NOTICIAS DAS CIENCIAS

O achado dunha 'Pompeia botánica' cambia todo o que sabiamos sobre as primeiras plantas con flores

Reconstrución do chan forestal da flora de Toba de Dori, hai 74,6 millóns de anos, con hipotéticas interaccións entre anxiospermas e animais dispersores de sementes 7 Brian Engh

As flores non xurdiron na Terra tras a extinción dos dinosauros, xa estaban aí desde moito antes. O cal supón un inesperado envorco na historia evolutiva do noso planeta. A aparición das flores, de feito, foi moito máis que un simple engadido estético, foi un dos fitos biolóxicos máis extraordinarios e transformadores en toda a historia da vida. Desde a súa irrupción, estas plantas redeseñaron por completo os ecosistemas continentais, tinguiron a paisaxe de cores inéditas e estableceron alianzas fundamentais coa fauna terrestre. Hoxe en día, a nosa supervivencia depende enteiramente delas: todo o que comemos, desde os cereais básicos da nosa dieta ata as especias, as cabazas ou os aguacates, son o produto de plantas con flor.

Durante décadas, a paleontoloxía contou a orixe das plantas con flores como unha historia de oportunismo e supervivencia tras a apocalipse que acabou co reinado dos dinosauros hai 66 millóns de anos. Pero o certo é que estas plantas (coñecidas tecnicamente como anxiospermas) xurdiron moito antes, hai uns 135 millóns de anos, no Cretácico Inferior, aínda que non pasaban de ser seres pequenos, parecidas ás malas herbas actuais e incriblemente discretas. As súas diminutas sementes non necesitaban axuda e dispersábanse soas ou empuxadas pola máis leve brisa. Segundo a teoría, aínda que aquelas plantas lograron diversificarse, vivieronn sempre á sombra dos dinosauros.

A teoría oficial ditaba que non foi ata hai 66 millóns de anos, cando o impacto dun asteroide de 11 km de diámetro borrou aos dinosauros do mapa, cando as anxiospermas puideron dominar realmente a Terra. Segundo esa idea, a proliferación posterior de mamíferos modernos (como morcegos, roedores e primates) fixo que por fin fose ’rendible’, desde o punto de vista enerxético, que as plantas producisen froitos grandes e carnosos para que estes animais comésenos e dispersásenos polos densos bosques baixo un clima de efecto invernadoiro.

Con todo, un espectacular tesouro fósil achado en depósitos volcánicos de Novo México acaba de derrubar este paradigma. Un equipo de paleobotánicos da Universidade de California en Berkeley, en efecto, acaba de publicar en Science un estudo que demostra que as axgiospermas xa estaban a diversificar as súas estratexias de reprodución e dispersión moito antes do que se pensaba.

A partir da análise de sementes fosilizadas que quedaron sepultadas baixo a cinza volcánica hai uns 74,6 millóns de anos (é dicir, case 10 millóns de anos antes do impacto do asteroide) os investigadores reconstruíron un bosque maduro e próspero, dominado por grandes plantas con flores. E o máis sorprendente: moitas delas xa producían froitos relativamente grandes e carnosos.

«Os nosos resultado, afirma Jaemin Le, autor principal da investigación, mostran que, polo menos nalgúns ambientes cálidos e húmidos durante o Cretácico Tardío, dez millóns de anos antes da extinción, as anxiospermas xa estaban a investir cada vez máis recursos en diásporas individuais e formando bosques densos».

En botánica, unha diáspora fai referencia á semente e a todas aquelas estruturas externas á propia planta que facilitan a súa dispersión. É dicir, o que comunmente chamamos froitas, noces ou grans. No mundo actual, o tamaño das diásporas é unha indicador clave das estratexias de supervivencia das plantas: abarca desde as microscópicas sementes das orquídeas, que miden apenas uns micrómetros e parecen po, ata froitos colosais como o coco dobre, unha palma cuxo froito chega a pesar ata 25 quilos.

A regla xeneral é clara: canta maior é o investimento de enerxía e nutrientes por parte da planta nai nun froito, maiores son as posibilidades de que a plántula sobreviva ao caer ao chan. Por contra, os produtores de sementes minúsculas, como as mapoulas, confían no vento para propagar miles de copias extremadamente fráxiles.

En xacementos anteriores do Cretácico, o tamaño medio das diásporas das anxiospermas era precisamente comparable ao dunha diminuta semente de mapoula. O cal levou a pensar que as constantes alteracións e pisoteos dos dinosauros impedían a estas plantas formar bosques densos. Con todo, no bosque fósil de Novo México, o tamaño medio das sementes achadas equivale ao dun arando grande, o que supón un brutal incremento de volume de máis de cen veces respecto ao coñecido para a época. Aínda que un arando poida parecernos pequeno hoxe en día, Le aclara que as froitas xigantes que comemos actualmente son produto de séculos de agricultura selectiva humana. De feito, as sandías silvestres non tiñan orixinalmente máis de 5 centímetros de diámetro.

O xacemento estudado coñécese como a toba de Dori e é un asombroso depósito de cinza solidificada duns 1,2 quilómetros de lonxitude na Formación Jose Creek, preto da pequena localidade mexicana de Truth or Consequences. Naquel remoto pasado xeolóxico, este frondoso bosque alzábase a uns 200 quilómetros da costa dun antigo mar interior, nun clima tan cálido que a paisaxe lembraba ao das selvas tropicais actuais. En contra do que se pensaba, ao mesmo tempo que enormes dinosauros deambulaban pola zona, o bosque xa estaba coroado por inmensas árbores con flor e troncos formidables, emparentados con palmeiras e loureiros, que crecían cóbado con cóbado con secuoias e fentos milenarios.

Para Cindy Looy, profesora de bioloxía integrativa en Berkeley e coautora do estudo, estamos ante unha cápsula do tempo perfecta. «Esta cinza caeu en cuestión de días, porque a cinza non permanece no aire moito tempo. É realmente unha instantánea no tempo». As follas, as flores e os froitos caeron directamente do dosel arbóreo ao chan do bosque empuxados polo peso da erupción. Como sinala Jaemin Le, «Pódese pensar niso como unha ’Pompeia botánica’, onde os depósitos de cinza preservan todo na súa posición e podemos reconstruír a estrutura do bosque».

En total, o equipo identificou preto de 80 tipos distintos de froitos e sementes no xacemento, con varias formas que chegaban a alcanzar os dous centímetros e medio de lonxitude. En concreto, os autores describen unha colección de 77 morfotipos de diásporas. Pero se os modernos mamíferos fruxívoros aínda non existían, quen se comía estas ’enormes’ froitas primitivas?

«Que os animais estivesen a comer grandes diásporas carnosas durante ese tempo -razoa Looy- non é unha sorpresa porque outras plantas con sementes, como os ginkgos, xa as estaban producindo e facíano durante moito tempo. Esta flora fósil suxire que estes animais (os mamíferos) xa estaban a pasar a comer sementes máis grandes producidas por anxiospermas hai 75 millóns de anos. O cal é unha sorpresa, porque se pensaba que aínda non existían. Pero aquí están».

O estudo conclúe que a emerxencia destes froitos carnosos puido ser parte dunha adaptación crucial das plantas para conquistar os escuros e húmidos estratos inferiores dos grandes bosques tropicais. De feito, nesas profundidades sombrías, unha semente dotada de maiores reservas nutricionais tiña unha vantaxe decisiva para xerminar e buscar a luz do sol.

Sexa como fose, o certo é que aínda queda moito por descifrar sobre este antigo crebacabezas da vida terrestre. «Aínda non sabemos -confesa Le- que foi exactamente o que impulsou o aumento inicial no tamaño das diásporas das anxiospermas. Pero polo menos agora sabemos que non foi a extinción do final do Cretácico».

FONTE: J.M. Nieves/abc.es/ciencia

Os astrónomos reformulan o destino final da Terra: o Sol quizá nunca chegue a devorala

Recreación artística da comparación entre o sistema solar actual e o Sol convertido en xigante vermella engulindo Mercurio e Venus./ChatGPT, César Noragueda.

Durante décadas, a cuestión considerouse resolta. Os manuais de astronomía describían un mañá no que o Sol esgotaría o hidróxeno do seu núcleo, se transfiguraría nunha estrela xigante vermella e terminaría tragando os planetas máis próximos. Entre eles figuraba a Terra, cuxa sorte estaría selada desde facía moitísimo tempo.

A idea diríase razoable. Conforme envellecen, os astros semellantes ao noso experimentan profundos cambios interiores que os levan a aumentar de tamaño de xeito espectacular. As proxeccións tradicionais suxerían que esa dilatación acabaría invadindo a órbita terrestre, provocando a desaparición definitiva do planeta.

Agora, unha investigación internacional, publicada na revista Astronomy and Astrophysics, obriga a revisar esa imaxe. Os científicos empregaron ferramentas teóricas máis sofisticadas para reconstruír a evolución futura do sistema solar e chegaron a unha conclusión inesperada: a supervivencia da Terra segue aberta a especulacións, pero existe unha opción real de que consiga escapar á fase terminal da nosa estrela.

Cando un astro similar ao Sol consome o combustible que alimenta as reaccións nucleares das súas entrañas, abandona a secuencia principal e entra nun período de envellecemento paulatino. Durante ese percorrido, atravesa varias fases evolutivas que modifican en extremo o seu tamaño, luminosidade e organización interna.

As simulacións clásicas indicaban que a nosa estrela agrandaría o seu radio ata alcanzar dimensións colosais. Segundo as últimas estimacións, mesmo podería chegar a estenderse entre 1,2 e 1,5 unidades astronómicas, unha distancia comparable ou superior á separación actual entre a Terra e o Sol.

A primeira vista, semellante panorama parece deixar pouca marxe para a esperanza. Se o astro alcanza proporcións maiores que a órbita terrestre, o lóxico sería pensar que o noso planeta acabará desaparecendo dentro das súas capas exteriores. No entanto, a situación resulta máis complexa porque a distancia entre ambos os obxectos non permanecerá fixa mentres o Sol envellece.

Aí é xusto onde entra en xogo o elemento que levou aos autores a revaluar unha das predicións máis famosas da astronomía.

A sorte da Terra non depende unicamente do crecemento da nosa estrela. Tamén interveñen unhas sutís forzas de marea que intercambian enerxía e momento angular entre o Sol e os corpos que o acompañan.

Aínda que adoitan asociarse a fenómenos como as mareas oceánicas provocadas pola Lúa, estas perturbacións actúan igualmente a escala estelar. A medida que o Sol se inche e adquira unha estrutura máis difusa, as alteracións gravitatorias xeradas polos mundos próximos trastornarán lixeiramente a súa configuración profunda.

A cuestión fundamental consiste en precisar canta enerxía absorben eses mecanismos. Se a influencia resulta intensa, a traxectoria terrestre tenderá a reducirse gradualmente, achegando o noso planeta ao astro abrasador. Se, pola contra, a disipación é menos eficiente, ese empuxe adicional será moito máis débil.

A maior parte dos traballos anteriores utilizaban formulacións simplificadas para describir esta dinámica. O novo estudo adopta un enfoque diferente e apóiase en ferramentas teóricas desenvolvidas recentemente a partir de reconstrucións máis detalladas sobre o funcionamento dos astros evolucionados.

As simulacións mostran que as mareas solares poderían ser bastante menos eficaces do que se pensaba. Ese matiz ten consecuencias enormes. As estimacións tradicionais favorecían unha aproximación lenta da Terra durante os últimos compases da vida solar. Os novos modelos numéricos, con todo, reducen unha chea ese efecto e permiten que o planeta conserve unha posición máis afastada.

A diferenza parece pequena, pero redefine por completo o desenlace. Utilizando as formulacións antigas, a Terra termina sendo engulida durante un episodio tardío da evolución estelar. Coas novas prescricións, logra atravesar tanto a fase de xigante vermella como os períodos posteriores.

Un dos aspectos máis rechamantes da análise é que a ameaza crucial aparece onde non se esperaba. Lonxe de situarse durante a metamorfose inicial en xigante vermella, a maior incógnita emerxe despois, cando o Sol entra na chamada rama asintótica xigante, unha fase aínda máis tremenda caracterizada por pulsacións, expulsión de masa e ciclos recorrentes de ensanche.

A medida que envelleza, o Sol expulsará enormes cantidades de materia ao espazo mediante intensos ventos estelares. Esa redución progresiva do seu contido acabará debilitando a atracción gravitatoria exercida sobre os corpos que o rodean. E, cando unha estrela perde parte da súa masa, as órbitas dos elementos que viran ao seu redor tenden a desprazarse cara a rexións máis afastadas. É un fenómeno comparable a afrouxar lixeiramente a corda que mantén unido un obxecto en movemento circular.

Por tanto, dúas influencias compiten simultaneamente. Por unha banda, as mareas intentan aproximar a Terra ao Sol. Por outra, o adelgazamento do astro favorece unha migración gradual cara ao exterior. E a conclusión do artigo depende precisamente do equilibrio entre ambas as tendencias. Se as perturbacións mareales son relativamente débiles e a perda de masa resulta suficientemente intensa, a órbita terrestre pode expandirse máis rápido do que a gravidade solar consegue atraela.

Con ese delicado pulso gravitatorio xogámonos se o noso mundo termina desintegrándose ou logra permanecer máis aló das capas exteriores da estrela.

Os expertos identifican ademais un escenario particularmente interesante. Durante certos episodios coñecidos como pulsos térmicos, o Sol podería experimentar aumentos de tamaño moi rápidos que durarían apenas uns centos de anos. Nalgunhas recreacións numéricas, a superficie estelar chega a exceder temporalmente o límite de estabilidade asociado á órbita terrestre.

A dificultade radica en que ninguén sabe con certeza se un intervalo tan breve bastaría para provocar a perda definitiva do planeta. Os responsables do estudo asumen que contestar a esa cuestión esixiría ferramentas teóricas aínda máis complexas, capaces de describir con detalle a interacción directa entre un astro pulsante e un mundo situado nas súas inmediacións.

Por iso, aínda que os novos resultados resultan máis optimistas que moitas investigacións anteriores, o destino da Terra continúa sen unha resposta definitiva.

Mesmo no escenario máis favorable, a noticia non implica que a humanidade dispoña dun refuxio natural para a eternidade. Porque, moito antes de que o Sol alcance as súas dimensións máximas, o aumento sostido de luminosidade remodelará radicalmente as condicións terrestres. Os océanos desaparecerán, a atmosfera sufrirá alteracións irreversibles e calquera forma de vida complexa deixará de ser viable.

A posible permanencia orbital da Terra só significa que eludiría caer dentro da nosa estrela. Non implica que conserve mares, continentes habitables ou ecosistemas capaces de soster organismos. En termos prácticos, este planeta seguiría converténdose nun páramo estéril moito antes de que se resolvese a cuestión da súa integridade física.

Para estimar como podería comportarse o Sol nos seus últimos millóns de anos, os investigadores recorreron a un astro real chamado L2 Puppis, que posúe unha masa inicial extraordinariamente parecida á solar e constitúe un dos mellores laboratorios naturais dispoñibles para estudar o porvir remoto da nosa estrela. Os datos obtidos sobre este obxecto apuntan a ritmos de perda de materia compatibles con aqueles escenarios nos que a Terra consegue esquivar a súa destrución.

Pero quizá o aspecto máis fascinante apareza ao mirar máis aló do propio sistema solar. Os astrónomos xa identificaron mundos de tipo terrestre ao redor dalgunhas ananas brancas, os restos compactos que permanecen tras a morte de estrelas semellantes ao Sol. Estes descubrimentos non demostran que o noso planeta vaia correr a mesma sorte, pero si suxiren que a persistencia de corpos rochosos despois de transformacións tan violentas non constitúe unha mera hipótese.

As próximas observacións poderían achegar probas máis sólidas. Proxectos como PRATO permitirán localizar numerosos exoplanetas ao redor de estrelas envellecidas e comprobar que ocorre realmente cando os soles consomen todo o seu combustible. Ata entón, unha das predicións máis populares sobre o destino da nosa veciñanza galáctica seguirá sometida a revisión: quizá a Terra non poida sortear converterse nun deserto queimado, pero aínda ignoramos se a súa tumba acabará estando dentro do Sol.

FONTE: César Noragueda/muyinteresante.okdiario.com

Científicos dos Estados Unidos din crear unha “célula sintética” capaz de replicarse e evolucionar

Microscopía de fluorescencia de SpudCell, unha célula sintética ensamblada completamente a partir de compoñentes químicos non vivos, en proceso de división / Kate Adamala, Laboratorio Adamala.

Un equipo de científicos nos Estados Unidos desenvolveu unha célula sintética capaz de completar un ciclo vital, crecer, replicar o seu material xenético, alimentarse e dividirse. Trátase dun avance que podería abrir novas posibilidades no medicamento, a produción de materiais e a industria química.

O proxecto, denominado SpudCell, foi desenvolvido polos profesores Kate Adamala e Aaron Engelhart e os seus equipos da Facultade de Ciencias Biolóxicas da Universidade de Minesota, segundo informou, onte mércores, a institución nun comunicado.

Os investigadores aseguraron que se trata da primeira célula sintética do mundo capaz de completar un ciclo vital, creada desde cero a partir de compoñentes químicos.

“Este é probablemente o proxecto máis emocionante no que traballei”, afirmou Adamala no comunicado. “Logramos reproducir mediante procesos químicos o que antes só era posible na bioloxía: todas as funcións dunha célula“, agregou.

Segundo a investigadora, o experimento demostra que “as funcións máis básicas da vida, como o crecemento e a reprodución, non necesitan dunha faísca misteriosa e máxica”.

SpudCell é capaz de copiar o seu xenoma, obter nutrientes, crecer e dividirse seguindo instrucións codificadas no seu material xenético.

Un dos principais avances é que pode dividirse sen utilizar un citoesqueleto, a estrutura interna que as células naturais empregan para manter a súa forma e separar o seu contido durante a reprodución.

Para conseguilo, os científicos deseñaron proteínas que se concentran na superficie da membrana ata xerar unha tensión mecánica suficiente para dividila.

Os investigadores modificaron algunhas células para que medrasen e se reproduciran máis rápido. Despois de cinco xeracións, estas terminaron desprazando ás orixinais, especialmente cando había poucos nutrientes.

Segundo o equipo, o resultado mostra que mesmo nun sistema completamente sintético as células con características máis favorables poden impoñerse sobre as demais.

O xenoma de SpudCell ten un tamaño de 90 kilopares de bases, menor que os 113 kilopares que algúns biólogos consideraran como o mínimo posible para unha célula viva.

O seu material xenético está repartido entre sete moléculas circulares de ADN coñecidas como plásmidos, unha estrutura que permite programar por separado distintas funcións da célula.

O equipo agregou no comunicado que, a pesar de os avances, “aínda queda moito traballo por facer”: aínda se deben integrar os sete plásmidos nun único xenoma máis estable, incorporar nova maquinaria molecular e establecer métodos que outros laboratorios poidan reproducir con facilidade.

No futuro, agregaron os investigadores, estas células poderían utilizarse para fabricar medicamentos, materiais e substancias químicas mediante procesos cun menor custo enerxético.

FONTE: Valentina Espinoza Poblete/biobiochile.cl

Os animais non se adaptaron á vida terrestre como din os libros de texto

Ilustración de crías de embolómeros, tetrápodos primitivos parecidos a crocodilos /   Berit Goring

Hai uns 360 millóns de anos, algúns peixes converteron as súas aletas en patas e abandonaron o mar para desprazarse por terra. Estes primeiros animais de catro patas, chamados tetrápodos, son os antepasados das aves, réptiles, anfibios e mamíferos actuais, por tanto, orixe da nosa propia historia. Ata o de agora, os científicos crían que eses exploradores terrestres eran como os anfibios modernos: nacían de ovos, pasaban por unha fase de cágado e logo transformábanse en adultos. O ciclo que podemos ver nun estanque de ras. Con todo, un equipo de investigadores acaba de anunciar na revista Science o achado dunhas crías fosilizadas de tetrápodos primitivos no xacemento de Mazon Creek (Illinois, Estados Unidos) e, contra todo prognóstico, non se parecen en absoluto a unha larva acuática. O achado revoluciona a comprensión de como os animais conquistaron a terra.

«Cando moitos de nós estabamos na escola secundaria, ensináronnos esta historia simplificada da evolución: que algúns peixes evolucionaron ata converterse en anfibios, algúns deses anfibios evolucionaron ata converterse en réptiles, e algúns deses réptiles evolucionaron ata converterse en mamíferos. E o noso estudo demostra que esta premisa básica, de que os primeiros vertebrados de catro patas creceron como anfibios, é errónea», afirma Jason Pardo, investigador asociado do Field Museum e coautor principal do estudo.

O estudo analizou ducias de fósiles de Mazon Creek que representan a transición evolutiva entre peixes e animais de catro patas. Dous deles son crías de embolómero, un tetrápodo primitivo parecido ao crocodilo que se atopaba entre os principais depredadores de ríos, lagos e pantanos hai entre 350 e 280 millóns de anos. De adultos, podían alcanzar lonxitudes de máis de tres metros, pero os exemplares atopados en Mazon Creek son crías de apenas uns centímetros.

«Vin por primeira vez o fósil de embolómero bebé fai uns dez anos nun caixón de Museo Field. Nese momento, aínda non se identificara, pero chamoume moito a atención e prestáronmo para estudalo», di Arjan Mann, agora conservador adxunto de tetrápodos primitivos do museo e coautor principal do estudo.

Mann e Pardo, ambos os estudantes de doutoramento no Canadá naquel entón, pasaron anos dándolle voltas ao estraño fósil. «Durante a última década, tivemos moitísimas conversacións sobre que demos era isto», recoñece Mann. «Todas as noites, preguntabámonos: que é esta característica? Que podería ser aquela?». Finalmente, unha análise mediante microscopía electrónica de varrido no Museo Canadense da Natureza confirmou que o fósil era un embolómero. Pero claro, iso xerou aínda máis preguntas.

Fósil de cría de embolómero, que demostra que estes animais non experimentaban unha metamorfose completa similar á dos anfibios / Arjan Mann

 A cría de embolómero, a pesar de ser un tetrápodo primitivo, non presentaba as características de cágado anfibio que os científicos supoñían que debería ter. Aínda que o tetrápodo desenvolveu extremidades durante o seu desenvolvemento, carecía de trazos crave de cágado anfibio, como as branquias externas onduladas. O mesmo ocorría con outro embolómero máis pequeno analizado polo equipo, así como con outras especies de parentes fósiis de tetrápodos novos. Mesmo cando as etapas larvarias experimentaban grandes cambios no seu camiño cara á adultez, non mostraban signos dunha verdadeira metamorfose anfibia.

«Analizamos varias especies que representan diferentes liñaxes na transición de peixes a tetrápodos, e descubrimos que ningunha delas ten nada que se pareza remotamente a un cágado. E se non hai cágado, entón non hai metamorfose», apunta Pardo. «Os ciclos de vida destes primeiros tetrápodos parécense máis aos nosos, ou aos dos peixes, que aos dos anfibios».

E se animais como o embolómero non tiñan forma de cágado nin unha verdadeira metamorfose anfibia, iso significa que a hipótese amplamente aceptada de que os réptiles e os mamíferos evolucionaron a partir de animais similares aos anfibios é incorrecta. «Dicíase que a metamorfose era a ferramenta mediante a cal os animais fixeron a transición do fósil á terra. Esa historia xa non funciona, é po no vento», asegura Pardo.

Mann sinala que este descubrimento, que revoluciona décadas de coñecemento científico sobre a evolución temperá dos tetrápodos, non sería posible sen a colaboración de moitas persoas incluíndo científicos afeccionados e voluntarios:. «Estes espécimes transformaron a nosa comprensión da evolución dos tetrápodos. Este é un descubrimento transcendental, e non sería posible sen a ciencia cidadá».

FONTE: J. de Jorge/abc.es/ciencia

Descobren que Xúpiter puido decidir a orixe da vida na Terra hai 4.500 millóns de anos

Ilustración do noso sistema solar. O cinto de asteroides atópase entre Marte e Xúpiter, dividindo o noso sistema no que coñecemos como a rexión interior e a rexión exterior / NASA/JPL-Caltech 

Un equipo de científicos confirmou que a Terra puido obter gran parte do seu fósforo e nitróxeno (dous ingredientes fundamentais para a bioloxía) desde o Sistema Solar interior, e que a formación de Xúpiter desempeñou un papel decisivo nese proceso Hai máis de 4.500 millóns de anos.  A investigación, publicada na revista Science Advances, expón unha visión diferente sobre a orixe dos elementos esenciais para a vida. 

Durante anos, moitos modelos suxerían que unha parte importante destes compostos chegaría desde rexións externas do Sistema Solar mediante meteoritos primitivos. Con todo, os novos datos apuntan a un escenario distinto: a Terra herdaría gran parte destes materiais de obxectos formados moito máis preto do Sol. 

E no centro desta historia aparece un protagonista inesperado. Xúpiter, o planeta máis masivo do Sistema Solar, puido actuar como unha xigantesca barreira gravitatoria que alterou o fluxo de materiais químicos durante a formación dos planetas. 

Para reconstruír esta historia, os investigadores analizaron dous tipos de meteoritos: os meteoritos de ferro e as condritas. Ambos son auténticas cápsulas do tempo que conservan información sobre as primeiras etapas de formación planetaria. 

Os meteoritos de ferro proceden dunha primeira xeración de planetesimais, os bloques primitivos que deron orixe aos planetas. As condritas, pola súa banda, formáronse entre dúas e tres millóns de anos despois, cando o Sistema Solar xa comezara a evolucionar. 

O equipo examinou especialmente a relación entre fósforo e nitróxeno (P/N), dous elementos fundamentais para a química biolóxica. O fósforo forma parte do ADN, do ARN e das moléculas que almacenan enerxía nas células, mentres que o nitróxeno é esencial para aminoácidos e proteínas. 

O sorprendente foi descubrir que os patróns químicos eran completamente distintos entre ambas as xeracións de planetesimales. Nos obxectos máis antigos, a proporción de fósforo respecto ao nitróxeno aumentaba cara ás rexións externas do Sistema Solar. Pero nos corpos máis novos sucedía exactamente o contrario. Ese cambio tan radical esixía unha explicación.

Toda a vida na Terra necesita os mesmos elementos: carbono, hidróxeno, nitróxeno, osíxeno, fósforo e xofre (CHNOPS). Estes elementos proveñen do espazo, naceron no interior das estrelas e dispersáronse en nubes de gas e po. A gravidade provocou que este material agrupásese, formando novas estrelas e obxectos máis pequenos como os planetas. NASA

Os modelos xeoquímicos desenvolvidos polo equipo suxiren que, durante os primeiros millóns de anos, existiu un fluxo de material desde as rexións internas cara ás externas do disco protoplanetario. Este movemento enriquecería as zonas afastadas en fósforo respecto ao nitróxeno. Pero entón naceu Xúpiter.

A medida que o xigante gasoso acumulaba masa, a súa influencia gravitatoria crecía de forma extraordinaria. A súa presenza comezou a dificultar o intercambio de materiais entre as rexións internas e externas do Sistema Solar. 

O resultado foi unha auténtica reorganización química. Cando apareceu a segunda xeración de planetesimais, as rexións internas conservaron maiores proporcións de fósforo respecto ao nitróxeno, mentres que as zonas exteriores quedaron relativamente empobrecidas. 

Segundo o investigador principal Rajdeep Dasgupta, da Universidade Rice, a historia de crecemento de Xúpiter parece ser determinante para establecer a distribución dos ingredientes químicos necesarios para que xurdan mundos habitables. O achado abre ademais unha pregunta fascinante: poderían existir planetas parecidos á Terra en sistemas planetarios que carezan dun xigante similar a Xúpiter? Pero hai un detalle aínda máis intrigante.

Durante décadas, numerosos modelos propuxeron que gran parte dos compostos esenciais para a vida chegaron á Terra mediante obxectos procedentes de rexións afastadas, máis aló da órbita de Xúpiter. Estas zonas frías eran consideradas auténticos almacéns de materiais volátiles. Con todo, os novos cálculos contan outra historia.

Ao comparar a firma química actual da Terra coa observada en distintos tipos de planetesimais, os investigadores descubriron que a composición terrestre encaixa mellor con materiais orixinados no Sistema Solar interior. Noutras palabras, a maior parte do fósforo e do nitróxeno que hoxe forman parte de todos os seres vivos podería estar preto do noso planeta desde o principio.

O autor principal do estudo, Debjeet Pathak, sostén que os resultados non requiren unha contribución importante de condritas procedentes das rexións externas para explicar o inventario terrestre destes elementos esenciais. 

A implicación é enorme. Se se confirma este escenario, a habitabilidade dun planeta podería depender non só da súa posición respecto á súa estrela, senón tamén da presenza temperá de xigantes gasosos capaces de reorganizar o fluxo de materiais químicos nos seus sistemas planetarios. 

Como pezas invisibles movidas sobre un taboleiro cósmico, o fósforo e o nitróxeno percorreron miles de millóns de quilómetros antes de quedar atrapados no planeta que acabaría albergando océanos, continentes e vida. E quizá, moito antes de que aparecese a primeira célula, Xúpiter xa estaba a axudar a escribir o prólogo desa historia.

FONTE: Sergio Parra/muyinteresante.com

Descobren como naceu a primeira célula sanguínea hai 700 millóns de anos

Recreación artística dunha célula primitiva mariña / Nano Banana/Scruzcampillo

Sabemos que fai un macrófago. Sabemos que os glóbulos vermellos viven uns 120 días, que as plaquetas selan as feridas e que os linfocitos T aprenden a distinguir o propio do estraño. O que non sabiamos, ata o de agora, era cando comezou todo isto nin en que orde se construíu. Un equipo da Universidade de Kioto reconstruíu por primeira vez a árbore xenealóxica completa das células sanguíneas e datou as súas primeiras ramas nuns 700 millóns de anos, cando os primeiros animais multicelulares comezaban a tomar forma nos mares do planeta. O estudo publicouse en Proceedings of the National Academy of Sciences.

A resposta é máis antiga que calquera vertebrado, que calquera insecto, que calquera planta vascular. Nese momento en que a vida aínda debatía que forma quería ter, algo na bioloxía dos nosos devanceiros unicelulares decidiu que necesitaban gardiáns internos. Organismos sen tecidos, sen órganos, sen sistema nervioso, capaces con todo de xerar células con funcións defensivas. E ese deseño foi tan eficaz que a evolución, en lugar de substituílo, foi ampliando durante sete séculos de millóns de anos.

O punto de partida do estudo era metodolóxico. Para rastrexar a orixe dun tipo celular a través de centos de millóns de anos non basta con comparar morfoloxías nin con observar que células se parecen superficialmente a outras. O equipo liderado por Hiroshi Kawamoto desenvolveu un método novo de comparación de perfís de expresión xénica entre distintas liñaxes celulares e distintas especies animais, incluíndo organismos unicelulares, co obxectivo de construír árbores filoxenéticas non de organismos completos, senón de tipos celulares específicos.

Cando compararon as distintas liñaxes humanas de células sanguíneas cos perfís de organismos unicelulares, o resultado foi inequívoco. De entre todos os tipos celulares que forman o sangue, os macrófagos son os que gardan maior parecido cos organismos unicelulares que deron orixe aos animais. A partir de aí, rastrexando o xene FOS, un marcador presente en células sanguíneas de especies moi distintas, o equipo chegou ata un devanceiro unicelular de hai 700 millóns de anos. Nese organismo dunha soa célula xa estaba a semente do que hoxe chamamos sistema hematopoético.

O que isto implica vai máis aló da data. Un macrófago non é só unha célula que devora patóxenos: é tamén o deseño máis antigo e versátil do sistema inmune, capaz de fagocitar, de coordinar respostas e de segregar sinais. Que ese deseño sexa o punto de partida evolutivo de todo o sangue non é un accidente, senón o sinal de que a primeira necesidade que tivo que resolver a vida multicelular foi precisamente esta: recoñecer e eliminar o que ameazaba ao organismo desde dentro.

Coa orixe establecida, a análise permitiu reconstruír a orde en que se diversificaron as distintas liñaxes. Os macrófagos foron a primeira célula sanguínea propiamente dita; a partir deles diverxeron as células cebadas, que á súa vez deron lugar aos precursores dos linfocitos T e aos glóbulos vermellos. Os linfocitos B separáronse da liñaxe dos macrófagos nun momento posterior, cando as células cebadas xa existían como liñaxe independente.

Nesa reconstrución participa, desde o Institut de Biologia Evolutiva de Barcelona, o primeiro autor do traballo, Yosuke Nagahata. A conclusión que extrae é difícil de sacudirse: os mecanismos de diferenciación que converten unha célula nai nun macrófago, nun linfocito T ou nun glóbulo vermello non se inventaron de cero cando apareceron os animais. Construíronse sobre material xenético herdado de organismos que vivían sen tecidos nin órganos, e que xa necesitaban defenderse. Os animais non crearon o sistema inmune: herdárono e o complejizaron.

O valor do traballo non é só xenealóxico. O método desenvolvido polo equipo podería aplicarse para rastrexar as orixes evolutivas de enfermidades como o cancro, cuxa progresión tamén implica alteracións nos mecanismos de diferenciación celular. Comprender como evolucionaron esas vías, en que organismo se estableceron e cando diverxeron podería ofrecer novas pistas sobre por que determinadas liñaxes celulares son máis susceptibles de malignizarse que outros, e por que algúns tipos de cancro son máis agresivos ou máis resistentes ao tratamento. 

Recreación artística da árbore filoxenética das células sanguíneas, desde a súa orixe unicelular fai 700 millóns de anos ata as distintas liñaxes actuais. Ilustración xerada con IA. Foto: Nano Banana / Scruzcampillo.

Convén ser precisos sobre o alcance. A análise baséase en comparacións computacionais de perfís de expresión xénica, o que permite construír hipóteses filoxenéticas sólidas, pero que requiren verificación experimental directa en cada liñaxe. E é que non todos os grupos animais teñen os seus perfís de expresión xénica igualmente documentados. A árbore presentada é o máis completo ata a data, aínda que a bioloxía evolutiva das células sanguíneas seguirá axustándose a medida que haxa máis datos dispoñibles de grupos menos estudados.

Iso que queda por completar ten unha escala formidable. Hai máis de 30 filums animais, cada un cos seus propios tipos celulares e os seus propios xenes de diferenciación. En moitos deles, os datos de expresión xénica son aínda insuficientes para este tipo de análise comparativa. A árbore que Kawamoto e Nagahata trazaron é, por agora, o máis detallado para os vertebrados. Para o resto da árbore da vida, aínda quedan ramas en branco.

FONTE: Santiago Campillo Brocal/muyinteresante.com

Descobren ao 'crocodilo da bruxa', que camiñaba sobre dúas patas hai 200 millóns de anos

Reconstrución de Labrujasuchus expectatus, unha nova especie de Shuvosauridae das rochas do Triásico Tardío de Ghost Ranch, Novo México / Ilustración de Jorge Gonzalez, copyright do Instituto de Dinosauros do NHMLAC/Eurekalert

Conta a lenda que os irmáns Archuleta, unha banda de cuatreros e ladróns de gando que operaban en Novo México (Estados Unidos) na década de 1880, escondían as reses roubadas nunha zona remota hoxe coñecida como Ghost Ranch (Rancho pantasma). Ao parecer, os rancheiros locais bautizaron así o lugar para evitar que a xente esculcase e descubrise os apaños dos foraxidos. Este sitio emblemático, mundialmente coñecido por ser o refuxio e estudo de verán da pintora estadounidense Xeorxia Ou’Keeffe, alberga desde hai vinte anos un extraordinario xacemento paleontolóxico con catro canteiras nas que se atoparon numerosos fósiles do Triásico.

O último en darse a coñecer é unha estrañísima criatura chamada Labrujasuchus expectatus, algo así como o Crocodilo da bruxa, en honra a como era coñecido en español o lugar no que foi descuberto (Rancho das bruxas). Viviu na zona fai 212 millóns de anos e o nome sinta como anel ao dedo porque non pode haber animal máis raro. Este antigo parente dos crocodilos nunca pasaría por un membro da familia: desprazábase polo mundo sobre as súas dúas patas, con brazos diminutos e unha boca desdentada que terminaba nun pico. Nada que ver cun crocodilo actual.

Labrujasuchus foi descuberto por investigadores do Instituto de Dinosauros do Museo de Historia Natural do Condado dos Ánxeles, que viaxan cada verán a Ghost Ranch en busca de fósiles. Din que os habitantes primordiais do lugar eran dignos «dun bar de Star Wars»: alí atopábanse os lagerpétidos, primos dos dinosauros bípedos cuxos parentes sucarían os ceos como pterosaurios; o peculiar Drepanosaurus, que habitaba nas árbores e tiña unha soa garra parecida á dun preguiceiro nas súas mans e unha máis pequena ao cabo da súa cola prensil; ou o «minis tanque reptiliano acuático», Vancleavea, por nomear algúns.

O ’crocodilo bruxa’ irrompeu con forza neste mundo de réptiles estraños. Medía entre 2 e 3 metros de longo e pesaba aproximadamente entre 20 e 25 quilogramos. "Sen dúbida, non era o animal máis grande da época, pero tampouco o máis pequeno", describe Nathan S. Smith, do Instituto de Dinosauros e coautor do estudo que este martes aparece publicado na revista Journal of Vertebrate Paleontology.

O antigo crocodilo é o membro máis recente identificado de Shuvosaurus, un grupo de antigos parentes dos crocodilos con plans corporais que, con todo, aseméllanse aos dinosauros terópodos bípedos de brazos pequenos. «Vemos que moitas das estratexias exitosas dos animais modernos e os dinosauros non aviarios xorden por primeira vez no Triásico, e os Shuvosaurus son un gran exemplo desa evolución converxente», afirma Alan Turner, paleontólogo da Universidade de Stony Brook (Nova York) e autor principal do artigo. «O bipedismo é sen dúbida unha estratexia singular para os parentes dos crocodilos, pero é unha estratexia moi utilizada polos dinosauros e, posteriormente, polas aves. Evidentemente, funcionou para estes animais», engade.

A vida do Labrujasuchus está aínda rodeada de misterio. "Realmente non sabemos de que alimentábase, pero un estudo do cranio do seu parente próximo, Effigia, (tamén achado en Ghost Ranch) suxire que os Shuvosaurus tiñan mandíbulas inferiores débiles e que posiblemente se especializaban en materia vexetal branda. Con todo, a falta de dentes non impide que un animal sexa carnívoro ou omnívoro", sinala Smith. Hai 212 millóns de anos, esta rexión de Novo México atopábase preto do ecuador e caracterizábase por ríos sinuosos e chairas aluviais. Era unha contorna que alternaba repetidamente entre condicións húmidas e secas, e que sufría numerosos incendios forestais de gran magnitude durante as épocas áridas.

"Desenterrar un fósil que permaneceu oculto durante centos de millóns de anos é unha das partes máis emocionantes de ser paleontólogo!", afirma o investigador. Algúns dos fósiles que posteriormente se describirían como Labrujasuchus "foron descubertos durante os nosos primeiros traballos na canteira de Hayden, hai case vinte anos, polo que apenas estabamos a empezar a explorar todo o que este asombroso xacemento podía revelarnos sobre o Triásico e a historia da Terra".

Para Smith, Ghost Ranch é "un dos lugares máis belos do planeta", cunha rica historia paleontolóxica que se remonta a máis de cen anos. "Foi unha honra continuar con esta historia. Labrujasuchus demóstranos que aínda queda moito por descubrir", afirma. "Só temos unha idea parcial de como era o Labrujasuchus e o papel que desempeñaba no seu ecosistema. Seguro que non será a última vez que oia falar desta criatura tan estraña e fermosa!".

FONTE: Judith de Jorge/abc.es/ciencia

O Sistema Solar puido ter, e expulsar, un terceiro planeta xigante de xeo

Na ilustración, o Gran Bombardeo tardío, durante o que millóns de asteroides e cometas choveron durante centos de millóns de anos sobre os planetas en formación / Arquivo

Ninguén se para a pensalo. Acostumámonos a mirar o ceo nocturno e pensar na nosa veciñanza cósmica como nun reloxo de precisión. Un Sol impoñente no centro e unha serie de mundos virando ao seu redor nun delicado equilibrio, todos ordenados e silenciosos. Pero non sempre foi así. Hai miles de millóns de anos, o noso recuncho da Vía Láctea foi un auténtico inferno, un lugar violento, denso e turbulento no que os mundos chocaban, empuxábanse uns a outros e, en ocasións, eran expulsados para sempre ao escuro abismo interestelar.

E agora, unha nova e rompedora investigación recentemente publicada en Icarus cóntanos unha historia que desafia moito do que criamos saber sobre as nosas orixes. Segundo o estudo, liderado polo astrofísico estadounidense Matthew Clement, da Universidade Johns Hopkins, o noso novo Sistema Solar albergou nos seus caóticos inicios polo menos un xigante de xeo máis. É dicir, un planeta masivo, irmán xemelgo de Urano e Neptuno, que terminou expulsado ás frías profundidades do espazo exterior para non volver xamais.

Para chegar a estas conclusións, os investigadores someteron a dura proba a teoría máis aceptada sobre a formación planetaria: o famoso Modelo de Niza. Podemos pensar no Sistema Solar primitivo como nun enorme pinball. Os xigantes gasosos acababan de formarse e comezaron a migrar, a desprazarse a través dun disco primordial repleto de gas, po e millóns de asteroides e cometas. E ao moverse, as súas monstruosas gravidades actuaban exactamente igual que os flippers da máquina, golpeando e desviando a calquera corpo que se cruzase no seu camiño, creando unha enorme inestabilidade que sacudiu os cimentos de todo o sistema.

Ata o de agora, o Modelo de Niza funcionou moi ben á hora de explicar eventos cataclísmicos como o chamado Bombardeo Intenso Tardío, a intensa choiva de meteoritos que durante varios centos de millóns de anos cribou aos planetas interiores, incluídas a Terra e a Lúa, ou para comprender como Xúpiter capturou á súa vasta colección de asteroides troianos. Pero esta vez os científicos querían ir un paso máis aló, e observar os detalles cunha lupa moito máis fina. E preguntáronse que lle ocorre a algo tan delicado como unha lúa no medio de semellante furacán gravitatorio.

Para pescudalo, os investigadores deseñaron un software de simulación ad hoc e introducíronlle ata 122 versións distintas do noso Sistema Solar temperán, enfrontándoo a escenarios que incluían a ese quinto, e mesmo a un sexto planeta xigante perdido, e observando despois o seu comportamento e as súas complexas interaccións gravitatorias ao longo de eones. O resultado foi devastador.

Cando os xigantes gasosos achegábanse demasiado uns a outros, as súas moitas lúas quedaban, literalmente, esnaquizadas. «Descubrimos que a probabilidade de supervivencia para os sistemas lunares de Xúpiter e Urano foi inferior ao 15%», explican os investigadores no seu estudo. De todos os múltiples camiños posibles postos a proba, só un guindaba como resultado que as lúas orixinais conseguisen sobrevivir ilesas xunto aos seus planetas anfitrións.

No caso particular de Urano, o drama rozaba o catastrófico. As inmensas forzas de marea desatadas polos rozamentos planetarios garantían case ao cento por cento a aniquilación total da súa familia de satélites. Con todo, esas lúas non saían despedidas cara ao infinito, senón que chocaban brutalmente entre elas a altísimas velocidades. E ao cabo do tempo, volvían formarse.

Para visualizar o proceso, podemos imaxinar que lanzamos unha gran bóla de neve contra un muro de pedra. A bóla faise pedazos e os fragmentos saltan polo aire, pero se os recollemos e volvémolos a apertar coas mans, obteremos unha nova bóla. Estará chea de fisuras e vultos, pero volverá ser esférica. Do mesmo xeito, a órbita de Urano encheuse dos entullos xeados das súas lúas que, co tempo, volveron agruparse pola forza da gravidade. Así é exactamente como os astrónomos cren que naceu Miranda, unha das lúas visualmente máis caóticas e parcheadas da nosa contorna cósmica.

«Os nosos resultados -reza o artigo- indican que as lúas de Urano probablemente foron perturbadas ata o punto de chocar polo menos dúas veces: como resultado tanto do impacto que inclinou o planeta como da inestabilidade dos planetas xigantes». Non hai que esquecer que Urano é un bicho raro que vira completamente tombado de lado sobre a súa órbita, cicatriz evidente de que un obxecto xigantesco chocou contra el hai miles de millóns de anos.

Fronte á rotundidade dos datos, o equipo destaca que «estes resultados teñen tres posibles implicacións». Ou ben as lúas de Urano esnaquizáronse en varias ocasións durante esa turbulenta adolescencia solar, ou o Modelo de Niza necesita unha profunda revisión. Ou, e esta é a opción que máis vertixe produce, «o Sistema Solar é o resultado dunha evolución de inestabilidade bastante improbable que non implicou case ningún encontro profundo entre Urano e os demais planetas xigantes».

Dito doutro modo: somos o froito dunha milagrosa carambola cósmica. Habitamos unha veciñanza que tomou un atallo evolutivo tan extraordinariamente raro que permitiu que Xúpiter e Urano librásense polos pelos de chocar frontalmente, conservando así os seus preciosos sistemas de lúas primigenios.

Reconstruír os feitos que tiveron lugar no medio do caos hai máis de 4.000 millóns de anos non é tarefa doado. «É moi probable -confesan os autores- que ningunha das inestabilidades modeladas conteña as secuencias precisas de encontros que se necesitan para reproducir exactamente todos os aspectos do Sistema Solar». Aínda que sen dúbida é posible que os catro sistemas primordiais de satélites regulares do Sistema Solar exterior non se visen afectados polos encontros planetarios, os nosos resultados suxiren fortemente que este non é o caso.

FONTE: J. M. Nieves/abc.es/ciencia