NOTICIAS DAS CIENCIAS

Un experimento ilumina a orixe da vida e apoia a existencia dun mundo de tioéster previo aos seres vivos

Unha fonte termal no Parque Nacional de Yellowstone (EE UU), posiblemente similar aos lagos da Terra primitiva / Frank Kovalchek

Como suxire o seu cristián nome de pila, o bioquímico belga Christian de Duve criado nunha familia católica, foi bautizado, educado polos xesuítas e casou pola Iglesia, pero foi perdendo a fe durante un proceso racional que culminou en 1974, cando gañou o Nobel de Medicina por descubrir os lisosomas, uns orgánulos con funcións dixestivas no interior das células. En 1991, De Duve propuxo unha hipótese sobre a orixe da vida sen necesidade de ningún Deus: o mundo de tioéster, un composto con carbono, osíxeno, hidróxeno e xofre. Nese planeta primixenio aínda sen seres vivos, os tioésteres proporcionarían a enerxía necesaria para que os elementos químicos reaccionasen formando moléculas máis complexas, como o primeiro material xenético, o ARN. O pasado mércores, seis científicos de Londres anuncian que conseguiron provocar no seu laboratorio as reaccións que poderían ocorrer naquel mundo de tioéster. É “un avance de gran calibre, quizá o máis relevante dos últimos tempos” na investigación sobre a orixe da vida, segundo Kepa Ruiz Mirazo, biofísico e filósofo da Universidade do País Vasco.

A gran explosión que deu lugar ao universo, o Big Bang, tivo lugar hai uns 13.800 millóns de anos. A Terra formouse hai uns 4.500 millóns de anos. E desde moi pronto había grandes masas de auga interaccionando cos minerais do planeta, formándose moléculas cada vez máis enrevesadas. O mesmo laboratorio de Londres, encabezado polo químico Matthew Powner, xa demostrou en 2019 que con ingredientes presentes na Terra hai uns 4.000 millóns de anos, como o ácido sulfhídrico (formado por hidróxeno e xofre) e o ferricianuro (carbono, nitróxeno e ferro), podíanse formar péptidos, unha especie de versión curta das proteínas, as moléculas encargadas das funcións esenciais da vida.

O grupo de Powner, do University College de Londres, foi agora un paso máis aló. Todos os seres vivos teñen ADN, unha molécula que funciona como un libro de cociña, coas receitas para fabricar as proteínas, como a hemoglobina do sangue, o coláxeno das cartilaxes e os anticorpos que loitan contra os patóxenos. Outra molécula, o ARN, le a información no ADN e transpórtaa ata a fábrica de proteínas, chamada ribosoma. Con esas instrucións, a factoría celular combina os 20 compoñentes das proteínas, denominados aminoácidos, e xera a requirida. O equipo de Powner logrou agora que os aminoácidos e o ARN únanse espontaneamente no seu laboratorio, en auga cun pH neutro, nin ácido nin alcalino, cunhas condicións similares ás que habería nalgúns recunchos da Terra primitiva, fhai uns 4.000 millóns de anos. Os seus resultados publícaronse na revista Nature, referente da ciencia internacional.

“A vida depende da capacidade para sintetizar proteínas: son as moléculas funcionais clave para a vida. Comprender a orixe da síntese de proteínas é fundamental para entender de onde provén a vida”, afirma Powner nun comunicado. “O noso estudo é un gran paso cara a ese obxectivo, ao mostrar como o ARN puido empezar a controlar a síntese de proteínas”, opina.

Powner naceu hai 44 anos no val inglés de Wensleydale, cuxo nome deriva de Woden’s Lei, a pradería de Woden ou Odín, un deus nórdico antes idolatrado e agora ignorado. O bioquímico Christian de Duve, pai da teoría do mundo de tioéster, reflexionou sobre os deuses aos seus 94 anos, dous antes de morrer. “A lóxica do Deus creador é unha visión antropomórfica. Se vexo un obxecto, alguén o fabricará. Vexo o universo, así que ten que haber un creador. Pero, quen creou ao Deus creador? Os teólogos responden que Deus é increado. Entón, por que se necesitaría un creador? Se admito a existencia dun creador, caio forzosamente nunha boneca rusa de creadores. O universo é increado, existe”, sentenciou nunha entrevista publicada no semanario francés Lle Point en 2011.

No novo estudo, o tioéster proporciona a enerxía necesaria para que os aminoácidos actívense e únanse ao ARN, unha molécula que ten a capacidade de autorreplicarse. A hipótese do mundo de ARN, proposta polo biólogo estadounidense Alexander Rich en 1962, expón que esta molécula versátil foi a primeira información xenética hereditaria nos primeiros seres vivos.

“O noso estudo une dúas teorías prominentes sobre a orixe da vida: o mundo de ARN, que propón que o ARN autorreplicante é fundamental, e o mundo de tioéster, que contempla os tioésteres como a fonte de enerxía das primeiras formas de vida”, argumenta Powner. O ano pasado, o seu equipo logrou sintetizar panteteína, un fragmento activo da coenzima A, involucrada en multitude de procesos metabólicos esenciais para obter enerxía. Os investigadores conseguiron a síntese no laboratorio, en auga a temperatura ambiente, a partir de cianuro de hidróxeno, probablemente moi abundante na Terra primitiva. No novo estudo, os aminoácidos reaccionan coa panteteína.

O biofísico Kepa Ruiz Mirazo aplaude o novo estudo, no que non participou. “Este equipo de investigadores non só logrou a síntese de péptidos coa participación de moléculas de ARN, de maneira análoga pero moito máis sinxela a como o fan as células vivas, senón que conseguen levalo a cabo en condicións acuosas neutras e utilizando unha forma de activación enerxética moi plausible para os primeiros pasos da vida sobre a Terra”, subliña. A xuízo de Ruiz Mirazo, “trátase dunha preciosa demostración de química prebiótica de sistemas”, o enfoque que expón que nos primeiros seres vivos combináronse tres factores: a replicación, con información heredable; o metabolismo, con reaccións para empregar a enerxía e a materia dispoñibles; e a compartimentación, cunha encapsulación que crea unha contorna protocelular. “Quedan aínda moitas pezas por resolver no inmenso quebracabezas da orixe da vida no noso planeta, pero a ciencia atopou onde colocar unha moi importante”, celebra o investigador.

FONTE: Manuel Ansede/elpais.com/ciencia

Un equipo de científicos rompe o límite do tempo e mira máis aló do Big Bang

Desde que os estudantes escoitan por primeira vez a historia do Big Bang na escola, xorde unha pregunta inevitable: que había antes diso? É unha desas dúbidas que parecen prohibidas, coma se a ciencia non tivese permiso para tocar ese limiar. Moitos libros de texto evitárono durante anos, suxerindo que a propia noción de “antes” perde sentido cando o tempo nace co Big Bang. Con todo, un grupo de físicos non se resigna a esa barreira.

O equipo formado por Eugene A. Lim (King’s College London), Katy Clough (Queen Mary University of London) e Josu Aurrekoetxea (Universidade de Oxford) publicou unha extensa revisión na revista Living Reviews in Relativity onde propoñen aplicar a relatividade numérica aos grandes misterios cosmolóxicos. A súa proposta é ambiciosa: usar supercomputadoras para explorar o que ocorreu antes do Big Bang, se o universo é cíclico, ou se vivimos nun multiverso.

A cosmoloxía moderna baséase nas ecuacións da relatividade xeral de Einstein. Estas permiten describir a evolución do universo, pero fallan cando retrocedemos demasiado no tempo, ata chegar ao instante cero: unha singularidade con densidade infinita e leis físicas que deixan de ter sentido.

En condicións normais, os cosmólogos asumen que o universo é homoxéneo (igual en todas partes) e isótropo (igual en todas direccións). Isto simplifica moito as ecuacións e permite facer predicións. Pero estas suposicións non se sosteñen en condicións extremas, como as que habería no Big Bang ou dentro dun buraco negro. “Non podes ir máis aló do farol se non tes unha lanterna, simplemente non podes resolver esas ecuacións”, sinala Lim no comunicado de FQxI.

Esquema que divide a historia do universo en tres fases: antes do Big Bang, tras a inflación e a evolución ata o universo actual / Living Reviews in Relativity

O que propoñen os autores é empregar unha técnica chamada relatividade numérica, un método computacional que permite simular o comportamento do espazo-tempo en situacións extremas. Esta técnica xa se usou con éxito para modelar a colisión de buracos negros e predicir as ondas gravitacionales observadas por LIGO.

Na súa revisión, os autores explican como adaptar estas ferramentas ao estudo de escenarios cosmolóxicos. Isto require superar numerosos obstáculos técnicos, como elixir condicións iniciais que non contradigan as ecuacións de Einstein, definir como se representa o tempo e evitar erros numéricos que estraguen os resultados. A simulación dun universo enteiro require unha precisión abafadora e o uso de supercomputadoras especializadas.

Ademais, o artigo detalla que a elección do marco matemático ou “gauge” (o sistema de coordenadas usado nas simulacións) pode influír na interpretación dos resultados. En cosmoloxía, non existe unha única forma “correcta” de describir o universo; por iso, os autores insisten en desenvolver criterios máis robustos para comparar os datos obtidos en diferentes modelos.

Comparación entre enfoques: mentres os cosmólogos ven o “gauge” como un pequeno axuste sobre un fondo simétrico, en relatividade numérica implica unha forma completamente distinta de cortar o espazo-tempo / Living Reviews in Relativit

Máis aló do Big Bang, a relatividade numérica tamén podería iluminar outras teorías especulativas que ata o de agora parecían inalcanzables para a ciencia. Unha delas é a hipótese dos “universos rebotantes”: modelos cíclicos nos que o cosmos non comeza cun Big Bang, senón que emerxe dun colapso anterior, nunha secuencia infinita de expansións e contraccións.

Tamén se menciona a posibilidade de detectar “mazaduras” ou pegadas no fondo cósmico de microondas que poderían ser causadas por colisións con outros universos veciños, se o multiverso existe. Mesmo se baralla estudar as pegadas de cordas cósmicas, defectos topolóxicos que poderían formarse nos primeiros momentos do universo e que deixarían sinais específicos en forma de ondas gravitacionais.

Segundo os autores, “os universos que rebotan son un excelente exemplo, porque alcanzan zonas de gravidade intensa onde non se pode confiar nas simetrías”. Xustamente neses escenarios a relatividade numérica podería resultar clave para determinar se estas ideas teñen base científica ou son só especulacións sen fundamento.

Unha parte significativa do artigo dedícase á etapa inflacionaria do universo, ese instante tras o Big Bang en que o cosmos se expandiu exponencialmente nunha fracción de segundo. Aínda que a inflación explica por que o universo é tan homoxéneo, tamén expón un problema circular: para que ocorra, é necesario asumir que o universo xa era relativamente uniforme, algo que a propia inflación busca xustificar.

A relatividade numérica permite simular condicións iniciais moito máis complexas, nas que o universo podería empezar sendo altamente caótico, con rexións moi densas e outras case baleiras. Algúns estudos revisados mostran que, mesmo neses escenarios extremos, a inflación pode abrirse paso e acabar dominando o comportamento do cosmos, aínda que non en todos os casos. Isto achega unha forma rigorosa de poñer a proba modelos inflacionarios, especialmente aqueles propostos desde teorías máis fundamentais como a teoría de cordas.

Un da obxectivos clave do traballo é tender pontes entre comunidades científicas que raramente colaboran. A relatividade numérica foi tradicionalmente usada no estudo de buracos negros e ondas gravitacionais, mentres que a cosmoloxía adoita usar modelos simplificados e ecuacións tratables con lapis e papel.

“Esperamos desenvolver ese solapamento entre cosmoloxía e relatividade numérica, de modo que os relativistas numéricos poidan aplicar as súas técnicas aos problemas cosmolóxicos, e os cosmólogos que se enfrontan a preguntas irresolubles, poidan recorrer á relatividade numérica”, comenta Lim.

Noutras palabras, o traballo non só propón novas ferramentas, senón que tamén convida a repensar os límites entre ramas da física que tradicionalmente traballaron por separado. Se esta converxencia progresa, podería abrir a porta a descubrimentos que hoxe parecen inalcanzables.

A idea dun universo que se expande, colapsa e volve nacer non é nova. De feito, o modelo do “universo oscilante” foi proposto xa nos anos 30 polo físico Richard Tolman, e reapareceu con distintas variantes ao longo do século XX. Estas versións imaxinaban un cosmos que pasaba por ciclos de expansión e contracción, sen necesidade dun comezo absoluto.

Con todo, todos eses modelos clásicos compartían un problema: dependían de suposicións moi simplificadas, como un universo perfectamente homoxéneo e simétrico. Baixo esas condicións, as ecuacións eran manexables, pero non representaban fielmente o caos e a complexidade do universo real, especialmente en momentos extremos como un rebote cósmico.

A novidade do traballo de Lim e o seu equipo non está en propoñer que o universo poida rebotar, senón en mostrar que agora podemos estudalo con ferramentas científicas avanzadas. Grazas á relatividade numérica, é posible simular que ocorre cando o espazo-tempo se curva ao máximo, sen depender de aproximacións idealizadas. Isto permite por primeira vez avaliar con rigor se certos modelos de rebote ou universos anteriores ao Big Bang poderían ser fisicamente viables.

É dicir, o que antes era unha especulación matemática agora pode converterse nunha hipótese comprobable mediante simulacións, algo que cambia por completo o enfoque co que a ciencia aborda este tipo de escenarios.

FONTE:Eugenio Manuel Fernández Aguilar/muyinteresante.com

Inflación sen inflatón: un científico español propón unha teoría revolucionaria sobre a orixe do Universo

A ilustración mostra a evolución do Universo desde a inflación (esquerda) ata o presente (dereita) / Institute of Statistical Mathematics (ISN) en Xapón 

Foron as ondas gravitacionais, e non as hipotéticas partículas chamadas ’inflatóns’, as responsables da súbita ’inflación’ que tivo lugar nos primeiros instantes do Universo. Igual que as ondas do mar modelan as costas, esas ondulacións no tecido mesmo do espazo-tempo colocaron ao cosmos recentemente nado no camiño que o levou a converterse no que vemos na actualidade. Unha idea certamente revolucionaria, plasmada nun artigo titulado Inflación sen inflatón recentemente publicado en Physical Review Research por un equipo de investigadores dirixido polo español Raúl Jiménez, investigador de ICREA no Instituto de Ciencias do Cosmos na Universidade de Barcelona, en estreita colaboración con científicos da universidade italiana de Padua.

Durante décadas, a teoría da inflación cósmica foi a pedra angular que nos permite entender, polo menos en parte, o misterio da orixe do Universo. Trátase dun modelo que, en esencia, dinos que o Universo, nos seus primeiros instantes, medrou de forma explosiva, expandíndose a unha velocidade inimaxinable en apenas unha fracción de segundo. Sen esa súbita expansión sería imposible explicar, por exemplo, por que a pesar das incribles distancias a temperatura media do Universo e a forma en que nel distribúese a materia son uniformes, é dicir, igual en todas partes. Esas rexións nunca poderían ’compartir’ esas propiedades se previamente non estivesen en contacto. É dicir, se unha pequena rexión que xa era uniforme e que xa estaba en equilibrio térmico desde o principio non se expandiu rapidamente ata abarcar o Universo enteiro. Esa especie de ’estirón’ cósmico, di a teoría, foi o que achandou o camiño para a formación de todo o que vemos hoxe.

Con todo, a pesar do seu éxito, a teoría da inflación cósmica ten un ’talón de Aquiles’ que os físicos coñecen ben: a súa excesiva dependencia de parámetros que son axustables. É dicir, a inflación, na súa formulación máis estendida, necesita da existencia dun campo hipotético, o inflatón, do que non temos nin unha soa proba experimental. Ademais, para que o modelo encaixe coas observacións, hai que ’tocar’ e axustar unha serie de parámetros, o que para moitos científicos é un problema.

No mundo da ciencia, en efecto, considérase que un modelo é máis robusto canto menos haxa que manipulalo para que funcione. E ao contrario, un modelo que encaixa perfectamente cos datos, pero só despois de axustar mil e unha variables, parécese máis a un traxe feito a medida que a unha lei universal da Natureza.

E aquí é onde entra en xogo a nova e audaz idea proposta por Raúl Jiménez e os seus colegas. A súa teoría non necesita recorrer ao inflatón, nin a ningún outro ingrediente exótico para funcionar. No seu lugar, suxire que as propias fluctuacións cuánticas do espazo-tempo, en forma de ondas gravitacionais, foron suficientes para sementar as sementes das estruturas cósmicas que vemos na actualidade. Trátase dunha idea elegante e minimalista, que usa só dous ingredientes esenciais: a gravidade e a mecánica cuántica.

Nun Universo que se expande de forma acelerada, un concepto que encaixa perfectamente co que vemos hoxe en día debido á acción da enerxía escura, esas pequenas oscilacións de ’a nada’, ocorren continuamente e son algo natural. E esas fluctuacións maniféstanse como ondas gravitacionais que se propagan, chocan e interactúan.

A través de complexos cálculos, o equipo de Jiménez conseguiu demostrar no seu estudo que esas diminutas ondas gravitacionais, a medida que interactúan entre si, poden xerar as variacións de densidade necesarias para que, co tempo, a gravidade faga o seu traballo e de lugar ás estruturas que coñecemos. O resultado final é un modelo que xera un espectro de perturbacións (as diferenzas de densidade) consistente co que observamos no Fondo Cósmico de Microondas, o eco do Big Bang. E faio sen a necesidade de postular novas partículas. Como apunta o propio Jiménez, «estamos a demostrar que a gravidade e a mecánica cuántica poden ser suficientes para explicar como xurdiu a estrutura do cosmos».

A proposta de Jiménez e o seu equipo, aínda que non é a única alternativa (están, entre outras, a ’cosmoloxía de cordas’ o ’Big Bounce’, ou a ’Gravidade cuántica de Lazos’), destaca pola súa sinxeleza e, sobre todo, porque é verificable. Como sinala o propio Jiménez, «a ciencia, na súa máxima expresión, é a capacidade de facer predicións claras que futuras observacións poidan confirmar ou rexeitar».

Por suposto, tamén a teoría ’clásica’ da inflación fai predicións, pero resulta difícil de verificar, xa que a súa propia flexibilidade e adaptabilidade xoga na súa contra. A nova proposta, con todo, é moito máis restritiva. E se é correcta, deberiamos ser capaces de comprobala coas próximas xeracións de telescopios e experimentos, actualmente en construción. A clave está en ser capaces de detectar as chamadas ondas gravitacionais ’primordiais’, algo que neste momento aínda non se conseguiu.

De feito, os detectores actuais de ondas gravitacionais, como LIGO e Virgo, detectan ondas moi ’bastas’, as que proceden de eventos de extrema violencia, como a colisión de buracos negros ou a explosión de estrelas. Pero a ’pegada’ das ondas gravitacionais primordiais sobre as que se basea o modelo de Jiménez sería moito máis sutil, dunha frecuencia moito máis baixa e fóra do alcance dos instrumentos actuais. Algo que proxectos futuros, como o telescopio espacial LISA, ou a procura de ondas gravitacionais a través da observación de púlsares poderían, resolver, e ser capaces por tanto de confirmar ou descartar a fascinante idea do científico español.

Se finalmente a teoría de Jiménez confírmase, non só daríanos unha visión máis elegante da orixe do cosmos, senón que abriría tamén un novo capítulo na nosa comprensión sobre os seus primeiros instantes de existencia. Diríanos que, ás veces, a resposta non está no exótico e o inexplorado, senón no máis profundo da física que xa coñecemos. Toda unha lección de humildade e unha mostra da beleza intrínseca do Universo.

FONTE: José Manuel Nieves/abc.es/ciencia

Publicadas as primeiras imaxes que revelan o misterioso proceso de implantación dun embrión humano

“Sabemos máis sobre o desenvolvemento embrionario das moscas, os peixes ou os pitos que sobre o dos seres humanos”, lanza Samuel Ojosnegros, investigador do Instituto de Bioenxeñería de Cataluña (IBEC). E ten razón: durante as primeiras semanas, o embrión humano desenvólvese oculto no interior do útero, alí onde os ollos da ciencia non alcanzan a ver. O que ocorre nesa xanela de tempo entre a implantación e a primeira ecografía é unha incógnita.

Con todo, iso está a empezar a cambiar. Un grupo de científicos do IBEC, entre os que está Ojosnegros, conseguiron gravar por primeira vez a implantación de embrións humanos en tempo real. Para logralo utilizaron un novo sistema de laboratorio que simula as capas externas do útero e permite recrear un escenario de implantación coma se estivese a suceder dentro do corpo dunha muller, só que con óvulos doados. As imaxes divúlgaas este venres a revista Science Advances.

Un equipo científico anuncia o descubrimento dunha nova especie vinculada á orixe do ser humano

Dentes de australopiteco achados en Ledi-Geraru (Etiopía) o 14 de febreiro de 2018 / Amy Rector/VCU

O buscador de fósiles Omar Abdulla adoitaba levar un fusil de asalto AK-47 para percorrer a súa perigosa terra, a desértica rexión etíope de Afar, disputada por tribos rivais. O día de San Valentín de 2018, mentres descendía un outeiro, Abdulla vociferou: “Meu Deus!”. A paleoantropóloga estadounidense Kaye Reed lembra que correu cara a el e atopoullo recollendo un dente fosilizado, nun terreo duns 2,63 millóns de anos. Seguiron camiñando e atoparon máis dentes. Abdulla morreu asasinado en 2021 nun enfrontamento armado, pero Reed e os seus colegas seguiron investigando aqueles dentes e anuncian agora que os restos pertenceron a unha especie ata o de agora descoñecida de australopiteco que coexistiu na actual Etiopía cos primeiros humanos. O achado, publicado recentemente na revista Nature, ilumina un período especialmente escuro da evolución humana. Hai tres millóns de anos, só existía un xénero en África oriental, o dos Australopithecus. Hai 2,5 millóns de anos, xa había tres: Australopithecus, Paranthropus e Homo, a etiqueta científica para os humanos.

“Foi un día emocionante”, rememora Reed. O seu equipo acabou atopando unha decena de estraños dentes, de gran tamaño e con pequenos cambios morfolóxicos. Non lles cadraban con nada coñecido. Os últimos Australopithecus afarensis coñecidos (como Lucy, a soada femia cuxos restos demostraron que estes devanceiros humanos xa camiñaban erguidos) viviron hai uns tres millóns de anos. Quizá se trataba dos primeiros Australopithecus garhi, outra especie que viviu na actual Etiopía hai 2,5 millóns de anos, pero os dentes eran diferentes. Para Reed e os seus colegas, só hai unha hipótese que encaixa cos datos: unha nova especie de australopiteco, aínda sen bautizar. “Necesitamos atopar algo con máis características, como un cranio ou un esqueleto. Oxalá o tivésemos xa”, explica a investigadora, da Universidade Estatal de Arizona.

Reed traballou hai dúas décadas no xacemento paleolítico da cova asturiana de Sopeña. quedou tan namorada do lugar que decidiu pasar alí un ano sabático entre 2005 e 2006, vivindo na aldea de Benia de Onís e paseando cada tarde polos seus camiños de pastores. Tres anos antes, Reed iniciara un proxecto de investigación en Ledi-Geraru, na rexión etíope de Afar. En marzo de 2015, o seu equipo anunciou que atopara alí un fragmento dunha mandíbula con dentes, atribuída a un individuo do xénero Homo que viviu hai uns 2,8 millóns de anos. Era, segundo proclamaron na revista Science, o primeiro humano coñecido.

Ademais dos 10 dentes de australopitecos, a estadounidense e os seus colegas acharon outros tres dentes que consideran dunha especie humana non identificada, de entre 2,59 e 2,78 millóns de anos. O equipo defende que os seus descubrimentos demostran que estas liñaxes viviron na rexión de Afar na mesma época. Conviviron? Pelexaron? Non se sabe. Reed subliña que a clásica visión da evolución humana, como unha frecha que vai desde un mono ata o Homo sapiens pasando polos neandertais, é completamente errónea. A paleoantropóloga fala dunha “árbore frondosa”, no que as ramas se cruzan e enredan, con especies que non chegan a ningunha parte e simplemente extínguense.

O estadounidense Tim White, lenda viva da prehistoria, cre que as novas conclusións non son convincentes. Cando aínda era un mozo de 20 anos, en 1979, White foi un dos científicos que anunciaron ao mundo o descubrimento de Lucy, a Australopithecus afarensis dun metro de altura e pequeno cerebro que camiñaba erguida hai uns tres millóns de anos no que hoxe é Etiopía. O investigador recalca que a área de Ledi-Geraru está a apenas unhas decenas de quilómetros de Hadar, onde se atopou o esqueleto parcial de Lucy. A erosión, explica White, fixo que en Hadar non haxa sedimentos de ao redor de 2,7 millóns de anos, como si hai en Ledi-Geraru.

O paleoantropólogo argumenta que os novos dentes encaixan na liñaxe que evoluciona durante medio millón de anos desde Lucy e o resto de Australopithecus afarensis ata os seus “descendentes directos”, os Australopithecus garhi, unha especie que o propio White e outros cinco colegas describiron en 1999 como posible devanceiro dos primeiros humanos. “Os autores sosteñen erroneamente que a última aparición de Australopithecus afarensis foi hai 2,95 millóns de anos. En consecuencia, fan a extraordinaria afirmación de atopar unha nova especie, en lugar das esperadas probas da evolución de Australopithecus afarensis”, opina White, que en 2022 mudouse a Burgos para incorporarse ao Centro Nacional de Investigación sobre a Evolución Humana (CENIEH).

Os 13 dentes fósiles achados en Ledi-Geraru (Etiopía): 10 de australopitecos (LD 750 e LD 760) e outros tres atribuídos a humanos / Brian Villmoare/Universidade de Nevada, As Vegas

“A afirmación dos autores de que é unha nova especie de Australopithecus é mesmo menos convincente que a súa afirmación paralela de 2015 en Science de que un fragmento de mandíbula da súa área de estudo representa ao Homo máis antigo, con 2,8 millóns de anos. Espero que ambas as afirmacións sexan refutadas cando se descubran novos fósiles”, engade White, moi crítico cos procesos de revisión destas revistas científicas. “É máis razoable interpretar que tanto a mandíbula como os dentes pertenceron a membros máis recentes e lixeiramente evolucionados de Australopithecus afarensis, a especie de Lucy. Con todo, parece que esa conclusión non satisfaría a aparente necesidade de Nature de obter paleopublicidade”, sentenza.

As investigadoras Mariña Martínez de Pinillos e Leslea Hlusko, tamén do CENIEH, están precisamente estudando dentes fósiles de Omo, no sur de Etiopía, tratando de distinguir se son de Australopithecus ou de Homo. Os seus resultados preliminares suxiren que os dentes illados daquel período escuro non poden identificarse con ese grao de especificidade e certeza. “Durante este intervalo de 500.000 anos, unha liña evolutiva de Australopithecus deu lugar a Homo e/o Paranthropus. Coñécense centos de fósiles de homínidos deste período, na súa gran maioría procedentes da mesma rexión xeográfica, e hai numerosos dentes. Estes fósiles previamente descritos revelan unha gran superposición na variación dental durante as transicións evolutivas. Os 13 novos dentes non mostran ningún trazo único que os diferencie dos fósiles xa coñecidos de Australopithecus afarensis e dos primeiros representantes do xénero Homo”, sinalan ambas as nunha resposta conxunta á consulta deste xornal.

Martínez de Pinillos e Hlusko destacan que, cando se traballa con dentes illados, é fácil malinterpretar as diferenzas. Non hai dúas moas iguais, pero é moi difusa a fronteira entre a variación normal dentro de una mesma especie, un cambio evolutivo gradual e a existencia dunha nova especie. “Desde o noso punto de vista, a afirmación extraordinaria de que algúns destes dentes representan unha nova especie de Australopithecus require probas extraordinarias, e, por desgraza, este conxunto de dentes non as proporciona”, resolven.

A propia directora do CENIEH, María Martinón, tamén é escéptica. “Aínda que a mostra é relevante e describe con detalle a variabilidade morfolóxica existente na rexión, considero que podería resultar prematuro concluír que se trata dunha nova especie de australopiteco. As diferenzas con Australopithecus afarensis non me parecen o suficientemente robustas, e os trazos analizados mostran un amplo solapamento que podería deberse a variación local ou temporal”, opina. “Coincido en que a evolución dos nosos devanceiros non foi lineal e que debemos estar abertos a patróns máis complexos, coa posible coexistencia mesmo de xéneros distintos. Isto podería explicarse por adaptacións a diferentes nichos ecolóxicos —como variacións na dieta—, que reducirían a competencia directa entre eles”, engade.

Manuel Domínguez Rodrigo, codirector do Instituto de Evolución en África asociado á Universidade de Alcalá, traballou en xacementos africanos excepcionais, como os da garganta de Olduvai, en Tanzania. Este experto considera que os dentes de Ledi-Geraru puideron pertencer a Australopithecus afarensis máis recentes e evolucionados que Lucy, ou a unha nova especie “sumamente parecida”. Ao seu xuízo, este descubrimento documenta que había polo menos catro liñaxes evolutivas “coexistindo” en África oriental no momento no que xorde o xénero humano: Australopithecus, Paranthropus, os controvertidos Kenyanthropus de Quenia e o propio Homo nacente, caracterizado por un aumento do cerebro, unha redución do tamaño dos seus dentes, o uso de ferramentas de pedra e o consumo de carne, segundo destaca o investigador.

“Iso indica que é un período de grandes cambios ambientais que conduciu a unha remodelación de todas as faunas que existían en África oriental, incluíndo aos homininos [os homínidos con locomoción bípeda e postura ergueita]. Cada unha desas ramas é un experimento evolutivo. Despois de dous millóns de anos só sobrevivían dous: Homo e Paranthropus”, relata Domínguez Rodrigo. Os parantropos eran parecidos a uns australopitecos máis robustos, pero extinguíronse hai pouco máis dun millón de anos. Fóra como fose a evolución e a competencia entre a multitude de especies que coexistiron, só quedou unha: a dos humanos modernos, cuxo único depredador é o propio Homo sapiens, como demostra o asasinato de Omar Abdulla, o home que atopou os primeiros dentes en Ledi-Geraru aquel día de San Valentín.

FONTE: Manuel Ansede/elpais.com

Sorpresa na familia vexetal: a pataca é filla do tomate

A partir dese cruzamento orixinouse unha nova estrutura vexetal: o tubérculo / Cell

O historiador estadounidense William McNeill dedicou un provocador ensaio a tentar demostrar que a pataca cambiou a historia do mundo. A planta, domesticada no que hoxe é Perú hai uns dez milenios, foi a principal fonte de enerxía para o poderoso Imperio inca e despois para os conquistadores españois, que levaron aquel descoñecido superalimento a Europa ao redor de 1570. “As patacas, ao nutrir a poboacións en rápido crecemento, permitiron que unha manchea de nacións europeas dominasen a maior parte do mundo entre 1750 e 1950”, argumentou McNeill hai un cuarto de século. A historia social da pataca é coñecida, pero a súa orixe era un enigma ata o de agora. Un equipo internacional de científicos anunciou unha sorpresa: a pataca é filla do tomate.

“Por fin resolvemos o misterio”, sentencia o xenetista chinés Sanwen Huang, líder da investigación no Instituto de Xenómica Agrícola de Shenzhen. O seu equipo analizou o intrincado ADN dunhas 60 especies emparentadas e descubriu que a pataca orixinouse hai uns nove millóns de anos a partir dun cruzamento natural en Sudamérica entre unha mata de tomate e unha etuberosum, unha planta de aparencia similar á pataca pero sen os seus característicos tubérculos comestibles.

Huang e os seus colegas subliñan que foi aquela mestura xenética a que permitiu a aparición destes engrosamentos subterráneos dos talos, que funcionan como un almacén de nutrientes da planta e hoxe son un alimento básico para máis de 1.000 millóns de persoas. Unha pataca de 170 gramos achega 135 kilocalorías, a metade da cantidade diaria de vitamina C recomendada e mesmo catro gramos de proteínas con todos os aminoácidos esenciais. Entender as reviravoltas xenéticas que controlan o seu tamaño e os seus compoñentes é un asunto clave na xeopolítica mundial, segundo a tese do historiador William McNeill. Por iso China envorcouse na investigación da pataca.

O parentesco recentemente descuberto pode resultar chocante para unha persoa allea á agricultura, segundo explica o xenetista Zhiyang Zhang. “Talvez sorprende porque o tomate e a pataca que compras no supermercado son bastante diferentes. Con todo, o que comemos en realidade son os froitos da tomateira e os tubérculos subterráneos da planta da pataca. É normal que dous órganos distintos teñan unha aparencia tan diferente, pero as plantas en si mesmas (as súas follas e as súas flores, por exemplo) son similares”, reflexiona Zhang, primeiro asinante do estudo. A planta de pataca parécese aínda máis á de etuberosum, pero as análises xenéticas revelan que é máis próxima á tomateira. “A nós sorprendeunos que a pataca sexa descendente do tomate”, recoñece Zhang, tamén membro do Instituto de Xenómica Agrícola de Shenzhen, un xigantesco centro de investigación con 500 traballadores dependente do Goberno chinés.

Unha planta de etuberosum, sen tubérculos, e outra de patacas (dereita) / Instituto de Xenómica Agrícola de Shenzhen (AGIS-CAAS)

Os autores subliñan que aquel innovador tubérculo, ou sexa o órgano cheo de nutrientes hoxe chamado pataca, xurdiu nun momento clave, en pleno levantamento da cordilleira dos Ándes. Aquelas novas plantas, dotadas de engrosamentos subterráneos nos seus talos, eran capaces de adaptarse aos climas máis fríos das montañas andinas. Colonizaron ecosistemas variados e protagonizaron unha “diversificación explosiva”, en palabras de Huang, Zhang e os seus colegas. Segundo as súas cifras, hai máis dun centenar de especies silvestres de pataca. Hai 10.000 anos, os habitantes dos Ándes domesticaron unha delas e abriron o camiño cara á pataca moderna.

A bióloga española Salomé Prat encabezou en 2011 o equipo que descubriu o interruptor xenético que indica á planta cando producir tubérculos, en función das horas de luz: o xene SP6A. O novo estudo mostra que ese xene crave procede, sorprendentemente, das tomateiras. O misterio é que ocorre despois, cando, por exemplo, o sol de outono activa o interruptor, recalca Prat, do Centro de Investigación en Agrixenómica, na localidade barcelonesa de Cerdanyola do Vallès. “Cando chega o sinal de formar tubérculos, que é o que pasa nese talo subterráneo para que empece a engrosarse e acumular amidón e proteínas? Non o sabemos aínda”, expón. “Se logramos entender o kit de xenes necesarios, nun futuro poderiamos facer plantas que produzan grans e tamén tubérculos”, prosegue Prat. Patacas e cereais nunha soa planta.

O equipo de Huang e Zhang lembra que xa se crearon plantas híbridas de pataca e tomate. Os investigadores mencionan un estudo de 1978, asinado pola xenetista española Marisol Sancristán, falecida en 2023 aos 87 anos. A científica, da Universidade Libre de Berlín, e outros dous colegas lograron combinar de maneira rudimentaria unha planta de tomate cereixa e outra de patacas, hai case medio século. “A capacidade existe. E, agora que sabemos que están tan tan tan relacionadas, nun futuro poderiamos ter plantas que dean tomates e patacas, pero para iso aínda queda, fai falta entender mellor o proceso”, opina Prat.

Os tubérculos poderían achegar a enerxía ao próximo imperio mundial. “China envorcouse coa pataca ao 100% e vainos a varrer a todos. Déronse conta de que é un cultivo superproductivo: con pouco terreo recolles moitas patacas. Para o trigo, en cambio, necesitas campos enormes. Se agora melloramos a calidade das patacas, facendo, por exemplo, que teñan máis proteínas, será un superalimento”, argumenta Prat. China xa é o maior produtor mundial de patacas, cunha superficie cultivada de 50.000 quilómetros cadrados, equivalente á área de países enteiros, como Costa Rica e Eslovaquia.

Unha decena de institucións chinesas colaboraron no novo estudo, que se publica na revista especializada Cell. Tamén participaron outros sete centros de Canadá, Estados Unidos, Alemaña e Reino Unido. Os autores agradecen a axuda da científica colombiana Susy Echeverría, que dedicou o seu doutoramento no Imperial College de Londres a tentar entender por que a familia das patacas e os tomates é tan diversa e por que algúns dos seus membros tiveron tanto éxito ao colonizar diferentes ecosistemas no planeta. “O punto máis interesante non é tanto cando se orixinou o grupo das papas, senón como”, considera Echeverría, que destaca que o desenvolvemento dos tubérculos xurdise dunha combinación de xenes procedentes de liñaxes distintas. Se William McNeill tiña razón e a historia repítese, quen entenda estas enigmáticas reviravoltas xenéticas da pataca dominará o mundo.

FONTE: Manuel Ansede/elpais.com/ciencia

Un réptil que viviu hai 247 millóns de anos tiña algo parecido a plumas

Reconstrución artística de Mirasaura, que significa “réptil marabilloso” en latín / Tobias Wilhelm/Museo Estatal de Historia Natural de Stuttgart

Un novo estudo paleontolóxico desafía as nocións sobre a evolución dos réptiles e as súas coberturas corporais. Publicado na revista Nature, o descubrimento dun antigo réptil triásico con apéndices cutáneos complexos e similares a plumas cuestiona décadas de suposicións sobre a orixe destas estruturas biolóxicas.

A criatura en cuestión, Mirasaura grauvogeli, foi descrita por un equipo internacional de paleontólogos encabezado polos doutores Stephan Spiekman e Rainer Schoch do Museo Estatal de Historia Natural de Stuttgart, Alemaña. A súa singularidade non reside só no seu aspecto xeral (unha mestura entre ave e lagarto con hábitos arborícolas), senón na presenza dunha crista dorsal composta por apéndices cutáneos nunca antes observados en réptiles do seu tipo.

Ata o de agora, considerábase que as estruturas dérmicas complexas, como as plumas en aves ou o pelo en mamíferos, eran características exclusivas de certas liñaxes evolucionadas, xurdidos millóns de anos despois. Con todo, Mirasaura, que viviu no Triásico medio, demostra que estas formas corporais poden aparecer moito antes e en liñaxes independentes, o que suxire unha evolución converxente de funcións similares en organismos moi distintos.

a, O holotipo SMNS 97278, preservando o cranio, esqueleto postcraneal parcial e crista. b, Cranio de SMNS 97278 baixo luz ultravioleta (UV). c, Reconstrución do cranio de SMNS 97278 baseada na tomografía microcomputarizada con radiación de sincrotrón (en espello). d, SMNS 97280, crista illada en gran parte completa. e, SMNS 97286, dous apéndices tegumentarios superpostos que preservan rugosidades distintivas. f, SMNS 97281, apéndices tegumentarios asociados. g, SMNS 97279, preservando un cranio parcial e impresións dunha crista e un esqueleto postcraneal en gran parte completo baixo luz UV. h, Debuxo esquelético de Mirasaura, baseado na reconstrución do cranio de SMNS 97278, a anatomía postcraneal de SMNS 97279 e as cristas de SMNS 97278, SMNS 97281 e SMNS 97280. 

A crista de Mirasaura está formada por apéndices superpostos, cada un cun contorno estreito e unha crista central lonxitudinal que lembra vagamente ás plumas, aínda que sen as ramificacións chamadas barbas que caracterizan ás plumas verdadeiras. A análise morfolóxica suxire que estas estruturas representan un desenvolvemento independente, o que amplía as posibilidades evolutivas deste tipo de coberturas cutáneas.

Os estudos de bioloxía do desenvolvemento apoian esta idea. Segundo as investigacións xenéticas, os mecanismos que permiten o crecemento de estruturas complexas na pel poderían orixinarse xa no Carbonífero, hai máis de 300 millóns de anos. Mirasaura sería, ata o de agora, a primeira proba directa de que estes mecanismos manifestáronse tamén en réptiles moi temperáns, non relacionados con aves nin dinosauros.

FONTE: Diego Tudares/mundiario.com

Descobren unha “superterra” con condicións favorables para a vida a 35 anos luz de distancia

Un equipo de científicos do Instituto Trottier para a Investigación de Exoplanetas descubriu un planeta que podería ser habitable nun sistema estelar próximo. O planeta, chamado L 98–59 f, é unha "superterra" que orbita unha estrela anana vermella chamada L 98–59 e atópase a 35 anos luz de distancia da Terra.

Segundo os especialistas, o planeta recibeaproximadamente a mesma cantidade de enerxía estelar que a Terra recibe do Sol, o que o sitúa "firmemente" dentro da zona habitable. Isto significa que podería ter auga líquida na súa superficie, o que é esencial para a vida tal como coñecémola.

Na ilustración, o sistema planetario L 98-59, formado por cinco planetas rochosos, un deles potencialmente habitable / Benoit Gougeon, Universidade de Montréal 

O sistema estelar L 98–59 é particularmente interesante porque ten cinco planetas que orbitan a estrela, cada un con características únicas. Os científicos cren que os dous planetas interiores son similares á lúa de Xúpiter, Ío, con actividade volcánica extrema, mentres que o cuarto planeta podería ser un "mundo acuático", segundo un estudo publicado no servidor de preimpresión de arXiv.

O descubrimento do quinto planeta, L 98–59 f, é un gran paso cara á resposta á pregunta de se hai vida extraterrestre no universo. Os científicos esperan estudar o sistema estelar con máis detalle utilizando o telescopio James Webb, que é o máis poderoso da Nasa.

"Atopar un planeta tépedo nun sistema tan compacto fai que este descubrimento sexa particularmente emocionante", dixo Charles Cadieux, autor principal do estudo. "Destaca a notable diversidade de sistemas exoplanetarios e reforza a importancia de estudar mundos potencialmente habitables ao redor de estrelas de baixa masa".

FONTE: rosario3.com