NOTICIAS DAS CIENCIAS

Achan a 'Urokodia', la primera araña con cabeiros

Na imaxe, unha reconstrución de Urokodia / Xiaodong Wang

Científicos de Reino Unido e China achan no xacemento de Chengjiang a Urokodia, un estraño fósil de 3 cm que resultou ser o ’elo perdido’ que nos mostra os primeiros cabeiros arácnidos da historia.

Desde a temida e mortífera viúva negra ata a araña radioactiva que lle deu os seus poderes a Spiderman, hai algo que sen dúbida define o noso medo instintivo ás arañas: a súa mordedura. Eses formidables cabeiros, unhas ’ferramentas de caza’ case perfectas, aterrorizaron (e marabillaron) á humanidade durante milenios. Pero, onde, cando e como inventou a natureza unha arma tan formidable?

A resposta acaba de emerxer das profundidades do tempo xeolóxico, hai a frienta de 518 millóns de anos. Sorprendentemente, a mordedura das arañas non xurdiu en terra firme, nalgunha selva húmida ou deserto abrasador, senón baixo as frías augas dun antigo océano. E, aínda por riba, o animal que ’estreou’ aqueles primeiros cabeiros parecíase máis a un ciempiés que a calquera araña actual.

Baixo a dirección de científicos das universidades de Leicester (Reino Unido) e Yunnan (China) un equipo internacional de investigadores achou nun diminuto fósil chamado Urokodia a evidencia máis antiga xamais rexistrada dos primeiros cabeiros similares aos das arañas. O achado publícase en Nature.

Os arácnidos modernos, xunto cos escorpiones, as garrapatas e os prehistóricos cangrexos ferradura, pertencen a un inmenso e extraordinariamente exitoso grupo de invertebrados coñecidos como quelicerados. Na actualidade, esta liñaxe domina múltiples ecosistemas terrestres e mariños e conta con máis de 100.000 especies formalmente descritas pola ciencia. Pero a pesar das súas diferenzas, a miúdo evidentes a primeira ollada, todos os seus membros comparten certas características de deseño comúns: patas articuladas, un resistente exoesqueleto externo e, sobre todo, uns apéndices frontais hiper especializados chamados quelíceros.

Non resulta esaxerado considerar un quelícero como unha especie de ’navalla suíza’ anatómica, firmemente incrustada no rostro do animal. Dependendo da especie, a ferramenta funciona como unhas poderosas pinzas para aferrar e esnaquizar ás presas, ou como cabeiros ocos en forma de agulla hipodérmica, deseñados para ’apuñalar’ e inxectar un veleno paralizante. Con todo, rastrexar a orixe destas sofisticadas estruturas no rexistro fósil resultou, desde sempre, extremadamente difícil para os paleontólogos.

Ata o de agora, de feito, informes e estudos previos como a investigación publicada en 2019, tamén en Nature, sobre o fósil Mollisonia plenomacula achado no xisto canadense de Burgess Shale, situaban a aparición dos primeiros quelíceros ao redor de hai 500 millóns de anos. Aquel achado supuxo un fito, pero deixaba interrogantes no aire. Agora, Urokodia non só retrocede o reloxo evolutivo case 18 millóns de anos máis, senón que nos mostra en directo os primeiros ’balbuceos’ desta anatomía letal.

Os restos de Urokodia foron recuperados no soado (e prolífico) xacemento de Chengjiang, na provincia sureña de Yunnan, na China. Non é casualidade que este traballo vexa a luz xusto coincidindo co 42 aniversario do descubrimento deste tesouro paleontolóxico, famoso a nivel mundial por preservar, incriblemente intactos, os delicados tecidos brandos de criaturas que viviron durante a Explosión Cámbrica, un período que viu o maior Big Bang da vida animal na Terra. Tratouse, de feito, dun momento no que a evolución ’pisou o acelerador’ e ensaiou os deseños corporais máis estraños imaxinables, moitos dos cales permanecen na actualidade (Artrópodos, Cordados, moluscos, equinodermos...).

A primeira ollada, o noso minúsculo protagonista non se parece en nada ás peludas arañas ou aos acoirazados escorpións modernos. De feito, tiña apenas entre 2 e 3 centímetros de longo, posuía grandes ollos que sobresaían da súa cabeza montados sobre prominentes pedúnculos (dun modo moi similar aos ollos dun caracol), e facía gala dun esqueleto fortemente segmentado e múltiples extremidades articuladas que colgaban baixo a parte inferior do seu esvelto e aplanado corpo.

Pero os detalles deste espectacular fósil non foron evidentes desde o principio, senón que estaban ocultos, adheridos na matriz da rocha. Por iso, para non danar a valiosa e delicada mostra durante a súa extracción, os investigadores empregaron modernas técnicas non destrutivas de tomografía de raios X. Basicamente, foi como facerlle un escáner médico a unha pedra prehistórica. Os resultados, descritos meticulosamente no artigo de Nature, deixaron sen alento ao equipo: a rocha momificara, case intacta, gran parte da anatomía branda do animal.

E alí, xusto detrás dos seus grandes ollos pedunculados, estaban os quelíceros. Xurdían da cabeza como dúas minúsculas extremidades frontais en forma de pinza. Eran, sen lugar a dúbida, os precursores exactos, a auténtica ’fase beta’ evolutiva, dos letais cabeiros das arañas actuais.

Yu Liu, líder da investigación na Universidade de Yunnan e profesor visitante na Universidade de Leicester, relata así a emoción do achado: «Estabamos a utilizar análise de tomografía de raios X destes fósiles para revelar a súa anatomía branda enterrada nas rochas durante centos de millóns de anos, cando de súpeto notamos as extremidades en forma de pinza na parte dianteira do animal. Soubemos de inmediato que se trataba dun fósil moi emocionante e, de feito, dun devanceiro afastado dos quelicerados vivos, como escorpións e arañas».

Pero Urokodia, ademais, gardaba unha segunda sorpresa na súa anatomía. Os escáneres en tres dimensións, en efecto, revelaron unhas estruturas moi inusuais nas súas patas, uns encartes que os científicos deduciron que actuaban como branquias en libro para facilitar a respiración baixo a auga.

Podemos imaxinar un libro coas súas páxinas lixeiramente separadas e mergullado por completo nunha corrente de auga. A medida que o líquido flúe polos minúsculos espazos entre as ’páxinas’ (que en realidade son finísimas e tupidas láminas de tecido vascularizado), o animal extrae con gran eficacia o osíxeno disolto. Trátase exactamente do mesmo e sofisticado mecanismo respiratorio que seguen utilizando na actualidade os quelicerados acuáticos modernos, como o ancestral cangrexo ferradura, que a pesar da súa aparencia (e do seu nome) está máis emparentado coas arañas que cos crustáceos.

Como liñaxe biolóxica, os quelicerados demostraron ser un dos grupos de seres vivos con maior éxito adaptativo de toda a historia da Terra. Conquistaron primeiro as vastas profundidades dos océanos primitivos e, millóns de anos máis tarde, emerxeron á superficie para converterse nuns formidables cazadores terrestres. E agora, grazas a este pequeno achado chinés, o rexistro fósil confírmanos que os seus antepasados levan deseñando e perfeccionando as súas ’armas’ desde hai máis de 500 millóns de anos.

«Urokodia -explica Mark Williams, da Universidade de Leicester e coautor do estudo- formaba parte dun antigo ecosistema de máis de 200 tipos diferentes de animais que vivían nos mares hai 518 millóns de anos. Estes fósiles espectacularmente conservados proporcionan unha visión real de como evolucionaba a vida no noso planeta nos albores mesmos da vida animal».

A pesar de que películas como ’Aracnofobia’, ’Tarantula!’ ’Arac Attack’ ou ’Lavalantula’ (entre outras moitas) empéñense en presentar ás arañas como unha ameaza espantosa e mortífera para o ser humano, a ciencia ensinounos que a inmensa maioría das especies coñecidas son completamente inofensivas para nós. E que as súas mordeduras non son máis que o froito dunha fascinante e ben calculada obra mestra da evolución, deseñada milímetro a milímetro desde tempos inmemoriais para cazar pequenas presas.

Trátase, en definitiva, dunha historia de éxito biolóxico sen precedentes que, como acaba de demostrarse, deu comezo de forma silenciosa cun estraño nadador de apenas tres centímetros nadando nos mares prehistóricos da antiga China.

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

A «intrigante rocha» de Marte guinda novas pistas sobre posible vida antiga no planeta vermello

Na imaxe principal, un selfie tomado polo propio Perseverance no cráter Jezero. Na imaxe de detalle, a prometedora rocha / NASA

Desde que o 21 de febreiro de 2021 o rover Perseverance aterrase en Marte, percorreu a súa superficie cun obxectivo claro: achar probas de vida pasada no planeta vermello. E durante todos estes anos recompilou mostras no cráter Jezero, un lugar onde existía un inmenso lago polo que discorría auga por milleiros hai miles de millóns de anos. En xullo de 2024, o rover atopou en Cheyava Falls, unha rocha do afloramento Bright Angel situado no val Neretva Vallis o que a NASA bautizou como «unha intrigante rocha».

Aquela pedra mostraba diminutas marcas azuis e verdosas incrustadas na súa superficie, bautizadas como «sementes de mapoula» e «manchas de leopardo». Nelas, os científicos identificaron minerais de fósforo e xofre asociados ao ferro (concretamente vivianita e greigita), substancias que na Terra adoitan formarse en ambientes acuáticos e a baixas temperaturas. Ademais, no noso planeta algúns procesos que xeran estes minerais poden estar relacionados coa actividade microbiana, o que abriu a posibilidade de que aqueles sinais fosen a pegada de antigos microorganismos que habitaron Marte cando o planeta vermello albergaba inmensos océanos de auga.

Detalle da rocha estudada por Perseverance / NASA 

Agora, un novo estudo recentemente publicado en Science Advances achega máis evidencias de que aquelas mostras son únicas. Porque ao ser analizadas por outro instrumento de Perseverance, SHERLOC, que usa un láser ultravioletas para estudar a composición química das rochas, observouse que conteñen estruturas de carbono complexas e resistentes. O achado non constitúe unha proba de que alí existise vida, pero si reforza a idea de que aquel planeta vermello, hoxe convertido nun deserto xeado, puido ser hai miles de millóns de anos un mundo coas condicións necesarias para albergala.

«O carbono é o compoñente básico da vida na Terra, e todos os seres vivos están formados por macromoléculas orgánicas complexas»·, explica Ashley Murphy, investigadora do Instituto de Ciencias Planetarias da NASA e autora principal do estudo. «No noso planeta, esta molécula atópase a miúdo en rochas moi antigas e, nalgúns casos, é a única evidencia orgánica de vida microbiana pasada. Dado que o Marte primitivo podía ser máis similar á Terra, buscabamos estas moléculas, que son os ingredientes químicos necesarios para sustentar a vida».

Os autores barallan a posibilidade de que aquel rastro sexa produto da descomposición dun microorganismo que viviu fai miles de millóns de anos, cuxo carbono quedou ’impregnado’ na rocha. Tanto que está ’incrustado’ na parte máis primitiva da mostra, segundo afirman os investigadores.

Con todo, os autores son moi cautos e afirman que non poden dicir con rotundidade que microbios marcianos fosen a causa da existencia daquelas moléculas na rocha. «Descoñécese a orixe da materia orgánica, o que dificulta determinar a súa idade –explica pola súa banda Kyle Uckert, do Laboratorio de Propulsión a barullo da NASA e tamén autor do estudo–. Se se depositou coa actividade fluvial asociada á formación das lutitas, podería ter miles de millóns de anos; con todo, tamén podería estar relacionada con eventos de alteración máis recentes, cuxa idade aínda non determinamos».

Así, o equipo de Murphy e Uckert sinala como posibilidade (menos excitante que a explicación dos microbios marcianos, iso si) que o carbono fose resultado de procesos químicos nos que a auga, os minerais da rocha, o dióxido de carbono da súa atmosfera e algún proceso xeolóxico, como antigos sistemas volcánicos ou reaccións químicas en ambientes hidrotermais, desen como resultado moléculas orgánicas (que non vida).

Ou tamén puido chegar desde fóra, como ’polisón’ dalgún meteorito ou no po espacial que se depositou na superficie. No entanto, os autores indican que «a asociación da materia carbonosa macromolecular con fases minerais primarias e secundarias suxire posibles relacións con procesos de deposición e alteración». Dito doutro modo: non parece simplemente unha capa de po espacial depositada sobre a rocha, senón algo integrado na historia xeolóxica do lugar.

Por todo iso, aínda que o achado é emocionante, non permite aínda saltar á conclusión de que houbo vida pasada en Marte. «Determinar a orixe, distribución e historia de alteración do carbono orgánico observado en Cheyava Falls require análise de alta resolución e alta sensibilidade en laboratorios terrestres», apuntan os investigadores.

O achado súmase a unha crecente lista de probas que indican que Marte antigo foi un mundo moito máis parecido á Terra do que é hoxe: con auga líquida, minerais alterados e química orgánica. E a rocha achada en Cheyava Falls é unha prometedora mostra que, no entanto, será difícil que revele máis información desde o planeta vermello, xa que Perseverance construíuse co obxectivo de recoller mostras para unha posterior misión que as recollese (a malograda Mars Sample Return), e os seus instrumentos non están preparados para confirmar a vida no noso planeta veciño.

«A carga útil científica do rover non foi deseñada para distinguir entre compostos orgánicos formados mediante procesos abióticos e bióticos, senón que se seleccionou para identificar rochas interesantes que puidesen colleitarse para o seu posible regreso á Terra e someterse a probas máis rigorosas con instrumentos de laboratorio de maior sensibilidade e resolución», explica Uckert.

Con todo, a misión Mars Sample Return (exposta en colaboración, ademais, coa Axencia Espacial Europea) atópase en punto morto. Tras dez anos de traballo, un exorbitado aumento de orzamento debido á complexidade do proxecto e sucesivos recortes, o Goberno de Donald Trump nin sequera a contemplou nos seus orzamentos. Así, as 33 mostras únicas de rocahs e po marciano que empaquetou Perseverance quedarán alí de forma indefinida.

Algo que China, o maior rival de EE.UU. nesta nova carreira espacial, pretende aproveitar. En 2028 está planeado o lanzamento de Tianwen-3, unha sonda cuxo obxectivo é o de perforar dous metros a rocha marciana, colleitar medio quilo de material e traelo á Terra en 2031. De cumprirse os prazos e seguir atrasada a Mars Sample Return, China converteríase no primeiro país en traer mostras do planeta vermello mentres a prometedora mostra de Chevaya Falls quedaría esperando o seu rescate.

FONTE: Patricia Biosca/abc.es/ciencia

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