40 Aniversario
Apuntes científicos desde el MIT

Apuntes científicos desde el MIT

Este Blog empezó gracias a una beca para periodistas científicos en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Boston, donde pasé un año aprendiendo ciencia con el objetivo de contarla después. Ahora continúa desde Nueva York buscando reflexiones científicas en otras instituciones, laboratorios, conferencias, y conversando con cualquier investigador que se preste a compartir su conocimiento.

Sobre el autor

Pere Estupinya

. Soy químico, bioquímico, y un omnívoro de la ciencia, que ya lleva cierto tiempo contándola como excusa para poder aprenderla.
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Libros

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En esta nueva aventura científica que recorre desde laboratorios y congresos de medicina sexual hasta clubs de sadomasoquismo o de swingers, Pere Estupinyà nos ofrece la obra más original y completa que ningún autor hispanohablante haya escrito nunca sobre la ciencia de la sexualidad humana.

El ladrón de cerebros La ciencia es la aventura más apasionante que puedas emprender.
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Los malnacidos psicópatas

Por: | 28 de marzo de 2011

Virginia Barber tiene un trabajo muy especial. Esta psicóloga forense licenciada en Madrid y doctorada en el John Jay College of Criminal Justice de la Universidad de Nueva York es actualmente directora de los juzgados de salud mental del condado de Queens. Su función allí es: “evaluar psicológicamente a las personas que han cometido un crimen y preparar un informe al juez para que decida si pueden beneficiarse de tratamientos en comunidad como alternativa a la encarcelación”.

Después de tanto debate académico sobre la naturaleza de la mente humana, y reflexiones interminables sobre el origen y condicionamientos de nuestra conducta, cenar con Virginia en Nueva York fue encontrarse de frente con la realidad. Cada día Virginia ve personas que han cometido robos, agresiones, violaciones, u otros crímenes graves, y debe utilizar todas las herramientas de psicología y neurociencia para decidir cuáles pueden quedar en semi-libertad. Entre otras cosas evalúa si existe enfermedad mental, valora el riesgo de violencia… y que no sean psicópatas. Porque si son psicópatas, ni por asomo se les deja en la calle.

Como podría ser el sujeto que está evaluando en estos mismos momentos: Un hombre de 45 años que nunca antes había mostrado conducta violenta hasta que dio una brutal paliza a su madre de 81 años dejándola en el hospital al borde de la muerte. Para juzgar un caso así, debes entender muy bien qué ocurrió en la mente de este individuo.

Virginia lleva unos días analizándolo, y cree estar frente a uno de los muchos psicópatas no detectados que hay disueltos en nuestra sociedad. Tiene todos los rasgos característicos: hábil en la discusión, mide muy bien susacciones, y sabe aparentar cierto encanto personal. Pero no reconoce culpa ni responsabilidad alguna en lo ocurrido. No muestra ningún remordimiento, y defiende que todo es una confabulación en su contra y que de alguna manera ella se lo merecía. En los psicópatas, la culpa y responsabilidad siempre es de los otros. Tienden a ser extremadamente narcisistas, egocéntricos, los vínculos que forman con amigos y parejas son muy superficiales, y los mantienen sólo mientras a ellos les conviene por interés. Viendo su pasado, siempre manipulan y se aprovechan económicamente de la gente que le rodeaba, sobre todo de sus consecutivas relaciones. Es lo que se denomina un estilo de vida parasito. El individuo que analiza Virginia está preocupado por lo que le puede venir encima tras agredir a su madre, pero no muestra ni la más mínima preocupación por saber su estado. Virginia explica que en las entrevistas demuestra una falta de empatía abrumadora y –como es habitual en los psicópatas- mucha destreza a la hora de mentir. Nadie sospecharía de un ciudadano así o directivo de empresa tan bien integrados en la sociedad. Hasta que explotan. Si es que llegan a hacerlo.

“La psicopatía es totalmente diferente a la mayoría de casos de conducta antisocial que nos llegan de entornos desfavorecidos” quiere dejar bien claro Virginia. Se refiriere a que cuando analiza delincuentes arrestados en Nueva York, encuentra patrones muy diferentes. Muchos presentan conducta antisocial y criminal, pero no tienen los componentes emocionales o interpersonales de los psicópatas. Por ejemplo, los delincuentes no psicópatas sí reconocen que hicieron algo malo. Pueden dar excusas, pero muestran cierto grado de arrepentimiento. Y sí son capaces de mostrar afecto, miedo, respuestas emocionales, y de vincularse emocionalmente de manera significativa con familiares o amigos. Además, es destacable la lealtad que tienen hacia su grupo, familia o entorno cercano. Un psicópata en cambio no es leal a nadie. Sólo a él mismo.“no debemos confundir conducta antisocial con psicopatía. Son muy diferentes”, insiste Virginia.

Pero… ¿estamos rodeados de psicópatas? ¿nacen así? ¿se pueden diagnosticar mirando la actividad de las áreas emocionales de su cerebro? Empecemos por esta última pregunta.

El caso de Brian Dugan: Si un psicópata nació mal… ¿es menos malnacido?

Brian Dugan estaba ya cumpliendo dos cadenas perpetuas por sendos asesinatos cuando un juzgado de Chicago le procesó de nuevo por la violación y asesinato de una niña de 10 años que habría realizado con anterioridad. Su abogado (alguien que –en sentido opuesto al método científico- primero establece su posición y luego acomoda las pruebas a ella) presentó imágenes de resonancia magnética del cerebro de Duncan para argumentar que padecía una enfermedad mental llamada psicopatía y no era del todo responsable de sus actos. Evidentemente el juez no hizo caso, y terminó condenando a pena de muerte a Duncan. Pero fue un momento significativo: la primera ocasión en que una fotografía de fMRI se utilizaba en un juicio para defender a un asesino.

La posición del abogado estaba inspirada en los recientes estudios de neuroimagen que buscan funcionamientos anómalos en los cerebros de los psicópatas. Uno de los neurocientíficos más destacados en este campo es Kent Kiehl, que fue quien analizó el cerebros de Duncan, testificó en el caso, y con quien conversé telefónicamente la semana pasada para preparar este reportaje de la agencia SINC. Él defiende que su objetivo principal es investigar científicamente qué funciona mal en el cerebro de un psicópata, para así buscar tratamientos más específicos. Y cree también que el fMRI podría convertirse en una herramienta de diagnóstico complementaria a los tests, con la que identificarlos y empezar terapias lo antes posible.

Otra persona con quien también conversé fue Robert Hare, autor de la escala PCL-R utilizada mundialmente para identificar psicópatas, y quizás el experto en psicopatía más reconocido del mundo. Hare fue así de contundente: “Debemos ser muy cuidadosos con este boom de la neuroimagen, porque no sabemos todavía cómo interpretarlas, y cual es la variabilidad entre la gente normal o con trastornos emocionales que nada tienen que ver con la psicopatía. El caso de Duncan es preocupante, porque podría sentar un precedente peligroso”. Virginia Barber fue todavía más lejos: “una barbaridad. Casi una ridiculez! Un fMRi no puede demostrar causalidad, y no supera ni de cerca los criterios mínimos de fiabilidad para ser utilizado en un juzgado”.

En este blog muchas veces nos hemos dejado fascinar por los avances en la investigación neurocientífica, las reflexiones filosóficas que comporta, y las implicaciones que pueda tener en una cercana neurosociedad. Pero también hemos advertido (como el caso del detector de mentiras) que existe una gran exageración en este campo (y no sólo por los medios, sino por los propios científicos). Así lo expresábamos en el capítulo “neuroarrogancia en los juzgados” de El Ladrón de Cerebros, y en el capítulo que debatíamos sobre el grado de libertad que tenemos a la hora de decidir. Es un punto interesantísimo. En realidad, como siempre que nos planteamos porqué castigamos a alguien, se entremezcla valorar la responsabilidad en lo ocurrido con la posibilidad que se repita el incidente.

Y en el sentido de la responsabilidad, Kent Kiehl no dice que Duncan no fuera culpable de sus actos. Faltaría más. Pero sí concibe al psicópata como un enfermo, no como un delincuente. Alguien “no malo, sino que sufre una anormalidad en el cerebro que le deja a la deriva en un mundo sin emociones” (sciam). El objetivo de sus novedosas investigaciones con scáneres cerebrales portátiles por prisiones estadounidenses es comprender la mente de un psicópata, diagnosticarlos, e intentar rehabilitarlos.

Robert Hare no lo ve muy claro. Cuando se le pregunta si un psicópata es plenamente consciente de lo que hace responde: “Si, si, si, si… claro! Ellos saben muy bien que están cometiendo un delito penalizado por la sociedad, e infringiendo un dolor espantoso a sus víctimas o familiares. Simplemente no les importa”. ¿Se pueden curar? Hare se muestra sólido en la tesis de que cambiar la mente de un psicópata es prácticamente imposible, y casi siempre van a reincidir si se les pone en libertad. Viginia Barber –como Kiehl- muestra un optimismo moderado al explicar que en los últimos años algunas terapias cognitivas y conductuales sí han dado resultados positivos. Pero continúa desmarcándose de esta visión tan determinista de la psicopatía.

Una visión determinista representada a la perfección por otro de los grandes de la psicopatía, el “neurocriminólogo” Adrian Raine, que como explicaba el artículo de SINC, presentó un estudio el pasado febrero en la reunión de la AAAS en Washington DC, sugiriendo que se podía encontrar rasgos de futura psicopatía en niños de tres años, y que sería importantísimo para empezar terapias lo antes posible. Yo estuve en esa sesión. Sonaba muy controvertido. A pesar de que Raine insiste en el peso del entorno, su visión innata y determinista del comportamiento humano parece exagerada, y no es aceptada por algunos de sus compañeros. “El crimen no es un desorden, y es utópico pensar que vamos a identificar futuros psicópatas a los 3 años”, decía Kent Kiehl. “Aunque sí se ven característica innatas en los psicópatas, yo no soy ni de lejos tan determinista como Raine”, opiaba Robert Hare. Y “el estudio de Raine es metodológicamente limitadísimo”, constataba Virginia Barber. Pero se publicó igualmente, y la AAAS organizó una rueda de prensa para darle difusión. Curioso.

La mente del psicópata es fascinante. Ojalá científicos como Kiehl continúen investigando para conocerla, psicólogos como Virginia trasladen esos conocimientos al mundo real, y sabios como Hare nos hagan ver que el narcisismo, egocentrismo, ambición, conducta manipuladora, la no asunción de responsabilidad, pobreza emocional, y falta absoluta de empatía de un psicópata, no desemboca sólo con actos violentos sino que puede terminar expresándose en dirigentes totalitarios, líderes de corporaciones, u otros estamentos de la sociedad. Qué sorpresas nos podrían dar algunos scanners cerebrales…

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Hormiga; el investigador de Arañas

Por: | 21 de marzo de 2011

Mi primera pregunta tras entrar en el laboratorio de arañas de Gustavo Hormiga en la George Washington University de Washington DC fue un simple “¿pero qué es esto?!!!”, señalando las fotografías de una especie de larva saliendo de una herida ensangrentada.

“Es algo que encontramos muy a menudo los que viajamos a zonas remotas de bosques tropicales”, respondió Gustavo. “Son larvas de un grupo de moscas llamado botflies que se desarrollan bajo la piel de sus huéspedes. Pero lo curioso es cómo nos infectan. Las moscas son grandes y las espantamos antes de que tengan tiempo de poner sus huevos. Por eso la mosca deposita los huevos en un mosquito, y éste los introduce en tu cuerpo cuando te pica. Entonces la larva va creciendo, moviéndose por debajo de la piel, y alimentándose de tus tejidos hasta que encuentras la manera de sacarla. No es fácil, porque posee garfios con los que aferrarse a su huésped. Es realmente común. Si pones Bot Fly en YouTube puedes encontrar videos espectaculares”.

En seguida pasamos a hablar de arañas, que es en lo que Gustavo Hormiga ha estado trabajando más de 20 años.

La primera que quiso mostrarme fue la de una especie que está redescribiendo con un colega de Copenhagen, y de la que sólo tenemos un único espécimen que Gustavo colectó una noche en Madagascar.

Se trata de una araña con una peculiar técnica de caza: suspendida sobre una hoja, deja caer un finísimo hilo con bolas pegajosas, y lo empieza a mover en círculos. La araña no confía en la casualidad para atrapar polillas machos; sino en la liberación de unas feromonas idénticas a las segregadas por las polillas hembra.

Gustavo se muestra satisfecho por haber descubierto esta rarísima especie, pero reconoce que tampoco es tan meritorio: “cada vez que exploras estos parajes recónditos encuentras nuevas especies. Tenemos catalogadas más de 42.000 especies de arañas, pero la biodiversidad que todavía queda por descubrir es impresionante”.

En busca de constatación pregunté: “¿Y este hilillo tan finito aguanta sin problemas el choque y peso de una polilla?”. “Claro!” respondió. “Lo de la fortaleza extrema del hilo de araña no es ningún mito. Y las telas que construyen son verdaderas obras de ingeniería. De hecho algunos creacionistas las utilizan como argumento favorable al diseño inteligente. Curioso, porque nosotros las utilizamos justamente como herramienta para reconstruir la historia evolutiva de las arañas”.

Se refería a que los diseños y funciones de las telas han ido cambiando con el tiempo. Las primeras arañas de hace unos 400 millones de años ya producían seda, pero al principio servían para proteger sus guaridas o huevos. Por accidente y posterior ventaja comparativa -como todo en evolución- comenzaron a utilizarlas para cazar. Primero estaban sólo en el suelo, luego en arbustos en forma de manta, y más tarde aparecieron las aéreas orbiculares típicas que nos vienen en mente. Las sustancias pegajosas también son más recientes, y la manera como se disponen los muchos tipos de fibras de seda diferentes se ha sofisticado con el tiempo. E incluso algunas especies de arañas depredadoras de otras arañas han perdido a posteriori la capacidad de construir telas para cazar.

“¿Cómo sabéis todo esto?” le pregunté. “encontramos fósiles de tela de araña en ámbar, y también sabemos la antigüedad de los diferentes grupos de arañas y el tipo de tela que fabrican. Ciertamente resulta curioso que no hayamos encontrado telas intermedias entre un tipo y otro, pero de hecho es un ejemplo precioso para ilustrar la evolución”.

Ejemplo concreto; la que tenéis a vuestra derecha. Una tela de araña de casi dos metros de altura con unas características que pueden (Gustavo lo plantea como una hipótesis) representar un curioso ejemplo de coevolución: El cuerpo de las mariposas tiene una peculiaridad; está cubierto de escamas que se desprenden muy fácilmente. Eso se interpreta justamente como una adaptación ante sus depredadores las arañas. Cuando una mariposa choca contra una tela, las escamas se quedan pegadas pero ella puede escapar. Sin embargo, las separaciones entre los hilos de esta tela en concreto parecen específicamente diseñados para que la mariposa vaya rebotando y cayendo de uno a otro –y perdiendo escamas- hasta que queda finalmente atrapada.

Será por curiosidades… Gustavo Hormiga me cuenta que uno de los proyectos para el que está esperando financiación involucra al lugar más aislado de toda la Tierra; una pequeña isla de origen volcánico situada en el medio del Atlántico llamada Tristán de Acuña, donde en algún momento del pasado llegó una especie de araña procedente de Los Andes. ¿Cómo? Posiblemente con una técnica llamada ballooning: las arañas expulsan hilos formando algo parecido a una cometa, y aprovechan las corrientes de aire para viajar miles y miles de kilómetros.

De hecho, unos parientes muy próximos de esta araña viajaron también desde los Andes, pero 700 kilómetros mar adentro en sentido contrario, hasta un archipiélago del Pacífico Sur llamado Juan Fernández. Y lo curioso del caso, en ambos sitios las arañas desarrollaron gigantismo, mayor número de dientes en unos apéndices de la boca llamados quelíceros (que también crecieron mucho más), y otros rasgos en común. “Es un caso clarísimo de convergencia evolutiva, y sería interesantísimo investigar los factores que han llevado a ello”, dice Gustavo, explicando que se siente sorprendido cada vez que alguien le pregunta si no le aburre dedicarse sólo a las arañas. “Las preguntas fundamentales que permiten abordar no terminan nunca”, dice. “Inicialmente podría haber escogido otro invertebrado. Quien sabe. Estudiamos las arañas porque son fascinantes en muchísimos aspectos, pero también son una herramienta para resolver otras cuestiones más generales sobre biología e historia de la vida en la tierra”. Y cita a Edward Wilson con la frase “todos los niños pasan por una fase de fascinación por los bichos. Pero algunos nunca salimos de ella”.

Lo siento. Ya se que me enrollo. Pero fueron 5 horas seguidas en su laboratorio. No puedo parar de escribir.

Sobre todo por no dejar de presentaros a estas dos arañas que veis encima de mi mano (por cierto, Gustavo se rió cuando le pregunté si le daban miedo las arañas, y contestó que nunca le había picado ninguna. Y que todas tienen veneno para paralizar a sus presas, pero de las 42.055 especies que hay descritas, sólo la picadura de muy pocas genera casos de importancia médica).

A lo que íbamos… En la naturaleza encontramos casos sorprendentes de dimorfismo sexual (machos y hembras son muy diferentes). Este es uno de ellos: la araña grande es una hembra de Nephilengys borbonica, y el chiquitín un pobrecito macho de la misma especie que no sabe lo que le viene encima. Deduzco lo que estáis pensando; no queremos ni imaginarnos cómo serán sus encuentros íntimos… ¿o si?

Pues resulta que el macho tiene sus testículos en el abdomen. Y para copular, expulsa su esperma sobre una tela de seda que construye para este propósito. Luego absorbe el esperma con una especie de apéndice que en la imagen de microscopio veis como dos bolitas (pedipalpos) de aspecto similar a ojos. Estos pedipalos cargados de semen es lo que introduce en la zona genital de la hembra. Y luego intentará escapar a toda prisa para no ser devorado, que es lo que a menudo les ocurre a la mayoría de machos. No a todos! algunos se las apañan con trucos un poco drásticos, como atar con redes a la hembra, copularla, y luego largarse esperando a que ella solita salga del embrollo. Gustavo explica que "el cortejo, el comportamiento sexual, y la estructura de los órganos reproductores son por lo general únicos para cada una de las miles de especies de arañas. De hecho, la estructura de los órganos genitales de ambos sexos son la principal herramienta para distinguir taxonómicamente una especie de otra. Una especie de huella digital."

“Por cierto… con tanto dimorfismo, islas lejanas, ejemplares nunca vistos… ¿Cómo sabes si son o no la misma especie, o si la que cazaba polillas era una especie nueva?” pregunté.

“Importante!” respondió. “Ahora con la genética podemos mirar fragmentos específicos de ADN, lo cual es una enorme fuente de datos adicionales para diferenciar especies o reconstruir su historia genealógica. Pero una primera criba por taxonomía es imprescindible. Y eso se está perdiendo”. Gustavo quiso matizar la frase “El ADN se está comiendo a la morfología” que nos dijo Gonzalo Giribet dos posts atrás, y que (no puedo evitar comentar la satisfacción que esto me dio) había leído por casualidad justo la mañana antes de recibir mi mail, en su lectura regular de este blog. Gustavo decía que sí; que el ADN está ofreciéndonos una herramienta fantástica para resolver casos y relaciones evolutivas. Pero temía que los nuevos estudiantes perdieran la vocación de estudiar otros aspectos de la biologia básica de los organismos tales como la morfología, el comportamiento y la historia natural; algo imprescindible para entender –tanto al principio como al final- el sentido de la evolución.

No hemos hablado de los cócteles de venenos y sus posibles aplicaciones como medicamentos para enfermedades del sistema nervioso, ni de los ojos de las arañas, ni de su vital importancia en los ecosistemas, ni de algo fundamental como es encontrar la manera de que la investigación científica en biodiversidad pueda convertirse en una fuente de desarrollo económico, social y educativo en los países que la contienen. Creando capacidades in situ en lugar de que el científico de turno se lleve a su país sus codiciados ejemplares. Esta misma semana hablaré de ello con representantes de un organismo internacional.

El mensaje final es el de siempre: cuántas maravillas alberga la naturaleza. Qué importante es preservar la biodiversidad. Qué fabuloso es estudiarla para intentar comprenderla. Y qué profundamente interesante es el conocimiento científico. Siempre nos ofrece historias nuevas, y encontramos tesoros en cualquier rincón que exploremos. Esto es un no parar…

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Qué fue primero: ¿La esponja o la medusa?

Por: | 10 de marzo de 2011

Olvidaos de si fue primero el huevo o la gallina. El verdadero debate está entre la esponja marina o las medusas.

Así a primera vista… ¿cuál de estos dos animales (sí, las esponjas también son animales) creéis que fue el primero en habitar la Tierra hace unos 800 millones de años?

Os doy una pista: antes de la llegada de los análisis genéticos, los biólogos evolucionistas pensaban que las esponjas (todavía no he dicho que ahora piensen lo contrario). ¿Por qué apostaban por las esponjas marinas? Por su simplicidad:

Para clasificar grupos de animales tan antiguos, los biólogos evolutivos buscan estructuras corporales comunes entre todas las especies, y comparan cómo han ido cambiando con el tiempo. Por ejemplo; una de las estructuras más importantes para establecer una primera clasificación entre animales es la existencia o no de una especie de cavidad corporal interna llamada celoma. Da igual saber qué es exactamente. Si lo tienes, eres un celomado como la mayoría de animales más recientes. Si tienes algo a medias, te llamarán pseudocelomado y serás visto como un gusano más antiguo. Y si eres un acelomado, estarás dentro del selecto grupo de los animales más ancestrales. Esponjas y medusas son acelomados.

Ya dentro de cada grupo, te fijarás en otros detalles. Con los vertebrados, por ejemplo, además del registro fósil comparar el desarrollo embrionario te da una información muy valiosa. Pero para distinguir entre medusas y esponjas, hay menos pistas. Evidencias paleontológicas las sitúan en la misma era, pero para saber quien apareció primero toca fijarse en detalles puramente morfológicos, grados de complejidad… y confiar en la lógica.

Y a este respecto; con su vida sésil, sin siquiera un precario sistema nervioso, ni simetría corporal… las esponjas marinas tienen un aspecto mucho más primitivo que las medusas. Su funcionamiento es tremendamente básico. Parecen realmente un primer experimento pluricelular. Así que intuitivamente, si las esponjas te parecen más ancestrales, que sepas que hasta hace muy poco los biólogos evolucionistas estaban de acuerdo contigo.

Pero entonces aparece Gonzalo Giribet en el post anterior y nos dice que, según los resultados filogenéticos publicados en Nature en 2008 por Casey Dunn (y él como coautor), un grupo de animales parecidos a las medusas llamados ctenóforos son en realidad (a pesar de ser más complejos que las esponjas) los animales más ancestrales que existen.

¿Cómo saben esto los científicos? La idea es fijarse en algún fragmento genético que esté presente y sea absolutamente básico para todos los seres vivos que existen en la tierra. Pon por ejemplo el gen 18S rRNA, que codifica para una parte específica de los ribosomas (el orgánulo celular que sintetiza las proteínas).

Este gen es fundamental. Por tanto, su secuencia de nucleótidos habrá cambiado muy poco durante la evolución. Pero lo suficiente como para ir comparando estos pequeños cambios y así establecer relaciones entre organismos. De alguna manera, cuanto más parecido sea el 18S rRNA, más cercanos serán los organismos comparados. Y también se asume que aquellos en los que el gen ha sufrido más alteraciones, deberán ser más antiguos.

Si además del 18S rRNA (de los primeros que se utilizó) tienes en cuenta otros fragmentos genéticos muy bien conservados, irás juntando más y más datos para afinar tus relaciones, y construir árboles filogenéticos cada vez más ajustados.

Pues bien; desde que la secuenciación de ADN cuesta dos duros, se pueden secuenciar genomas de organismos enteros y utilizar potentes herramientas bioinformáticas para hacer comparaciones de genomas mucho más amplias.

Así, en 2008 Dunn y Giribet publicaron la comparación más extensa y diversa de grupos de animales que existía. Significó una cantidad de datos impresionante sobre relaciones entre organismos emparentados, y esclareció muchas ramas confusas del árbol de la vida. Y una de las conclusiones más notables extraída del análisis fue que los ctenóforos, esa especie de medusas con púas, en realidad no estaban tan emparentados con las medusas como se pensaba, y su ADN había sufrido más cambios en genes conservados que el de las esponjas marinas.

Por tanto, a pesar de que efectivamente eran organismos más complejos que las esponjas, los ctelóforos eran los seres más ancestrales. Las esponjas debieron aparecer más tarde, y de alguna manera “simplificarse” a posteriori perdiendo sistema nervioso y simetría corporal. No debió ser ni la primera ni la última vez que añgo así ocurrió durante la historia evolutiva de las especies.

En 2009 Andreas Hejnol utilizó un supercomputador para comparar muchísimas más secuencias y construir un árbol filogenético de la leche (en palabras de la bióloga evolucionista Olivia Mendivil que desde Escocia y por skype me ha explicado fantásticamente todo lo que os estoy contando), y confirmar los resultados de Dunn sobre qué animales eran los más basales. Y es por eso, que en el post anterior Gonzalo Giribet nos dijo que los ctenóforos eran más antiguos que las esponjas marinas.

“¡Un momento!” Me escribió por mail la hasta ayer desconocida @Oli_viajera cuando leyó el post. Un resumen de su mensaje decía:

Está claro que los análisis filogenéticos de Dunn y luego Hejnol ponen a los ctenóforos como animales mas basales... pero un paper del año pasado publicado por K.S Pick dice que los ctenóforos son hermanos de los cnidarios (las medusas) y las esponjas los animales más basales. Su grupo cree que los resultados de Hejnol y Dunn se deben a lo que se llama el efecto del long branch attraction. Esto es, animales cuyo genoma evoluciona mas rápidamente (cosa que se ha visto para el caso de los ctenóforos), y a la hora de realizar un analisis filogenético parecen ser más ancestrales de lo que son. Yo creo que las esponjas continúan siendo más basales que los ctenóforos...”

¿Medusas o esponjas? ¿huevo o gallina? En seguida pedí a Olivia que habláramos por skype.

Y lo que vino a explicarme es justo esto; que cuando se comparan genomas hay varios efectos que pueden distorsionar los resultados. Uno es tan simple como que en ciertas especies los genomas cambien más rápido que en otras, y pueda dar a entender que sean más antiguos de lo que en realidad son. Según Olivia, los análisis de Dunn, Giribet y Hejnol fueron muy exhaustivos, y dieron una información valiosísima. Pero lo que hizo el grupo de Pick fue refinar un poco más ante ciertos grupos de animales, y ser más restrictivo con los fragmentos genéticos secuenciados. Cogió sólo aquellos que no estaban sujetos a efectos como el long branch attraction, y así observó que en realidad las esponjas sí eran los animales más ancestrales.

Consultado Gonzalo Giribet sobre los comentarios de Olivia Mendivil, él ve algunos flecos metodológicos en el estudio de Pick, e insinúa que podría haber seleccionado los fragmentos que reforzaban su hipótesis. Incide en que la comunidad de biólogos evolucionistas da más soporte a los resultados de Dunn y Hejnol, y continúa convencido de que los ctenóforos son más ancestrales que las esponjas marinas. Pero reconoce que la cuestión no está científicamente zanjada.

Vuelta a consultar Olivia, ella dice que su intuición y trabajo con genes hox (donde ve muchos de estos efectos distorsionantes), y el hecho de que en el estudio de Dunn sólo incluyeran el genoma de una esponja, le hacen sentirse más próxima a las conclusiones de Pick. Pero reconoce también que todavía no hay datos concluyentes.

Así que amigos… si el dilema de si fue primero el huevo o la gallina os parecía misterioso, sustituidlo ya por el de las esponjas o las medusas. Porque de momento, continuamos sin saber cuál fue el primer animal que habitó en nuestro planeta…

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PD: ¿hemos dicho alguna vez que esto es un no parar? Me despido de Olivia diciendo que ya tenía información suficiente y me casi grita:

¡Espera! ¡Todavía no te he hablado de los placozoos! Estos animales son literalmente una baba plana; una agrupación de células que se descubrió flotando en unos acuarios, y que análisis filogenéticos de ADN mitocondrial realizados en 2006 los colocaron como el verdadero animal más ancestral que existe. Por su estructura tan básica parecía lógico, pero tanto los estudios de Dunn como los de Pick lo descartaron, y ahora esta hipótesis sólo la defiende (a capa y espada) su autor. Son interesantísimos… ¿quieres que te cuente más de ellos? Contacto: pere@mit.edu / Twitter: @Perestupinya Facebook group: Apuntes Científicos desde el MIT Web: www.elladrondecerebros.com

Larga vida a la Onychophora!

Por: | 07 de marzo de 2011

¿Veis esta especie de gusano que nos muestra Gonzalo Giribet desde su laboratorio de invertebrados en Harvard?

Se llama Onychophora y representa un grupo de animales que viven escondidos en el interior de troncos podridos de bosques húmedos, y ha pasado los últimos 400 millones de años escupiendo pegajosas babas para atrapar a sus presas. No te pierdas este video (o éste), donde un casi ciego onicóforo localiza por contacto a un insecto tan grande como él, y expulsa hilos viscosos para inmovilizarlo y poder devorarlo con sus afilados dientes.

Si te parece una forma de caza poco efectiva; piensa que este precioso gusano terciopelado (velvet worm) es un verdadero superviviente.

Ha superado cambios climáticos extremos, extinciones masivas como la del Triásico, la aparición de los reptiles, alteraciones en la flora, la llegada de mamíferos, y se ha adaptado a todas las diferentes presas y depredadores que le han salido al paso. Está aquí en la Tierra desde mucho antes que los continentes empezaran a separarse; cuando sólo existía un único supercontinente llamado Pangea. Y de hecho; su anatomía y morfología básicas han cambiado muy poco durante todo este tiempo. Es un auténtico fósil viviente.

Por esto es que Gonzalo Giribet los recolecta en los bosques húmedos de Gabón, Nueva Zelanda, el Amazonas, Sudáfrica, Australia, o islas caribeñas de origen continental. Para comparar morfológica y genéticamente las especies de onicóforos de diferentes partes del planeta, reconstruir su historia evolutiva, y utilizarlos como modelos de estudios biogeográficos con los que aportar más detalles sobre la fragmentación de los continentes.

Un inciso antes de continuar: Efectivamente, los onicóforos han sobrevivido sin grandes problemas durante estos últimos 400 millones de años. Pero por primera vez en su historia hay especies que se enfrentan a la desaparición, y ya han sido catalogadas como amenazadas. ¿Cuál es la causa? La deforestación y destrucción de ecosistemas. Como explica este artículo publicado en Nature la semana pasada; científicos compararon el ritmo de extinción de mamíferos durante los últimos 5 siglos con el ritmo de desaparición de especies durante las 5 grandes extinciones que ha sufrido la historia de la vida en nuestro planeta, y concluyeron que podríamos encontrarnos en el inicio de la 6ª gran extinción. Es pronto para constatarlo, pero que los onicóforos estén ahora amenazados tras 400 millones de años de existencia, nos debería hacer reflexionar.

Sobre todo porque como recuerda Gonzalo Giribet: “la diversidad de especies que encontramos en selvas remotas es abrumadora; hay una infinidad de animales y plantas que todavía ahora desconocemos por completo. Y cada vez que desaparece un bosque, desaparecen miles de especies”. Conocer esta diversidad -pero sobre todo comprenderla- es el objetivo de su investigación.

Comprenderla significa estudiar su evolución, entender cómo el tiempo y circunstancias ambientales han afectado a la diversificación de especies, e intentar reconstruir un árbol evolutivo de la vida. Para ello Gonzalo recorre los rincones más inhóspitos del mundo en busca de invertebrados primitivos que hayan vivido de la manera más aislada posible. Entonces compara su anatomía y, especialmente, su genética.

“El ADN se está comiendo a la morfología”, explica Gonzalo, quien representa a la perfección al naturalista del siglo XXI; alguien que integra la recolección de especímenes y comparación morfológica convencionales, con las técnicas en genómica más avanzadas.

Los estudios filogenéticos han significado una enorme revolución en el estudio de la evolución. Mirando al ADN, por primera vez se puede aspirar a confirmar o desmentir asociaciones hechas sólo por parecido morfológico o compatibilidad reproductiva, y reconstruir un árbol de la vida entre especies que aparecieron en períodos relativamente cortos de tiempo, como los artrópodos e invertebrados que emergieron durante la explosión del Cámbrico. Éstos, y especialmente el grupo de los moluscos, es la parte del proyecto para reconstruir el origen evolutivo de todas las especies vivas (AToL) que Gonzalo lidera desde Harvard. Unos primeros resultados ya publicados en Nature esclarecieron algunas relaciones confusas entre invertebrados, y propusieron que –al contrario de lo que se pensaba- unas medusas llamadas ctenóforos son animales más primitivos que las esponjas marinas.

Visitar su laboratorio situado a escasos metros del Museo de Historial Natural de Harvard en Oxford Street es una experiencia impagable. Hablas del carácter de Stephen Jay Gould, de los sedimentos de Chengjiang que están ofreciendo más fósiles del Cámbrico que la cantera de Burgess Shale, de la motivación por explorar la naturaleza, y de la integridad científica que le hizo centro de una polémica al criticar abiertamente un artículo científico publicado en PNAS por D. Williamson y avalado por Lynn Margulis, que promulgaba el origen de unas determinadas orugas por hibridación de mariposas con onicóforos, sin ni una única evidencia experimental de ello. "Es la cosa más estúpida que nunca se ha propuesto", dijo Giribet. Quizás a consecuencia de sus acertadas críticas, la revista PNAS eliminó una de las vías que tenía de publicación: permitir que miembros de la academia avalaran artículos y dirigieran ellos el proceso de peer review.

Los onicóforos podrían ser el animal más carismático que Gonzalo estudia. Por su textura, su impresionante variedad de colores, los sigilosos andares de sus patas con uñas, su respiración cutánea, el aparente comportamiento social de algunas especies, por su curiosa técnica de caza, por ser descendiente y tan similar a la mítica Aysheaia pedunculata, o por sus extrañas técnicas de reproducción; como la de una especie cuyo macho sitúa sus células germinales en su propia cabeza y la introduce entera en el aparato reproductor de la hembra. Otra en que las sitúa en la espalda de la hembra, y se induce una lesión en la piel para que entren dentro de su cuerpo. O, sin ir más lejos, especies que ponen huevos, otras donde nacen larvas, y otras que son ovovivíparas.

Apasionante sin duda, no sabes si continuar buscando información y profundizando en los misteriosos onicóforos, o pasarte a otros animales de la colección de Gonzalo en Harvard como ciempiés, opilones, arácnidos de patas largas y de patas cortas, todo tipo de mosluscos… o las esponjas que en su laboratorio estudia “por error” una investigadora de extraño peinado que a mitad de conversación te dice “¡no venimos del mono sino de las notocordas!” y al cabo de un rato “para una microbióloga, un alga, un hogo, y tú no sois tan diferentes…”

Entras dispuesto a rascar donde no pica en un laboratorio de invertebrados, y descubres un nuevo y apasionante mundo por conocer. Esto es un no parar…

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El País

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