El ADN humano más antiguo aparece en Atapuerca

La colaboración científica entre el Equipo de Atapuerca y el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva (Alemania) ha hecho posible el hallazgo del ADN humano más antiguo de la historia, según publica la revista Nature. Este material genético está datado en unos 400.000 años –el anterior era de hace menos de 100.000 años– y pertenece a un fósil encontrado en la Sima de los Huesos en Atapuerca (Burgos).

Investigadores del Equipo de Atapuerca y el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva han secuenciado el genoma mitocondrial casi completo de un resto humano, el Fémur XIII de la Sima de los Huesos en Atapuerca(Burgos), datado en unos 400.000 años (Pleistoceno Medio).

El ADN mitocondrial se encuentra en múltiples copias en las mitocondrias de las células y se transmite exclusivamente por línea materna. Solo en el permafrost, o suelo helado, se ha recuperado ADN de esta antigüedad, pero no humano.

“Encontrar un genoma mitocondrial prácticamente completo de un fósil humano de hace más de 400.000 años es en sí mismo un éxito sin precedentes. El más antiguo hasta este tiene menos de 100.000 años. Supone un salto gigantesco”, declara a SINC el paleontólogo Juan Luis Arsuaga, director del Centro Mixto de Evolución y Comportamiento Humanos, director científico del Museo de la Evolución Humana de Burgos y coautor del estudio..

“Hemos aplicado tecnicas que antes nos parecían impensables. En concreto, esta nueva metodología permite trabajar con segmentos ultracortos de ADN, porque este material genético se degrada y las cadenas se van rompiendo. La Sima de los Huesos es un caso límite por su antigüedad, ya que los segmentos encontrados eran muy pequeños”, añade Arsuaga.

Esta metodología hace posible recuperar, investigar y ensamblar segmentos pequeñísimos para construir cadenas de ADN muy largas.

Un escenario de especies mucho más complejo

Teniendo en cuenta la antigüedad del yacimiento, un escenario posible es que los humanos de la Sima estén relacionados con la población ancestral a partir de la cual evolucionaron por separado neandertales y denisovanos.

Otra posibilidad, apuntan los investigadores, es que otros homininos distintos transmitieran el ADN mitocondrial de tipo denisovano a los homininos de la Sima, o a sus antepasados.

"Este trabajo muestra que ahora podemos estudiar el ADN de fósiles con varios cientos de miles de años de antigüedad, abriéndose la posibilidad de conocer genes de los antepasados de neandertales y denisovanos. Es tremendamente emocionante”, afirma Svante Päabo, director del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva.

No se esperaba que el ADN mitocondrial de Atapuerca compartiera un antepasado común con el de los denisovanos en lugar de con el de los neandertales

El descubrimiento apunta a una complejidad mayor de lo que se suponía en el Pleistoceno medio. Hasta ahora se utilizaban esquemas muy simples en los que Europa evolucionaba hacia los neandertales y, efectivamente, a gran escala es lo que pasó.

Los investigadores comienzan a asomarse a esa complejidad ahora que tienen disponible información genética. "Esperemos que futuras investigaciones aclaren las relaciones entre los fósiles de la Sima, los neandertales y los denisovanos".

El equipo conjunto se propone ahora secuenciar ADN mitocondrial de otros individuos de la Sima, e incluso recuperar algunas secuencias del ADN nuclear.

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Los monos titíes respetan el turno de palabra durante las conversaciones

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17 de octubre 2013

Investigadores de la Universidad de Princeton han comprobado que los monos titíes no se interrumpen mientras mantienen una conversación. Estos primates se comunican principalmente mediante sonidos vocales y utilizan un conjunto de reglas en sus diálogos similares a las humanas.

La capacidad de departir educadamente, mostrando respeto y silencio cuando es otro el que interviene, no es una cualidad única de las personas. Investigadores de la Universidad de Princeton ( EE UU) han observado que los monos titíes respetan el turno de palabra y que utilizan normas de educación durante sus conversaciones, parecidas a las humanas.

El estudio, publicado hoy en Current Biology, indica que esta actitud es característica de estos primates ya que los grandes simios no se turnan cuando se comunican

Esta actitud es característica de estos primates ya que los grandes simios no se turnan cuando se comunican

“Los monos titíes se respetan y usan reglas similares a las que utilizamos las personas durante las conversaciones”, asegura a SINC Asif Ghazanfar, investigadora de la Universidad de Princeton y una de las autoras del estudio. 

Los científicos se mostraron especialmente interesados en los monos titíes por que poseen dos características parecidas a los seres humanos: son una especie muy sociable y amistosa, y sus individuos se comunican gracias a la producción de sonidos vocales. Según la hipótesis de los científicos, estas cualidades les permitirían mantener autocontrol y respeto para establecer una comunicación con ciertas normas.

"Esta cualidad se parece mucho más a las conversaciones mantenidas entre humanos que a las comunicaciones entre animales, tales como aves, ranas o grillos, especies en las que el ‘diálogo’ está vinculado al apareamiento o la defensa territorial”, explica Ghazanfar.

Para comprobar su teoría, se colocaron diferentes titíes en las esquinas de una habitación, de manera que pudieran oírse pero no verse, y registraron los intercambios que se produjeron durante un tiempo de 30 minutos a una hora.

En el experimento, los investigadores observaron que estos primates no se comunican a la vez sino que esperan unos cinco segundos tras cada respuesta.

La investigación tenía entre sus objetivos estudiar los orígenes evolutivos de la comunicación entre los diferentes miembros de un grupo de titíes. “Estos monos son ‘criadores cooperativos’, como los seres humanos, es decir, todos comparten el cuidado de los hijos pequeños”, recalca Ghazanfar.

Trastornos en la comunicación

Los expertos subrayan que son “un excelente modelo animal” con el que investigar los orígenes evolutivos de la comunicación vocal y que puede ayudar a localizar por qué suceden los trastornos en la comunicación humana.

 “Las hipótesis gestuales son muy populares y nuestros datos se contraponen a algunas de esas teorías”, argumenta Ghazanfar.

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Un cráneo hallado en Georgia sugiere que hace 1,8 millones de años solo había una especie humana

17 octubre 2013 20:00

Paleoantropólogos de la Universidad de Zúrich (Suiza) han descubierto en Dmanisi (Georgia) un cráneo excepcionalmente conservado de 1.800.000 años que, por sus características, obliga a un cambio de perspectiva sobre la diversidad de las especies humanas, que sería mucho menos variada de lo que se estimaba. “Si hubiésemos encontrado la cavidad craneal y el rostro como fósiles separados, habrían sido atribuidos a dos especies diferentes”, dicen sus descubridores.

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Científicos de la Universidad de Zúrich (Suiza) han hallado en el yacimiento de Dmanisi, Georgia, un cráneo humano de hace 1.800.000 años al que han denominado cráneo 5. Ya se habían encontrado en el mismo yacimiento cuatro cráneos de homínidos igualmente bien conservados, así como algunas partes del esqueleto. Ahora, el estudio de estos restos indica que el género Homo era mucho menos variado de lo que se creía hasta el momento. 

“Realizamos análisis exhaustivos de la morfología de los cinco individuos encontrados en el yacimiento de Dmanisi. Las diferencias entre todos ellos no son más extensas que las diferencias entre cinco Homo sapiens, cinco chimpancés o cinco bonobos. Todos los individuos encontrados en este yacimiento pertenecen a una misma especie, y el cráneo 5 es uno de ellos”, declara a SINC la investigadora boliviana Marcia Ponce de León, coautora de la investigación y científica de la Universidad de Zúrich (Suiza).

Esto indica que los miembros más primitivos del género Homo, clasificados como Homo habilis, Homo rudolfensis y Homo erectus, podrían pertenecer a la misma especie. Solo serían diferentes en su apariencia exterior.

“Por lo visto hay un malentendido en lo referente a la clasificación del género Homo. En nuestra publicación nos referimos al periodo alrededor de 1,8 millones de años, y postulamos que entonces solo existía una especie de este género. Homo floresiensis, que existió hace entre 38.000 y 18.000 años, y Homo neanderthalensis (150.000-30.000 años) son mucho más jóvenes. Australopithecus representa otro género. En el caso de Homo habilis no hay una buena definición de la especie ya que los restos fósiles que se clasifican en este grupo son muy fragmentarios y escasos. Esto ha originado una discusión controvertida que aún continua”, añade la experta.

En su conjunto, los hallazgos muestran que los primeros representantes del género Homo comenzaron a expandirse desde África a través de Eurasia hace 1,85 millones de años.

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LA TEORÍA DE LA PANSPERMIA

La panspermia (del griego παν- pan, todo y σπερμα sperma, semilla) es una hipótesis que propone que la vida puede tener su origen en cualquier parte del universo, y no proceder directa o exclusivamente de la Tierra; sino que  se habría formado en la cabeza de los cometas, y éstos, al fragmentarse tarde o temprano, pudieron haber llegado a la Tierra incrustados en meteoros pétreos, en una especie de "siembra cósmica" o panspermia. 
Origen de esta teoría: Estas ideas tienen su origen en algunas de las consideraciones del filósofo griego Anaxágoras.Es así que al referirse a la hipótesis de la Paspermia esta solo hace referencia de la llegada a la Tierra de formas de vida microscópicas desde el espacio exterior; 

Pruebas a favor de la hipótesis

Panspermia

Existen estudios que sugieren la posible existencia de bacterias capaces de sobrevivir largos períodos de tiempo incluso en el espacio exterior. Bacterias Streptococcus mitis que fueron llevadas a la Luna por accidente en la Surveyor 3 en 1967, pudieron ser revividas sin dificultad cuando llegaron de vuelta a la Tierra tres años después.

El análisis del meteorito ALH84001, generalmente considerado como que fue originado por el planeta Marte, sugiere que contiene estructuras que podrían haber sido causadas por formas de vida microscópica. Por otro lado, existe el meteorito Murchison, que contiene uracilo y xantina, dos precursores de las moléculas que configuran el ARN y el ADN.

Críticas y pruebas en contra de la hipótesis

El mayor inconveniente de esta teoría es que no resuelve el problema inicial de cómo surgió la vida (Abiogénesis), sino que solo mueve la responsabilidad del origen de esta a otro lugar del espacio.

Otra objeción a la panspermia es que las bacterias no sobrevivirían a las altísimas temperaturas y las fuerzas involucradas en un impacto contra la Tierra, aunque no se ha llegado aún a posiciones concluyentes en este punto (ni a favor ni en contra), pues se conocen algunas especies de Bacterias Extremófilas. Sin embargo, experimentos en los que se recrea las condiciones de los cometas cuando bombardearon la Tierra, moléculas orgánicas tales como los aminoácidos no sólo no se destruyen, sino que comienzan a formar péptidos.

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA: www.wikipedia.org

Una roca lejana con restos de agua pudo ser el ‘ladrillo’ de un antiguo exoplaneta habitable

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  Un equipo de astrofísicos europeos ha detectado los restos de un cuerpo rocoso rico en agua alrededor de una lejana enana blanca. El hallazgo, el primero de este tipo fuera de nuestro sistema solar, ofrece pistas sobre la formación de planetas en los que se podría asentar la vida.
• SINC | 10 octubre 2013 20:00

Gracias a las observaciones del telescopio espacial Hubble y el gran telescopio Keck de Hawái, científicos británicos y alemanes han analizado el polvo y los escombros que rodean a la enana blanca GD61, un remanente estelar situado a 170 años luz de distancia.

Los resultados, que publica esta semana la revista Science, revelan que los restos detectados son rocosos –con elementos como el hierro, silicio, magnesio o aluminio– y que contienen un exceso de oxígeno.

Esta firma química informa de que el material perteneció alguna vez a un cuerpo más grande originalmente compuesto por un 26% de agua. Esta cantidad es comparable a la que tienen algunos asteroides del cinturón principal en nuestro sistema solar. Por comparar, la Tierra solo tiene un 0,023% de agua.

El material perteneció alguna vez a un cuerpo más grande originalmente compuesto por un 26% de agua

Ya se había confirmado la presencia de agua fuera de nuestro sistema solar, por ejemplo en la atmósfera de planetas gigantes gaseosos, pero ahora se trata de la primera vez que se encuentra en cuerpos rocosos o restos de asteroide, por lo que es de gran interés para entender la formación y evolución de exoplanetas propicios para la vida.

Pudo pasar en nuestro sistema solar

“Lo más excitante de estos resultados es que hemos visto algo que podría haber ocurrido en nuestro sistema solar”, dice Farihi. “El hallazgo de agua en un asteroide de gran tamaño –unos 90 km de diámetro– implica que existen ‘bloques de construcción’ para formar exoplanetas habitables”.

El estudio sugiere que el agua puede sobrevivir –posiblemente debajo de la superficie de un planeta– a las altas temperaturas que se generan en la evolución de una estrella como el Sol hacia las enanas blancas, y que quizá GD61 pudo haber tenido planetas como la Tierra orbitándola en el pasado.

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA: http://www.agenciasinc.es

New Model for Neurotransmitter Release, Proposed by Nobel Prize Winner

Oct. 10, 2013 — In a Neuron article published online October 10th, recent Nobel Laureate Thomas C. Südhof challenges long-standing ideas on how neurotransmitter gets released at neuronal synapses. On October 7th, Südhof won the Nobel Prize in Physiology or Medicine, alongside James Rothman and Randy Schekman, for related work on how vesicles -- such as those in neurons that contain neurotransmitter -- are transported within cells.

This is a molecular model of the active zone protein complex and its relation to the synaptic vesicle fusion machinery, Ca2+ channels, and synaptic cell-adhesion molecules. (Credit: Neuron, Volume 75, Issue 1, 11-25, 12 July 2012, Sudhof)

Neurotransmitter-containing vesicles are found inside neurons very close to the end of the axon. Here, they can quickly fuse with the neuronal membrane surrounding the axon to spill their contents into the synapse. How these vesicles are able to fuse with the membrane has been controversial, however, and understanding this process would give researchers much greater insight how neurons communicate with each other. Previously, it was thought that proteins found on the outside of the vesicles and on the axon membrane (called SNARE proteins) would come together and physically form a pore through which the contents of the vesicle -- the neurotransmitter -- could be released into the synapse. Now, the new findings from Südhof suggest that these proteins may not form a pore at all. Instead, their main role may be to physically force the vesicle and the axon membrane to get very close to each other; once they are forced into contact, the two appear able to fuse spontaneously.

"The importance of SNARE transmembrane regions has never been tested in a physiological fusion reaction," says Dr. Südhof. "We show that the SNARE transmembrane regions are dispensible for fusion as such but are important for maintaining the normal efficiency of regulated fusion. These findings rule out an essential participation of the SNARE transmembrane regions in fusion and are consistent with the notion that the SNAREs function in fusion as force generators, i.e., that their function is to force the membranes close together." The results are controversial due to years of research supporting the SNARE-protein pore hypothesis. These provocative findings could change long-held models for how neurotransmitters are released from neurons and suggest that there remain many open questions about the role of SNAREs in neurotransmitter release at synapses

HIPÓTESIS SOBRE EL ORIGEN DE LA LUNA 

        Sábado, 21 de septiembre de 2013                   

Hay, básicamente, tres posibilidades en cuanto a la formación de la luna:

1.- Era un astro independiente que, al pasar cerca de la Tierra, quedó capturado en órbita.
2.- La Tierra y la Luna nacieron de la misma masa de materia que giraba alrededor del Sol.
3.- La luna surgió de una especie de "hinchazón" de la Tierra que se desprendió por la fuerza centrífuga.

Actualmente se admite una cuarta teoría que es como una mezcla de las otras tres: cuando la Tierra se estaba formando, sufrió un choque con un gran cuerpo del espacio. Parte de la masa salió expulsada y se aglutinó para formar nuestro satélite. Y, aún, una quinta teoría que describe la formación de la Luna a partir de los materiales que los monstruosos volcanes de la época de formación lanzaban a grandes alturas.

Hipótesis de fisión

La hipótesis de fisión supone que originariamente la Tierra y la Luna eran un sólo cuerpo y que parte de la masa fue expulsada, debido a la inestabilidad causada por la fuerte aceleración rotatoria que en aquel momento experimentaba nuestro planeta. La parte desprendida se "quedó" parte del momento angular del sistema inicial y, por tanto, siguió en rotación que, con el paso del tiempo, se sincronizó con su periodo de traslación.

Se cree que la zona que se desprendió corresponde al Océano Pacífico, que tiene unos 180 millones de kilómetros cuadrados y con una profundidad media de 4.049 metros. Sin embargo, los detractores de esta hipótesis opinan para poder separarse una porción tan importante de nuestro planeta, éste debería haber rotado a una velocidad tal que diese una vuelta en tan sólo tres horas. Parece imposible tan fabulosa velocidad, porque, al girar demasiado rápido, la Tierra no se hubiese formado al presentar un exceso de momento angular.

Hipótesis de captura

Una segunda hipótesis denominada 'de captura', supone que la Luna era un astro planetesimal independiente, formado en un momento distinto al nuestro y en un lugar alejado.

La Luna inicialmente tenía una órbita elíptica con un afelio (punto más alejado del Sol) situado a la distancia que le separa ahora del Sol, y con un perihelio (punto más cercano al Sol) cerca del planeta Mercurio. Esta órbita habría sido modificada por los efectos gravitacionales de los planetas gigantes, que alteraron todo el sistema planetario expulsando de sus órbitas a diversos cuerpos, entre ellos, nuestro satélite. La Luna viajó durante mucho tiempo por el espacio hasta aproximarse a la Tierra y fue capturado por la gravitación terrestre.
Sin embargo, es difícil explicar cómo sucedió la importante desaceleración de la Luna, necesaria para que ésta no escapara del campo gravitatorio terrestre.

Hipótesis de acreción binaria

La hipótesis de la acreción binaria supone la formación al mismo tiempo tanto de la Tierra como de la Luna, a partir del mismo material y en la misma zona del Sistema solar. A favor de esta teoría se encuentra la datación radioactiva de las rocas lunares traídas a nuestro planeta por las diversas misiones espaciales, las cuales fechan entre 4.500 y 4.600 millones de años la edad lunar, aproximadamente la edad de la Tierra.

Como inconveniente tenemos que, si los dos se crearon en el mismo lugar y con la misma materia: ¿cómo es posible que ambos posean una composición química y una densidad tan diferentes?. En la Luna abunda el titanio y los compuestos exóticos, elementos no tan abundantes en nuestro planeta al menos en la zona más superficial.

Hipótesis de impacto

La hipótesis del impacto parece la preferida en la actualidad. Supone que nuestro satélite se formó tras la colisión contra la Tierra de un cuerpo de aproximadamente un séptimo del tamaño de nuestro planeta. El impacto hizo que bloques gigantescos de materia saltaran al espacio para posteriormente y, mediante un proceso de acreción similar al que formó los planetas rocosos próximos al Sol, generar la Luna.

Lo más dudoso de esta teoría es que tendrían que haberse dado demasiadas coincidencias juntas. La probabilidad de impactar con un astro errante era muy alta al inicio del Sistema Solar. Más dificil es que la colisión no desintegrase totalmente el planeta y que los fragmentos fuesen lo suficientemente grandes como para poder generar un satélite.

La teoría del impacto ha sido reproducida con ayuda de ordenadores, simulando un choque con un objeto cuyo tamaño sería equivalente al de Marte, y que, con una velocidad inferior a los 50.000 km/h, posibilitaría la formación de un satélite.

Hipótesis de precipitación

Últimamente ha aparecido otra explicación a la que dan el nombre de 'Hipótesis de precipitación' según la cual, la energía liberada durante la formación de nuestro planeta calentó parte del material, formando una atmósfera caliente y densa, sobre todo compuesta por vapores de metal y óxidos. Estos se fueron extendiendo alrededor del planeta y , al enfriarse, precipitaron los granos de polvo que, una vez condensados, dieron origen al único satélite de la Tierra

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA: http://www.astromia.com