la N-3-metilbutil acetamida

    Las avispas tienen un patrón de colores amarillentos que alertan a otros seres de su peligrosidad intrínseca. En un estudio de varias universidades andaluzas han concluido que de hecho existe una relación directa entre la intensidad de la coloración en el abdomen de las avispas y el grado de toxicidad que presentan sus picaduras. Las avispas con colores más vivos son más venenosas, y de algún modo la naturaleza nos avisa de ello (o nuestros sentidos se han adaptado para distinguir la peligrosidad).
Relación entre el tamaño de la glándula del veneno y la intensidad de la coloración de la avispa


    No solo vamos a destacar la capacidad destructiva de estos insectos, ya que también existen numerosos estudios que resaltan la capacidad de ciertas toxinas extraídas de avispas para luchar contra determinados cánceres (por ejemplo el cáncer renal, pulmonar, próstata, bazo o mama). Algunos péptidos como la melitina (que de hecho es el componente mayoritario en el veneno de avispa) o la fosfolipasa A2 son los candidatos más activos y más prometedores en un futuro cercano. También se ha comprobado que las avispas producen en sus venenos algunos péptidos con actividad antibiótica, quizás para preservar el cuerpo de sus presas antes de darse el banquete. En el futuro podremos utilizar estas sustancias para desarrollar nuevos químicos que nos ayuden en nuestra lucha contra algunas bacterias patógenas.

Representación tridimensional de la melitina



martes, 29 de julio de 2014

La Caja negra no es negra

    Las llamadas cajas negras de los aviones o Flight Data Recorder, son dispositivos que registran la actividad de los instrumentos y las conversaciones en la cabina. Su función es almacenar datos que, en caso de un accidente, permitan analizar y averiguar las causas del mismo. Las cajas negras suelen tener memorias de tipo flash para que no requieran ningún tipo de alimentación energética. En esta memoria se almacenan las dos últimas horas de las conversaciones realizadas en la cabina. Lógicamente esta memoria está protegida por un espeso blindaje de acero que resiste impactos en caso de colisión y una capa de aislante térmico que protege del fuego. Normalmente las aeronaves comerciales llevan dos cajas negras, una para voces en cabina y la otra para registrar datos del vuelo (altitud, velocidad, rumbo y otros parámetros).











    Son fácilmente reconocibles cuando caen en tierra por su color naranja chillón. Se les llama cajas negras por un motivo meramente simbólico, debido al componente trágico del suceso por perdidas humanas en muchas ocasiones. En caso de caída en el agua, como ocurre en la mayoría de las ocasiones, las cajas negras llevan incorporado un localizador con una baliza que se activa con la humedad y emite una señal acústica fácilmente detectable.


lunes, 28 de julio de 2014

Un viaje al interior del Cuerpo Humano

    Hola Concienciudos, últimamente no he podido dedicar mucho tiempo al blog pero siempre que encuentro algo interesante me gusta compartirlo. Hoy os pego un documental de National Geographic curioso en el que explican cosillas divertidas tanto a nivel fisiológico como a nivel celular de cómo son nuestros cuerpos por dentro y cómo se desarrollan a lo largo de nuestras vidas.

miércoles, 16 de julio de 2014

Alternativas a los antibióticos

    ¿Que es lo que conduce a la evolución de una bacteria inocua para el organismo a convertirse en patógena? Es muy interesante especular sobre el motor evolutivo que empuja a algunas bacterias a desarrollar características patógenas. Los animales poseemos muchísimos microambientes en nuestro cuerpo que son especialmente ricos en muchos nutrientes que potencialmente están siendo desaprovechados por la comunidad microbiana. Cientificos de la universidad de Washington han publicado este mes un review en la revista Cell en el que hacen reflexiones muy interesantes sobre este tema. Ellos nos intentan explicar su visión sobre los mecanismos adaptativos desde un punto de vista genético y funcional de muchos microorganismos patógenos que son especialistas en utilizar ciertas moléculas de nuestro cuerpo como comida. Lo que resaltan estos científicos es como no se le ha dado la importancia debida a este fenómeno como herramienta para la lucha contra organismos patógenos.

    En el cuerpo humano existen más o menos 10 veces más células bacterianas que humanas. Esto quiere decir que somos unas 9 partes de bacteria por cada parte humana. (somos mucho más bacteria que humano). Mantenemos una estrecha relación con estos mini bichitos y de hecho nos mantienen vivos. Los organismos patógenos compiten con nuestra microbiota normal, muchas veces desplazándola. Los patógenos "sienten" las concentraciones de los diferentes nutrientes y se alojan en el lugar preciso que más les beneficia.

    Existen muchos ejemplos de patógenos que utilizan nutrientes específicos en nuestro cuerpo. Helicobacter pylori es una bacteria capaz de resistir ambientes extremadamente ácidos (pH 2) como por ejemplo nuestro estómago. En el estómago las paredes de nuestros epitelios secretan urea. Las bacterias como Helicobacter pylori necesitan tener genes de enzimas ureasas para ser capaces de consumir urea y de este modo sacar una ventaja adaptativa al hecho de vivir en tal extremo ambiente. El amonio generado tras la descomposición de la urea es una fuente de nitrógeno muy buena para ellas que además neutraliza la acidez estomacal y le da a la bacteria un microambiente neutro perfecto para su supervivencia, causando también daños en el hospedador. La ureasa entonces es un factor genético necesario para que Helicobacter pylori pueda colonizar nuestro estómago y hacernos enfermar. Es muy interesante el hecho de que sólo las bacterias del género Helicobacter que colonizan el estómago poseen toda la batería de genes necesarios para que la enzima ureasa funcione bien. Cada bacteria ha desarrollado las "armas metabólicas" que necesita.
Fotografía de una bacteria Helicobacter pylori
    Esto nos está diciendo que no solo debemos preocuparnos de los genes de resistencia a antibióticos, sino que existen también factores metabólicos que son importantes para la virulencia de algunos patógenos. En el futuro se desarrollarán terapias que actúen selectivamente contra estos factores. Por ejemplo si consiguiésemos suprimir la actividad de las enzimas ureasas, podríamos luchar específicamente contra Helicobacter pylori en su estado infeccioso porque en principio no existen más bacterias en nuestro cuerpo que necesiten de esta actividad enzimática.

domingo, 13 de julio de 2014

¿Cuanto pesa una sombra?

    Es una pregunta que puede sonar algo estúpida ¿no? Seguro que lo sencillo es pensar que nada. Una sombra es una simple proyección de un cuerpo sólido. Una ausencia de luz. Me gustaría que vieseis este vídeo de un canal muy interesante de youtube (Vsauce) al que hace tiempo sigo, ya que seguro que os hace cambiar de opinión.
Las sombras pesan negativo ya que son menos fotones impactando contra una superficie!!!


jueves, 10 de julio de 2014

La Verdad sobre las Semillas de Cannabis Feminizadas

    Las plantas eligen de que sexo quieren ser. Son organismos sorprendentes con una capacidad de adaptación a su entorno que fácilmente nos sorprenderá si profundizamos un poco. Existen muchos mecanismos moleculares mediante los cuales algunas plantas "cambian" su sexo de un modo dinámico adaptándose a las circunstancias que las rodean. En este post me gustaría enseñaros el mecanismo mediante el cual los cultivadores de cannabis obtienen plantas con una alta probabilidad de desarrollar flores femeninas, que son las que normalmente se utilizan con fines lúdicos y terapéuticos.

    Resulta que las plantas han desarrollado estrategias reproductivas en las que una misma flor puede tener los dos sexos, o solamente uno, dependiendo de la especie. Las plantas de cáñamo son dioicas, o lo que es lo mismo, presentan sexos diferenciados en distintas plantas o individuos. Esto significa que necesitamos dos ejemplares (un macho y una hembra) para llevar a cabo la reproducción sexual ya que necesitamos el polen de las flores masculinas para fecundar el pistilo de la hembra. Esto no es del todo cierto, ya que en las plantas del género cannabis a veces se producen hermafroditismos, y una misma planta puede presentar flores de ambos sexos. Esto suele ocurrir en situaciones de estrés, y las plantas parecen adaptarse siempre a su entorno para favorecer la reproducción. En la foto de abajo se pueden diferenciar flores macho y hembra en un mismo ejemplar. Un claro caso de hermafroditismo.

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    Estas plantas tienen un sistema de herencia sexual XY como el que se muestra en la figura abajo, muy parecido al de los humanos (Realmente es algo más complejo ya que pueden existir de un modo natural individuos triploides y tetraploides, pero no viene al caso).

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    Las probabilidades matemáticas (según las leyes de la herencia genética de Mendel) de ser macho o hembra son, en principio y si no pensamos en ejemplos extraños, del 50%. Sin embargo cualquier cultivador sabe que si plantamos muchas plantas de cannabis juntas es muy probable que la mayoría sean hembras pero siempre surja un macho. Las plantas tienen mecanismos hormonales sorprendentes para detectar la densidad de población local y así optimizar las proporciones de ambos sexos. Esta capacidad para adaptarse a diferentes situaciones tiene un claro significado biológico, ya que en condiciones pobres de nutrientes o situaciones adversas para la supervivencia, es lógico pensar que exista un interés en la población en desarrollar machos. La no existencia de un macho (o en su defecto alguna rama macho producto de un hermafroditismo) significa la completa extinción de esa población. Es sencillo explicar por qué la evolución ha premiado esta plasticidad sexual.

    A decir verdad no existe una explicación completa de los mecanismos que relacionan la expresión genética y sus diferentes interacciones con fitohormonas y otras moléculas, pero se conocen algunos mecanismos mediante los cuales la planta puede “intuir” cuál es la mejor proporción hembras:machos que deben desarrollar para sobrevivir. Se sabe que el estrés en general es una variable que se relaciona de un modo directo con el porcentaje de machos en una población (a más estrés, más machos). También se han descrito relaciones entre niveles concretos de hormonas como las gibelerinas o el etileno en este proceso. El etileno es un gas, y es una forma muy importante y conocida de comunicación entre las plantas. Probablemente mediante esta hormona sean capaces de “sentir” la concentración de individuos y tomar decisiones biológicas que afecten a la sexualidad total de la población.

    Los bancos de semillas siempre se han interesado en la producción de semillas feminizadas, ya que  el mayor contenido en sustancias psicoactivas como el THC (tetrahidrocanabinol) o el CBD (canabidiol) está contenido en flores hembras y los cultivadores quieren seguridad a la hora de llevar a cabo sus plantaciones (las flores hembras polinizadas son de nulo interés comercial en el mercado). Para tal fin han aprovechado todo el conocimiento que la ciencia ha aportado en el campo de la botánica molecular para desarrollar químicos que permitan la generación de semillas 100% hembras. Ahora llegamos a la explicación.
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    Si lo que buscásemos fuera convertir una hembra en un macho, como ya sabemos, el proceso sería muy sencillo: Únicamente tenemos que estresar a la planta y conseguiremos que una hembra (XX) dé lugar a ramas macho espontáneamente (a pesar de no poseer el cromosoma Y). La cuestión es que queremos conseguir hembras y no machos. La forma lógica y perfecta de conseguir semillas 100% hembras sería cruzar una hembra con otra hembra, ya que de ese modo solo estamos poniendo en juego cromosomas X, por lo tanto sería imposible que por mecanismos genéticos obtuviésemos un macho (aunque sí por la vía del estrés). El problema que se nos plantea es que para realizar una fecundación necesitamos tener polen.
Los lectores avispados se habrán dado cuenta de que en realidad sí es posible conseguir producción de polen en una planta XX. Como hemos dicho antes cuando inducimos estados de estrés en una hembra, ésta revierte espontáneamente a macho sin variar su dotación génica. De este modo podremos tener polen XX. Si utilizamos este polen para fecundar otra planta hembra con órganos sexuales femeninos, conseguiremos en efecto una cohorte de semillas que únicamente engendrarán hembras. Usualmente lo que utilizan los bancos de semillas para estresar son productos químicos que provocan un estrés muy alto en las plantas como por ejemplo el tiosulfato de plata.

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    Normalmente la planta que rocían con este tipo de moléculas revierte rápidamente a macho y genera ramas con polen. Lo usual es utilizar el polen de ésta planta químicamente transformada para fecundar flores hembra de una hembra no rociada (de otro modo sería tóxica para el consumo). De éste modo además de conseguir semillas 100% feminizadas podremos realizar a la vez cruces que aumente el vigor de nuestras cosechas, práctica muy habitual en los bancos de semillas comerciales.
Un saludo y seguid siendo concienciudos.

martes, 8 de julio de 2014

La Verdadera Inteligencia Artificial

    El test de Turing es una prueba propuesta por Alang turing para demostrar la existencia de inteligencia en una máquina. Se supone que para pasar este test un ordenador tiene que convencer al 30% de los jueces (como mínimo) de que no se trata de una máquina, sino de un humano, es decir, engañarlos. Hace pocos meses un programa informático llamado Eugene creado por Vladimir Veselov (un informático ruso residente en Estados Unidos) y Eugene Demchenko (un joven ucraniano que vive en Rusia) parece haber pasado el test.

    José Manuel Nieves ha hecho una fantástica reflexión en su canal de Youtube, y yo la comparto con vosotros.

sábado, 5 de julio de 2014

Sobre el Herpes y la Estupidez Humana

    Por si no tenéis muy claro lo que es un virus, simplificando se puede decir que son pequeños seres constituidos por ADN y proteínas que lo envuelven protegiéndolo. El virus del Herpes simple es uno de los agentes patológicos que causan los conocidos y temidos herpes en piel, labios, genitales etc. Para presentar a alguien siempre es bueno incluir una foto:

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    En el caso de esta familia de virus la verdad es que su estructura es algo más compleja que la de la de la mayoría. Como podéis observar en la foto existen varias "capas" que rodean al núcleo del virión perfectamente visibles. Esto es debido a que tienen lo que los virólogos llaman tegumento rodeando a la cápside protéica, que a su vez está rodeada de una envoltura lipídica con glicoproteínas. Esta es una estructura microscópica de la naturaleza magnífica y muy interesante.

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    Desde hace mucho tiempo se conoce la capacidad de los herpesvirus para colonizar células del sistema nervioso. Esto da lugar algunas veces a enfermedades indeseables como encefalitis. Si tenemos en cuenta que se calcula que alrededor de un 90% de la población humana de 50 años ha estado infectada al llegar a esa edad en algún momento de su vida por un herpesvirus, podríamos empezar a preocuparnos, ¿no?
    Cuando un ser humano entra en contacto con un herpesvirus, normalmente las glicoproteínas que el virus tiene expuestas en su envoltura generan una respuesta por parte del sistema inmunológico y éste dirige la creación de anticuerpos defensivos. Se sabe que un ser humano ha estado en contacto con el virus precisamente por la presencia de estos anticuerpos específicos.
    Investigadores de la universidad de Columbia en Estados Unidos han encontrado una curiosa asociación entre la presencia de este tipo de anticuerpos en la sangre y algunos problemas en la memorización o problemas cognitivos leves. Esto puede estar sugiriendo que mediante procesos todavía desconocidos, de algún modo existe la posibilidad de que algunos virus sean elementos activos que afectan a nuestra inteligencia y a nuestras capacidades de raciocinio. Teniendo en cuenta que un gran porcentaje de la población humana está infectada por estos y otros viriones...¿Hasta que punto estos pequeños seres influyen en nosotros, en nuestras capacidades y en nuestra manera de vivir?
    El objetivo de este post no es alarmaros, sino diametralmente opuesto. Se han descubierto asociaciones bastante claras de este tipo con otros organismos muy comunes como Chlamydia pneumoniae,Helicobacter pylori o Cytomegalovirus. La idea con la que nos debemos quedar es que seguimos aquí y podemos desarrollar nuestra vida con normalidad, a pesar de haber estado en contacto desde el comienzo de los tiempos con este tipo de seres. Conviene comprender este tipo de mecanismos lo antes posible para satisfacer nuestra curiosidad humana y desarrollar curas contra posibles enfermedades cognitivas graves que puedan estar relacionadas como el Alzheimer.
Un saludo concienciudo.

jueves, 26 de junio de 2014

Fobias extrañas Volumen 1

    Hoy quiero dedicar un pequeño pero interesante post a un tipo de fobia / aversión a cierto tipo de patrones geométricos repetitivos: la tripofobia.  Este tipo de repulsión es bastante común a pesar de su rareza y los que la experimentan pueden sentir un abanico de sensaciones que va desde un leve cosquilleo y malestar hasta una verdadera repulsión irrefrenable cuando observa este tipo de imágenes.

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    Si simplemente puedes mirar a esta imagen sin sentir absolutamente nada, enhorabuena, no padeces ningún grado de tripofobia. Si por el contrario sientes una necesidad irracional por dejar de mirar, tampoco te preocupes, la tripofobia es algo muy común y algunas encuestas dicen que hasta una de cada cuatro personas la padece.

    La verdad es que me cuesta encontrarle significado biológico a este extraño fenómeno, aunque existen ciertas estructuras en la naturaleza que desencadenan exactamente el mismo tipo de sensaciones en personas tripofóbicas. Un ejemplo son ciertos quesos, la flor de loto, algunas especies de sapos o ciertas estructuras fúngicas. En las imágenes photoshopeadas como la de arriba, se postula que quizás la aversión se deba a un reflejo biológico de repulsión hacia cierto tipo de parásitos, aunque es complicado entender el proceso pensando en estructuras biológicas como las antes mencionadas. Os dejo algunos ejemplos y os animo a pensar acerca de ello, y por supuesto a escribirme vuestras experiencias.

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martes, 17 de junio de 2014

El mundo en tus manos

    ¿Alguna vez habéis soñado que teníais una máquina que os permitiese observar todo cuanto quisierais delante de vuestra cara y sin tener que realizar mayor esfuerzo que mover un par de músculos motores?
Pinchad abajo en el enlace. El universo en vuestras manos está.
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http://htwins.net/scale/

lunes, 16 de junio de 2014

No todos los bloques funcionan igual

    Las proteínas son fundamentales en cualquier organismo vivo ya que éstas regulan la dinámica de todo o de casi todo lo que pasa en el interior de las células. Están formadas por cadenas más o menos largas de aminoácidos, los "bloques" de construcción fundamentales para la vida. Aparte de funciones estructurales para sostener físicamente la célula o para sostener otras proteínas, éstas en muchos casos llevan a cabo lo que se conoce como funciones enzimáticas. Para ello algunos de los aminoácidos que las forman tienen que realizar individualmente o en conjunto transformaciones en otras moléculas (reacciones enzimáticas), es decir, facilitar o permitir una reacción dentro de la célula en la que se producen cambios de tipo químico en otras moléculas (azúcares, ADN, otras proteínas, etc). Básicamente las enzimas producen cambios en unos sustratos que son transformados a productos. En este proceso intervienen activamente determinadas partes de la proteína y no toda ella.



    Existen 20 aminoácidos diferentes en los organismos vivos con los que se forman de un modo combinatorio los polipéptidos y proteínas. Es muy interesante entender que aunque existen 20 posibles "piezas" (aminoácidos) que forman proteínas, no todas son virtualmente capaces de intervenir activamente en las reacciones catalíticas. Cada uno de éstos 20 aminoácidos posee una cadena principal idéntica en todos ellos, y un radical característico y único. Existen unas normas físico-químicas intrínsecas a la estructura de cada uno de los aminoácidos y sus radicales, que dictan el papel que pueden jugar éstos en los centros activos de las proteínas. La gráfica que os enseño a continuación muestra qué aminoácidos son más proclives a participar activamente en estos procesos de catálisis.

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    Como podéis ver, a pesar de existir 20 aminoácidos, solamente un 20% de ellos (aproximadamente) son siempre o casi siempre activos en la catálisis y se encuentran en una mayor proporción en los centros activos. Esto nos puede resultar curioso y seguramente nos estemos preguntando el por qué. Si nos fijamos con atención nos daremos cuenta de que los aminoácidos más proclives a ser catalíticos son aquellos que poseen normalmente carga, mientras que la hidrofobicidad es un componente menos importante para este fin. Muchas veces los residuos hidrofóbicos juegan un papel estructural protegiendo a los residuos implicados en la catálisis.

    Una de las características importantes que puede poseer un aminoácido para ser catalíticamente activo es la de tener la capacidad de donar o captar protones, es decir, tener la capacidad de comportarse como un ácido o una base dependiendo de el pH del medio en el que se encuentre. Así podemos ver como la histidina, el aspartato y el glutamato se posicionan como importantes agentes enzimáticos por poseer carga a pH fisiológico. La arginina y la lisina poseen nitrógenos en sus radicales, que intervienen en interacciones electrostáticas. Las cisteínas libres (que no se encuentran formando parte de puentes disulfuro) tienen también una buena presencia en la gráfica de arriba, y ésta es debida a la importancia del grupo tiol en muchas catálisis (debido también a su capacidad para desprotonarse).

Sencillo ¿no?

Seguid siendo concienciudos.