¿Qué es la vida?

  Con esta pregunta tituló el genial Erwin Schrödinger un pequeño ensayo que publicó en 1944 a raíz de unas conferencias que impartió en el "Institute for Advanced Studies" del Trinity College de Dublín en febrero de 1943. En España puede leerse en la colección METATEMAS de la editorial TUSQUETS Editores. Se trata de una joya, claro, fácil de leer y que desde "Ser vivo" recomendamos su lectura, es como si no hubiese pasado el tiempo por el. Aporta otro enfoque a los habituales de las Ciencias biológicas que merece la pena apreciar.

Invierno 2009

Hoy, lunes día 21 de diciembre a las 18:47 hora oficial peninsular comienza el invierno en el hemisferio norte (verano en el hemisferio sur) según el convenio astronómico internacional. Este día es conocido también como solsticio de invierno porque el Sol alcanza la máxima declinación sur de su eclíptica (curva que dibuja el Sol en su movimiento aparente alrededor de la Tierra a lo largo del año) y parece quedarse así, aparentemente quieto, y bajo, durante varios días. Este día es también el más corto del año, en Madrid dura 9 h. y 17 minutos. Debido a la inclinación del eje terrestre y a que la órbita alrededor del Sol es elíptica (no circular) resulta que el día en el que el ocaso es antes no es hoy sino el 8 de diciembre y el día en el que amanece más tarde es el 4 de enero.
El próximo día 3 de enero de 2010 se producirá el perihelio, esto es, el día del año en el que la Tierra se acerca más al Sol (algo más de 147 millones de kilómetros).
En cuanto al clima, este año parece que el invierno se haya adelantado unos días si tenemos en cuentas las heladas y nevadas que han caído durante el final de este otoño en la península ibérica. Una muestra de este frío es la nevada que hemos sufrido esta misma noche en Madrid y que ha originado bastantes problemas de tráfico en buena parte de la capital del Reino.

Esponjas, el filum porifera

  A principios de mes comenté que debido al gran interés despertado por el post introductorio sobre las esponjas que escribiríamos un post ampliando más sobre estos animales. Esperemos que tenga, al menos, el mismo éxito que el primero. 

  El filum porifera incluye unas 10.000 especies. Son metazoos que se organizan a nivel celular, por lo que no llegan a formar tejidos en sentido estricto. Únicamente, llegan a formar pseudo-tejidos; es decir, sin lámina basal. Carecen de desmosomas. Presentan células diferenciadas del conjunto somático con una incipiente especialización de tipo fisiológico, aunque cada célula es capaz de vivir independientemente, y en cuanto se juntan se reagrupan. Tampoco tienen órganos y carecen de células nerviosas. Estas características han hecho difícil definir la individualidad, y de hecho, hay una concepción de las esponjas que considera colonias la mayor parte de ellas. Sin embargo, contra esta visión disponemos de la evidencia de la interacción intercelular:

• El flujo de agua frecuentemente se redirige desde un grupo de canales hacia otro.
• Las células del mesénquima se mueven desde la áreas antiguas a las de nuevo crecimiento.
• Los gametos se generan en todas las partes de la esponja a la vez.

  Esto indica que cualquier masa continua de esponja es un individuo, al menos en términos fisiológicos y etológicos. Desde el punto de vista de la biología de poblaciones el concepto de esponja individual se refiere al conjunto de células derivadas de un único huevo fertilizado, esto es, que comparten identidad genética, aunque estén físicamente separadas debido a una fragmentación o a la frecuente reproducción asexual.

  Pseudo-tejidos y células.

  El mesohilo es una capa de origen ectodérmico (no mesodérmico). Actúa como un tabique de apoyo para los pseudotejidos. Es tejido mesenquimatoso con abundante substancia extracelular. Las células arqueocitos son las que constituyen la matriz del mesohilo regenerándose cuando son precisas. Entre ellas se encuentran los escleroblastos que secretan las espículas o los fibroblastos que secretan la espongina. Otros tipos celulares del mesohilo son los colenocitos, los tesocitos, etc.

  Las esponjas también tienen una especie de células epiteliales llamadas pinacocitos, aplanadas y  que cubren el exterior de la esponja y los canales, pero el tipo celular por excelencia es el coanocito, llamado así por tener una especie de collar, y en su centro un gran flagelo con el que baten el agua generando corrientes, o con el que atraen la comida de la que se alimentan hasta el collar. Finalmente la comida acaba en las vacuolas digestivas del coanocito. Es decir, se produce una microfiltración. También están las células poro o porocitos, y los miocitos, células contráctiles que cierran el ósculo y los poros incurrentes. Su función es la regulación hidráulica. El intercambio gaseoso es por difusión. 

  Morfología y organización.

  Una característica relevante del grupo es la anaxonia, presentando formas muy variadas, por ejemplo, en aguas tranquilas presentan formas erectas, pero también son frecuentes las formas incrustantes o perforantes situandose en rocas o en conchas de otros animales, causan erosión disolviendo el carbonato cálcico y se introducen dentro. Son sésiles, aunque se ha demostrado que pueden realizar desplazamientos sumamente lentos. El endoesqueleto está formado por espículas calcáreas o silíceas, o por fibras de espongina (escleroproteína) o por una combinación de fibras y espículas. El esqueleto es formado por células del mesénquima que lo van secretando. Las células se disponen alrededor del entramado de canales y cámaras para la circulación del agua, pero carecen de una cavidad corporal o digestiva propiamente dicha. Las esponjas presentan tres tipos de organización, que pueden observarse en el dibujo del post:

• Ascon, es la más sencilla. Son esponjas pequeñas, tubulares, en las que el agua penetra por los microscópicos ostiolos y desde donde llegan a una cavidad llamada espongocele, que es una cavidad recubierta de un pseudotejido llamado coanodermo cuyo tipo celular fundamental es el coanocito. El agua y los deshechos salen por un ósculo, que se llama así porque al no ser  embriológicamente un blastoporo no puede llamarse boca.En ascon sólo se aprovecha el agua cercano al coanodermo.
• Sicon es un tipo intermedio, en el se delimitan cámaras vibrátiles de modo que el control sobre el agua circulante es mayor. Las cámaras contienen el coanodermo. Durante el desarrollo pasan por una fase ascon. Los coanocitos poseen un flagelo que genera las corrientes de agua internas para hacer pasar el agua del canal incurrente a los escurrentes y de estos al espongocele y finalmente al exterior tras franquear el ósculo.
• Leucon, esta es la organización más frecuente, porque los dos anteriores sólo se encuentran en esponjas calcáreas y en estados embrionarios. Estas esponjas son macroscópicas. Carecen de espongocele y sólo quedan tubos colectores. Estas esponjas aprovechan el 100% del oxígeno que les entra. Como aprovechan mejor los nutrientes y el oxígeno pueden crecer más. Otro problema que se soluciona al organizarse mejor es que los flagelos del espongocele en ascon apenas consiguen expulsar la columna de agua del espongocele, y eso que son esponjas bien pequeñas.

   Taxonomía y clasificación.

  Son acuáticas, y mayoritariamente marinas, aunque hay unas 150 especies dulcícolas. Hay dos grandes tipos de esponja:

1. Calcáreas (espículas de formas sencillas, monoaxonas, tetramexonas)
2. Silíceas, son el 85% de las especies clasificadas (aportan una mayor diversidad espicular).

  La diversificación de sus espículas es tan grande que se considera uno de los principales criterios taxonómicos.  Hay dos tipos, las megascleras (mayores de 100 micras) que se usan para identificar a nivel de clases y familias, y las microscleras (menores de 100 micras) que facilitan la identificación a nivel de género y especie. Los poríferos se han diversificado aprovechando la variabilidad de su endoesqueleto. Cada tipo espicular tiene su nombre, por ejemplo, monaxona diactina, triaxona hexactina, etc.

  El filo porifera se divide en dos subfilos:

1. Cellularia, se caracteriza porque sus células son discretas. Incluye tres clases.

• Calcáreas, con espículas de carbonato cálcico, que a menudo forman una corona en el ósculo, y con forma acicular o con 3 ó 4 radios. Todas son marinas y presenta los tres tipos de organización canalicular.
• Esclerosponjas, segregan un esqueleto basal macizo de carbonato cálcico. Las espículas son silíceas y similares a las de las demosponjas, pero faltan con frecuencia y también tienen fibras de espongina. Organización leucon. Aguas tropicales, viven en zonas con muy poca luz y se consideran fósiles vivientes.
• Demosponjas, presentan espículas silíceas no hexactinélidas, o fibras de espongina o ambas. Organización leucon. Una de sus familias tiene especies dulceacuícolas. A esta clase pertenecen las esponjas de baño. Aquí se incluye la mayor diversidad de esponjas incluyendo en torno al 90% de las especies.

1. Symplasma, se caracteriza por tener células sincitiales (plasmodios). Se compone de una sóla clase, las hialosponjas (hexactinélidas). Espículas silíceas con tres ejes (triaxonas) o seis radios, que se disponen en ángulos rectos entre sí. Las espículas frecuentemente se unen para formar un retículo. El cuerpo suele ser cilíndrico o embudiforme. Organización sicon o leucon. Suelen habitar aguas profundas y todas sus especies son marinas.

  Reproducción y desarrollo

  La reproducción puede ser asexual, por gemación. Las gemas luego se implantan en otro lugar. Esta forma de reproducción usada preferentemente en aguas dulces. O puede ser sexual, generalmente son hermafroditas, aunque hay especies que presentan la dioecia. En ambos casos, en cierto momento se liberan espermatozooides vía ósculo, sin pasar por los coanocitos. Los espermatozooides llegan a otras esponjas que se alimentan de ellos salvo que sean de su misma especie. Cuando el coanocito ingiere un espermatozooide de su misma especie lo coloca en una vacuola, pierden sus flagelos y el coanocito además su collar transformandose en un quiste que se introduce en el mesohilo, en donde se encuentra el óvulo. Tras la fecundación, se forma una larva de vida libre y nadadora que en muchas esponjas es una parenquímula con un cuerpo sólido, que carece de oquedad interna alguna, completamente maciza. Su superficie es flagelada salvo el polo posterior. Al encontrar un lugar adecuado se inicia la metamorfosis: las células flageladas dirigidas hacia el exterior migran al interior después de que la larva se haya fijado  y van a dar los coanocitos, es el estadío rhagon del desarrollo (un estadio juvenil sicon modificado que crecerá para llegar a ser un leucon adulto), desarrollando así las cámaras vibrátiles. Sin embargo, en las calcáreas y en algunas demosponjas lo que se desarrolla es una blástula hueca llamada anfiblástula con células flageladas dirigidas hacia el interior. La salida al exterior es previa al esbozo de la cavidad digestiva, es una blástula con dos polos. Tras el periodo de vida libre se fija a un sustrato y se vuelve hacia fuera (inversión) quedando el extremo flagelado hacia el exterior formando el coanodermo y las otras foman el pinacodermo. Sus células flageladas (micrómeros) están en el extremo más delgado y las no flageladas (macrómeros) están en el extremo más ancho. Los micrómeros se invaginan en el interior o son recubiertos por macrómeros. Los micrómeros dan lugar a coanocitos, arqueocitos y colenocitos y los macrómeros dan el pinacodermo y los escleroblastos. El ciclo biológico es pelago-bentónicos con larvas primarias en ambos casos, pero no todas las esponjas tienen larvas.

  Tras ver cómo se produce el desarrollo de los porífera, se advierte que es justo al revés que en el resto de metazoos por lo que para algunos autores es preferible llamarlos parazoa, en contraposición a eumetazoa. 

  Para más información sobre el tema recomiendo esta página del departamento de Zoología de la Universidad de Córdoba.

La evolución por simbiosis

El gran botánico Andreas F.W. Schimper basandose en observaciones de otros colegas como Johannes Reinke y en su propio descubrimiento (en paralelo a Arthur Meyer) de que los plastos no se forman sino es a partir de otros anteriores por división, escribió en 1883 que los vegetales deberían su origen a la simbiosis de un organismo no coloreado con uno coloreado de clorofila. A partir de este primer paso de Schimper empezó a insinuarse abiertamente entre algunos biólogos que otros orgánulos como el núcleo también podrían haberse originado del mismo modo. En 1894 el citólogo e histólogo Richard Altmann publicó "Die Elementarorganismen und ihre Beziehungen zu den Zellen" obra en la que planteó que las mitocondrias tienen autonomía metabólica y reproductiva, y que su parecido con las bacterias es tan grande que en realidad hay que considerar a las células como colonias de organismos, incluyendo al núcleo entre estos. En 1909 todas las conjeturas, especulaciones e hipótesis de trabajo referentes a este tema fueron organizadas en una teoría por el gran botánico ruso, experto en líquenes (organismos simbióticos), Konstantin Mereschkovsky quien más adelante, en 1926, publicó el libro "Simbiogénesis y el origen de las especies" en donde apunta a las cianobacterias como antecesoras de los cloroplastos. Medio siglo después, la bióloga norteamericana Lynn Margulis publicó en 1967 «On the origin of mitosing cells» trabajo en el que expone su teoría sobre la endosimbiosis seriada. Gracias a su extraordinaria capacidad divulgativa, frecuentemente en colaboración con su hijo Dorion Sagan, fruto de su matrimonio con el astrónomo y también grandísimo divulgador Carl Sagan, esta bióloga consiguió popularizar y además rescatar de la consideración de heterodoxa la evolución por simbiosis. Schimper y Altmann nunca han sido olvidados por razones obvias nada más tenemos que ver éxito del "Tratado de botánica" del profesor Strasburger también firmado por Schimper y que todavía se sigue editando (bajo nuevas actualizaciones, claro) y que podemos comprar en la librería. No obstante, la parte de su trabajo que estamos tratando si que tuvo que ser rememorada. Margulis para dar mayor consistencia a su teoría ha tenido que rescatar del olvido además de a Mereschkovsky a otros defensores de este importante mecanismo evolutivo, pero con poco peso como investigadores : Wallin, Kozo-Polyansky, etc.

Hoy día ha pasado a formar parte del consenso científico que plastos y mitocondrias son orgánulos de origen simbiótico. No solo guardan similitudes morfológicas con las bacterias, también tienen ADN y ribosomas propios similares a los bacterianos. Además, ahora conocemos muchos más ejemplos de simbiosis celulares y sabemos de protistas fotosintéticos como Cyanophora paradoxa que viven en simbiosis con cianelas muy similares a las cianobacterias, o la simbiosis permanente de la gigantesca ameba Pelomyxa palustris que en vez de mitocondrias contiene bacterias aeróbicas, etc.

La gran dificultad que ha encontrado este fenómeno evolutivo para ser aceptado por la comunidad científica se debe fundamentalmente a las grandes controversias que han surgido (y siguen surgiendo) en torno al hecho evolutivo y a la diferente importancia atribuida a los mecanismos subyacentes en el origen de las especies. Estamos acostumbrados, desde la escuela, a oir que con las mutaciones, el mecanismo de la selección natural y poco más queda explicada la evolución, sin embargo la realidad es otra. Es cierto, que a nivel microevolutivo el neodarwinismo funciona y explica muy bien la realidad, pero a nivel macroevolutivo esta teoría no acaba de explicar bien las observaciones conocidas, siendo un claro ejemplo de esto el hecho de que el origen de ciertos orgánulos de la célula eucariota se explica perfectamente por la teoría simbiótica.

Manifiesto contra el Anteproyecto de Ley de Economía Sostenible

Ante la inclusión en el Anteproyecto de Ley de Economía sostenible de modificaciones legislativas que afectan al libre ejercicio de las libertades de expresión, información y el derecho de acceso a la cultura a través de Internet, los periodistas, bloggers, usuarios, profesionales y creadores de internet manifestamos nuestra firme oposición al proyecto, y declaramos que…
1.- Los derechos de autor no pueden situarse por encima de los derechos fundamentales de los ciudadanos, como el derecho a la privacidad, a la seguridad, a la presunción de inocencia, a la tutela judicial efectiva y a la libertad de expresión.
2.- La suspensión de derechos fundamentales es y debe seguir siendo competencia exclusiva del poder judicial. Ni un cierre sin sentencia. Este anteproyecto, en contra de lo establecido en el artículo 20.5 de la Constitución, pone en manos de un órgano no judicial -un organismo dependiente del ministerio de Cultura-, la potestad de impedir a los ciudadanos españoles el acceso a cualquier página web.
3.- La nueva legislación creará inseguridad jurídica en todo el sector tecnológico español, perjudicando uno de los pocos campos de desarrollo y futuro de nuestra economía, entorpeciendo la creación de empresas, introduciendo trabas a la libre competencia y ralentizando su proyección internacional.
4.- La nueva legislación propuesta amenaza a los nuevos creadores y entorpece la creación cultural. Con Internet y los sucesivos avances tecnológicos se ha democratizado extraordinariamente la creación y emisión de contenidos de todo tipo, que ya no provienen prevalentemente de las industrias culturales tradicionales, sino de multitud de fuentes diferentes.
5.- Los autores, como todos los trabajadores, tienen derecho a vivir de su trabajo con nuevas ideas creativas, modelos de negocio y actividades asociadas a sus creaciones. Intentar sostener con cambios legislativos a una industria obsoleta que no sabe adaptarse a este nuevo entorno no es ni justo ni realista. Si su modelo de negocio se basaba en el control de las copias de las obras y en Internet no es posible sin vulnerar derechos fundamentales, deberían buscar otro modelo.
6.- Consideramos que las industrias culturales necesitan para sobrevivir alternativas modernas, eficaces, creíbles y asequibles y que se adecuen a los nuevos usos sociales, en lugar de limitaciones tan desproporcionadas como ineficaces para el fin que dicen perseguir.
7.- Internet debe funcionar de forma libre y sin interferencias políticas auspiciadas por sectores que pretenden perpetuar obsoletos modelos de negocio e imposibilitar que el saber humano siga siendo libre.
8.- Exigimos que el Gobierno garantice por ley la neutralidad de la Red en España, ante cualquier presión que pueda producirse, como marco para el desarrollo de una economía sostenible y realista de cara al futuro.
9.- Proponemos una verdadera reforma del derecho de propiedad intelectual orientada a su fin: devolver a la sociedad el conocimiento, promover el dominio público y limitar los abusos de las entidades gestoras.
10.- En democracia las leyes y sus modificaciones deben aprobarse tras el oportuno debate público y habiendo consultado previamente a todas las partes implicadas. No es de recibo que se realicen cambios legislativos que afectan a derechos fundamentales en una ley no orgánica y que versa sobre otra materia.

Este manifiesto, elaborado de forma conjunta por varios autores, es de todos y de ninguno. Si quieres sumarte a él, difúndelo por Internet.

Cetosis, peligrosa descompensación metabólica.

La cetosis es un fenómeno metabólico que observan habitualmente muchos profesionales sanitarios que trabajan en pediatría, medicina deportiva, veterinaria, etc. Para explicar y entender qué es la cetosis debemos introducir algunos conceptos bioquímicos.

La cetosis se advierte por la presencia de cuerpos cetónicos en la orina (cetonuria) o en la sangre (cetonemia). Llamamos cuerpos cetónicos a tres productos del catabolismo lipídico:
. ácido beta-hidroxibutírico
. ácido acetoacético
. acetona
Se generan principalmente en las mitocondrias hepáticas. El ácido acetoacético se produce a partir del acetil coenzima A y mayoritariamente se transforma en ácido beta-hidroxibutírico tras una reacción catalizada por la beta-D-hidroxibutirato deshidrogenasa, enzima localizada en la cara interior de la membrana mitocondrial interna. Estos ácidos pueden alterar el pH interno provocando acidosis metabólica, dependiendo de la causa (insuficiencia renal, diabetes, etc.) puede ser más o menos grave, pudiendo terminar en casos extremos en coma o en muerte. En el tema que estamos tratando, hablamos de cetoacidosis para distinguirlo de otras acidosis, y hablamos de acidemia si el pH es menor que el normal en sangre (7,35-7,45). Este efecto se compensa, en parte, porque el ácido acetoacético al difundir desde el hígado al resto del cuerpo reacciona espontáneamente mediante descarboxilación para generar acetona (CH3-CO-CH3), molécula hidrosoluble y neutra aunque bastante tóxica. Los dos ácidos mencionados tras pasar a la sangre son aprovechados por el músculo estriado, el músculo cardiaco, el cerebro, etc. que los aprovechan muy bien para obtener energía, cuando hay problemas para disponer de glucosa. En estos casos el acetil coenzima A obtenido previamente en la beta-oxidación de los ácidos grasos (hélice de Lynen) en vez de incorporarse al ciclo de los ácidos tricarboxílicos (ciclo de Krebs) tiene que ir por la ruta de la cetogénesis. Algunas situaciones en las que aparece la cetosis son:

• Ayuno


• Dietas bajas en hidratos de carbono


• Fiebres altas


• Lactancia


• Embarazo


• Vómitos


• Diabetes

En definitiva, la cetosis es una descompensación metabólica causada por la escased o la imposibilidad de metabolizar glúcidos, el hígado entonces cataboliza lípidos y por la cetogénesis produce los cuerpos cetónicos para su aprovechamiento energético por las células de otros órganos.