¿Mutaciones por azar o inducidas? Un acercamiento a los mecanismos de mutación inducidos por estrés.

Usualmente se piensa que las mutaciones un fenómeno constante que se produce por azar en los genes de los individuos de una población. Sin embargo, estudios hechos desde los 70’s han demostrado que existen mecanismos que inducen la mutación de genes en situaciones de estrés en organismos como bacterias, levaduras e incluso en células humanas.

¿Astrobiología? ¡Pero si los marcianos no existen!

La entrada de hoy está dedicada a una amiga la cual conocí en semana santa y me platicó sus indecisiones acerca de lo que quería estudiar. Me comentaba que le gustaban cosas de química, astrofísica y afines, a lo que yo le sugerí que checara información sobre la astrobiología. Espero le sirva esta pequeña embarrada de información y ayude en la decisión de su carrera.

Rastreando el Pasado II: «El Origen de los Artrópodos»

Estamos rodeados. Si eres un poco observador, voltees a donde voltees lo más probable es que te encuentres con un artrópodo; en una esquina, debajo de un mueble, en la tierra… ¿No ves ninguno? Aún así te aseguro que tienes miles y miles de artrópodos en tus cosas, en tu ropa, inclusive hasta en tu propio cuerpo, como alguna vez les platiqué en el tema de «Nuestros Fieles Compañeros«.

¡Es un ave¡ ¡Es un reptil! Es… ¿Un mamífero?

Bueno, pues la entrada de hoy está dedicada a un gran y muy querido amigo quien es fan de estos animales que parecen surgir de los mal viajados sueños de la naturaleza.

Rastreando el Pasado I: «El Origen de los Animales»

Creo que unas de las preguntas que más han persistido a lo largo de la humanidad, a las cuales muchas religiones y muchos científicos han intentado dar respuesta y que, pese a lo que te dediques, creas o pienses, seas evolucionista o creacionista, apoyes a la teoría fisicoquímica de Oparin y Haldane o a la panspermia de Arrhenius, siguen formando parte de tu curiosidad diaria, son las preguntas acerca del origen de todo lo que te rodea, tanto cosas naturales como las fabricadas por el hombre.

¿Insectos espías?

Según una publicación en Medical Daily, investigadores de la Case western Reserve University comprobaron que la energía química interna (me imagino yo por parte de las reacciones llevadas a cabo por su metabolismo) de los insectos puede ser convertida en energía eléctrica suficiente como para proveer energía para sensores, aparatos de grabación y hasta el control del mismo insecto, utilizando sólo la alimentación normal del insecto como fuente de combustible, sin baterías, luz o movimiento del insecto. Con esto darían vida a los famosos insectos súper espías que luego salen en películas.

Metamorfosis: Holometabolismo y Hemimetabolismo

En primer lugar, quiero disculparme con todos ustedes lectores al haberme desaparecido algunas semanas, ustedes entenderán que al ser fin de semestre, a un servidor flojo y desorganizado se le tiende a juntar todo y se queda sin tiempo por cumplir con la escuela. Sin embargo, mi semestre ya terminó y puedo volver a publicar. Sin más, comencemos con el tema de hoy.

Figura 1. Holometabolismo en un himenóptero.

La metamorfosis, quizá uno de los temas que al ser humano desde tiempos memorables le ha intrigado e inspirado de múltiples maneras, como por ejemplo, el ya muy sonado libro de “La Metamorfosis” de Franz Kafka, o el poema de Ovidio “Las metamorfosis”. Un tema intrigante puesto que, aun a simple vista resulta sorprendente cómo un ser vivo es capaz de cambiar por completo su forma, sus hábitos y el lugar donde habita.

 

La palabra metamorfosis proviene del griego μετα- (meta), que indica alteración, y μορφή (morphè), forma; son los grandes cambios estructurales y funcionales que algunos seres vivos sufren a através de su vida. Sucede en insectos, anfibios, moluscos, crustáceos, cnidarios (medusas), equinodermos, entre otros. Este cambio estructural y funcional generalmente viene acompañado de un cambio en el hábitat y en el comportamiento.

Esta vez, abordaré el tema de la metamorfosis en los insectos, la cual sucede de dos formas dentro de este amplio grupo animal; por un lado tenemos el tipo de metamorfosis que sufren algunos grupos de insectos como Diptera (moscas y mosquitos), Lepidoptera (mariposas y polillas), Hymenoptera (avispas, abejas y hormigas), Coleoptera (escarabajos), entre otros conocido como metamorfosis completa u holometabolismo (Fig. 1) o la que sufren algunos otros grupos como Hemiptera (chinches), Homoptera (cigarras y membrácidos), Orthoptera (grillos), entre otros, conocido como hemimetabolismo (Fig. 2) o metamorfosis incompleta.

Figura 2. Hemimetabolismo de un ortóptero.

El holometabolismo es cuando del huevo surge una larva, la cual pasa por diferentes mudas de piel, o estadios larvales hasta que se convierte en una pupa o capullo, donde es una etapa de crecimiento donde el organismo se encuentra inmóvil, donde ocurren una serie de cambios drásticos entre las que se incluye la diferenciación celular y creación de tejidos del insecto adulto o imago y la destrucción de los tejidos del estadio larval. Ya en el estado adulto, éstos no vuelven a mudar, son sexualmente activos, se reproducen y dejan descendencia fértil. Aquellos insectos que llevan a cabo una metamorfosis completa se les conoce también como Endopterygota, que refiere a que el tejido que dará lugar a las alas se encuentra dentro del cuerpo en los estadios larvales.

Cuando un insecto tiene una metamorfosis incompleta o hemimetábola, no desarrollas estadíos larvales ni pupa, si no, que el individuo, despué de salir de huevo pasa por varias mudas hasta desarrollarse por completo y formarse como adulto. No pasa por ninguna fase inmóvil ni deja de alimentarse por largos periodos. Las fases juveniles son llamadas ninfas y pueden tanto desarrollarse en el mismo ambiente que los adultos, como en otros ambientes, como es el caso de los Odonata, donde l ninfa es acuática y el imago, terrestre. En la última muda, que se conoce como metamórfica, es donde se terminan de desarrollar los genitales externos, las alas y en el interior se desarrolla musculatura, sistema nervioso y hormonal para controlar el vuelo y la reproducción. A estos insectos, por desarrollar el tejido que dará lugar a las alas por fuera del cuerpo se les agrupa dentro de la categoría de Exopterygota.

Pues bueno, este tema fue un poco rápido y la única intención fue que conocieran un poco sobre el maravilloso tema de la metamorfosis. Tal vez en un futuro lo aborde de nuevo, pero abordando le tema con otros animales.

Líquenes

La entrada de esta semana está gravemente influenciada sobre una clase que tuve en el Instituto de Biología acerca de los protagonistas de hoy, los líquenes. Muchos los hemos visto en el bosque, algunas veces confundiéndolos con musgos u otras plantas sencillas.

Figura 1. Liquen costroso epipetreo con apotecios (estructuras de reproducción sexual; manchas más oscuras)

Los líquenes, aunque sea difícil notarlo, están compuestos por una simbiosis de un hongo, basidiomiceto o ascomiceto, que se le conoce como micobionte y una cianobacteria o un alga, conocida como fotobionte. En esta simbiosis, el micobionte protege al fotobionte contra los rayos UV y la deshidratación y le aporta CO2 para la fotosíntesis mientras que el fotobionte nutre por completo al micobionte por medio de metabolitos fotosintéticos que produce.

El liquen tiene una naturaleza dual y funciona como un solo organismo, es por eso que a pesar de saber cómo está compuesto entra bajo una clasificación artificial en la que ya se han reconocido más de 17,000 especies, mostrando una distribución cosmopolita y encontrándose desde los desiertos, bosques, selvas, zonas polares y hasta en el mar. Se desarrollan casi en cualquier sustrato; hay líquenes cortícolas (Figura 2,3), que se fijan en la corteza de los árboles, terrícolas que se fijan en el suelo, epipétreos  (Figura 1, 4), cuando se fijan en las rocas y zoobióticos que crecen hasta en las conchas de tortugas y coraza de algunos insectos.

Figura 2. Liquen cortícola folioso con apotecios (estructuras de reproducción sexual anaranjadas)

Se organizan en estructuras conocidas como talos que a su vez se componen de varias capas. Una corteza superior, una inferior y una capa medular formada por el micobionte, además de una capa fotosintética formada por el fotobionte. Estos talos se clasifican de acuerdo a su aspecto, las estructuras que forman y su fijación al sustrato. Tenemos entonces talos gelatinosos que tienen una consistencia tal como lo dice su nombre, gelatinosa; talos costrosos (Figura 1,4) que se extienden unidos estrechamente al sustrato, talos foliosos (Figura 2,4) que se unen al sustrato mediante estructuras conocidas como rizinas y presenta un aspecto plano y lobulado; y por último, talos fruticulosos (Figura 3) que crecen de manera arbustiva y se fijan al sustrato por una base muy estrecha.

Tienen diversas maneras de reproducirse, siendo la forma asexual la más variada y más utilizada. Pueden reproducirse por fragmentación del talo, formar soredios, agregados hifales en cuyo centro llevan fotobiontes o isidios, proyecciones del talo que se forman y se separan para formar nuevos líquenes. De igual manera, hay algunos líquenes que se reproducen de manera sexual, pero en este caso involucra solo al micobionte que forma apotecios (ascomicetos) libera las esporas al ambiente esperando encontrar un fotobionte con el cual pueda crecer, aunque algunos pueden desarrollarse como el hongo tal cual que es.

Figura 3. Liquen fruticuloso

Los líquenes desempeñan un papel muy importante dentro de los ecosistemas, degradan la roca y forman suelos; se ha propuesto en base a registro fósil que la colonización de líquenes al medio terrestre permitió la formación de suelos aptos para la colonización de las plantas, sin las cuales no se hubiera podido llevar a cabo el resto de la vida terrestre. Los líquenes cuyo fotobionte es una cianobacteria, enriquecen los suelos de nitrógeno, son refugio de diversos animales pequeños y sirven como fuente principal de alimentación de otros animales en regiones polares. Sintetizan metabolitos secundarios que pueden ser usados en la industria perfumera como fijadores de aroma, en la industria farmacéutica como antibióticos y antivirales.

Los líquenes, por más sin chiste que parezcan son parte fundamental de la vida, posiblemente los responsables de la colonización de la vida terrestre y actualmente se utilizan en diversas industrias. Te invito a que la siguiente vez que vayas por la calle, el bosque o cualquier lugar te detengas a observar y admirar a estos maravillosos organismos simbiontes que forman parte clave de la vida.

Figura 4. Líquenes epipétreos de formas costrosas y foliosas; cada mancha es un líquen diferente)

¿Animales fotosintéticos?

Cuando uno escucha la palabra fotosíntesis rápidamente piensa en una planta, en los árboles y arbustos que uno ve por la calle, en un parque  o en las macetas y flores que uno tiene adornando su casa. Otros pocos pensarán en las cianobacterias culpables de nuestra atmósfera oxidante o en la enorme cantidad de algas tanto unicelulares como pluricelulares que habitan nuestros mares y océanos, pero si les digo que existen animales que realizan fotosíntesis, ¿me creerían? Pues los invito a que lean esta entrada y conozcan una de estas extravagantes excepciones a la vida.

Figura 1. Elysia chlorotica

Elysia chlorotica (Fig. 1) es una babosa marina del orden Sacoglossa que habita en las costas de Estados Unidos, desde Nueva Escocia hasta Florida, hermafrodita, de una longitud entre 2 y 3 centímetros aunque a veces alcanzan hasta los 6 centímetros de longitud. Se alimenta succionando el contenido celular de Vaucheria litorea (Fig. 2), un alga cenocítica (un alga que al dividirse no compartamentaliza el material celular) perteneciente a las Xantophytas. Después de ingerir y asimilar los nutrientes que necesita, desecha todo a excepción de los cloroplastos, los cuales se engullen por medio de fagocitosis a través de las células del tracto digestivo; esto se conoce como cleptoplastia.

La cleptoplastia es considerada como un tipo de simbiosis con aspectos o características muy importantes. Primero, el simbionte no es un organismo autónomo, si no un organelo celular; segundo, el simbionte se hospeda intracelularmente, no intercelularmente ni dentro de una vacuola; y por último, los cloroplastos permanecen funcionales en un periodo de hasta 10 meses dentro del hospedero a pesar de que no tenga ninguno de sus componentes nucleo-citosólicos que necesita para sintetizar proteínas y otras moléculas necesarias para la fotosíntesis.

A pesar de que desde su nacimiento estas babosas se alimentan de V. litorea, la endosimbiosis de los cloroplastos obtenidos mediante la cleptoplastia se establece hasta que alcanzan un estado juvenil temprano.

Figura 2. Vaucheria litorea

Esta asociación permite a la babosa autosustentarse mediante nutrientes producidos por la fotosíntesis que se lleva en los cloroplastos asimilados, también conocidos como cleptoplastos, que se localizan dentro de las células de todo el sistema digestivo de esta babosa. Además, siendo un molusco sin concha, el color que adquiere por los cleptoplastos le confiere un camuflaje contra los depredadores que suele tener.

Imagínense un momento, ser capaces de llevar a cabo la fotosíntesis cuando no tengan nada que comer, ser capaces de desplazarse libremente y además poseer un camuflaje contra los depredadores, ¿está padrísmo no creen?

A pesar de todo, los cloroplastos no se pasan a la siguiente generación (Fig. 3) y todo el proceso de cleptoplastia debe repetirse. Sin embargo, el origen de eucariontes fotosintéticos empezó con la simbiosis de una cianobacteria… y uno nunca sabe, pero Elysia chlorotica podría ser un indicio o un precursor a futuros animales fotosintéticos dentro de muchos millones de años.

Ciclo de vida E. chlorotica

Nuestros Fieles Compañeros

Oh si, nuestros fieles compañeros, esos animales que nunca nos han abandonado, que dependen de nosotros, que a lo largo de nuestra vida y de la historia de la humanidad han estado siempre con nosotros, desde mucho antes de que pudiéramos ser considerados como Homo sapiens… -Espera, ¿antes de ser considerados Homo sapiens? ¿No hablábamos de los perros?- Pues resulta que no, los perros sólo han estado con nosotros, según hallazgos fósiles en el 2008, desde hace aproximadamente desde hace 31,700 años.

Hablamos de un minúsculo animal, que ha pasado desapercibido por muchos, pero que sin embargo, ha estado asociado a la especie humana y a sus antepasados desde hace muchísimos millones de años. Nos referimos sin duda alguna al ácaro Demodex folliculorum (Fig. 1), conocido también como ácaro del folículo piloso.