miércoles, 31 de julio de 2024

Cícadas y ecosistemas de la isla de Guam amenazados por una cochinilla

 


  Un estudio publicado en junio de 2024 en la revista Pedosphere examina cómo una cochinilla recién llegada, esto es, un pequeño insecto no nativo, altera la dinámica de la descomposición de la hojarasca de la nueva especie huésped  en islas a las que acaban de llegar. La cochinilla investigada conocida como cochinilla de aulacaspis de la cícada o CAS, ha estado ocupando nuevos territorios en todo el mundo durante décadas, afectando a las poblaciones de cícadas cultivadas y naturales residentes. Los insectos vegetarianos no nativos que llegan a comunidades isleñas a menudo amenazan a las plantas nativas que sirven como nuevos huéspedes descubiertos y que carecen de enemigos naturales. La comunidad científica a menudo cuantifica la mortalidad de plantas tras estas invasiones insulares, pero el efecto dominó en el ecosistema a menudo no se considera durante la investigación de conservación.

En este estudio se consideró la invasión de la isla de Guam a partir del año 2003, donde la población nativa de cícadas resultó gravemente amenazada.

El inicio de la mortalidad inducida por CAS entre las plantas nativas de cícadas empezó en 2005 según el estudio de Thomas Marler, profesor retirado de la Universidad de Guam. Los especialistas en cícadas comenzaron a comunicar recomendaciones para desarrollar una estrategia a base de organismos para el control biológico de la población de CAS en la isla de Guam.

  Tras algunos años de alta mortalidad de estas bonitas plantas, la planta huésped conocida como Cycas micronesica fue finalmente incluida bajo la Ley de Especies en Peligro de Extinción (ESA) de EE.UU.

  El equipo de investigación de Guam utilizó protocolos tradicionales de descomposición de hojarasca para comparar la dinámica de descomposición de hojas de cícada dañadas por CAS con hojas de cícada que permanecieron sin daños.

  Aproximadamente un año de incubaciones de hojarasca revelaron que el daño por CAS aumentó enormemente la velocidad de descomposición de las hojas, incluida la velocidad con la que los macronutrientes se liberaron de la hojarasca al suelo en general. Por ejemplo, el nitrógeno contenido dentro de la hojarasca no dañada era el triple de la contenida dentro de la hojarasca dañada por CAS al final del estudio.

  Este estudio de la isla de Guam confirma que una nueva invasión de CAS en un ecosistema insular requiere que los conservacionistas actúen rápidamente para establecer el control biológico porque la acción inadecuada permite que las cochinillas causen graves daños a nivel del ecosistema afectando a los macronutrientes de la hojarasca.

Un saludo

domingo, 30 de junio de 2024

Los tardígrados, unos extremófilos entre el mundo macroscópico y el microscópico

 

Los tardígrados, también conocidos como osos de agua, son organismos que han capturado la atención de científicos y entusiastas debido a su extraordinaria capacidad para sobrevivir en condiciones extremas.


  Pertenecientes al filo Tardigrada, establecido por Lázaro  Spallanzani en 1777 estos pequeños animales poseen características únicas que les permiten soportar temperaturas extremas, radiación, desecación y presión intensa. Fueron descubiertos por el zoólogo alemán Johann August Ephraim Goeze en 1773 que los llamó osos de agua. Actualmente, se consideran parte de los panartrópodos, clado de Ecdysozoa que agrupa a artrópodos, onicóforos y tardígrados.

Morfología y Anatomía

  Los tardígrados miden entre 0,05 y 1.5 milímetros de longitud, es decir, por su tamaño estos animalitos están posicionados entre los mundos macroscópico y microscópico. Presentan una morfología distintiva con cuerpos segmentados y ocho patas terminadas en garras. Su cuerpo está cubierto por una cutícula que les proporciona protección y estructura. La cutícula se muda periódicamente, similar a otros invertebrados, permitiendo el crecimiento y la regeneración.

  La anatomía interna de los tardígrados incluye un sistema digestivo simple que va desde la boca hasta el ano, y un sistema nervioso relativamente complejo con un cerebro y ganglios distribuidos a lo largo de su cuerpo. Aunque carecen de sistemas respiratorio y circulatorio complejos, los tardígrados intercambian gases directamente a través de su cutícula.

Ciclo de Vida y Reproducción

  El ciclo de vida de los tardígrados incluye varias etapas desde el huevo hasta el adulto. La reproducción puede ser sexual o asexual (partenogénesis), dependiendo de la especie. Los huevos son depositados en el entorno o dentro de la cutícula muda de la madre y se desarrollan en condiciones ambientales favorables.

  Durante su desarrollo, los tardígrados pasan por varias mudas, aumentando de tamaño en cada etapa. Pueden vivir desde varios meses hasta unos pocos años, dependiendo de las condiciones ambientales. En condiciones adversas, los tardígrados pueden entrar en un estado de criptobiosis, donde suspenden sus procesos metabólicos y se encogen en una forma deshidratada conocida como tuno.

Capacidad de Supervivencia Extrema

  Los tardígrados se han hecho famosos por su capacidad de sobrevivir en condiciones extremas que acabarían con la mayoría de los seres vivos. Esta capacidad se debe principalmente a su habilidad para entrar en criptobiosis, como ya hemos comentado más arriba, un estado de animación suspendida en el que los procesos metabólicos se detienen casi por completo. Las formas de criptobiosis que los tardígrados pueden adoptar son:

  • Anhidrobiosis: Resistencia a la desecación completa. Los tardígrados pueden perder hasta el 99% de su contenido de agua y, al rehidratarse, volver a la vida activa.
  • Criobiosis: Supervivencia a temperaturas extremadamente bajas, incluso cerca del cero absoluto.
  • Osmobiosis: Adaptación a cambios extremos en la salinidad del ambiente.
  • Anoxibiosis: Capacidad de sobrevivir en condiciones de falta de oxígeno.

  Además de estas formas de criptobiosis, los tardígrados también pueden resistir niveles letales de radiación, presiones extremas del vacío del espacio exterior y presiones elevadas en las profundidades oceánicas.

Adaptaciones Moleculares

Las adaptaciones extremas de los tardígrados están relacionadas con varias proteínas y mecanismos moleculares únicos. Las proteínas de protección tardígrada (Dsup de Damage Suppressor), por ejemplo, protegen su ADN del daño causado por radiación y desecación. Además, los tardígrados sintetizan trehalosa, un azúcar que ayuda a estabilizar las membranas celulares y las proteínas durante la desecación.

  Otra adaptación notable es la presencia de proteínas específicas de criptobiosis que forman vitrinas (una especie de vidrio biológico) que protegen las estructuras celulares y moleculares durante los estados de criptobiosis.

Ecología y Distribución

  Los tardígrados se encuentran en un gran número de hábitats, desde musgos y líquenes hasta ambientes marinos y dulceacuícolas. Son particularmente abundantes en hábitats de musgos y líquenes, donde fueron descubiertos en el s.XVIII, donde la humedad periódica les permite entrar y salir del estado de criptobiosis. También se han encontrado en ambientes extremos como profundidades marinas, desiertos, regiones polares e hidrotermales.

  Su capacidad de criptobiosis les permite dispersarse a través de medios como el viento y el agua, facilitando su colonización en diversos entornos. A pesar de su resistencia, los tardígrados prefieren ambientes húmedos donde puedan mantenerse activos y alimentarse de algas, bacterias y pequeñas partículas orgánicas.

Investigación científica y aplicaciones en astrobiología

  El estudio de los tardígrados ha proporcionado información valiosa sobre la biología de la supervivencia extrema y tiene potenciales aplicaciones en biotecnología, medicina y astrobiología. Las proteínas de protección tardígrada (Dsup) están siendo investigadas para proteger células humanas de daños por radiación, lo que podría ser útil en terapias de radiación y exploración espacial.

  En astrobiología, los tardígrados son especialmente estudiados como modelos para estudiar la vida en condiciones extraterrestres. Sus increíbles capacidades de resistencia sugieren que formas de vida mayores a las microbianas podrían existir en entornos extremos en otros planetas 

Un saludo

viernes, 31 de mayo de 2024

Nuevo genoma récord

 


  Se acaba de publicar en iScience el descubrimiento del genoma que bate el récord conocido de tamaño genómico en un ser vivo (Tmesipteris oblanceolata), un helecho que contiene la asombrosa cantidad de 160 mil millones de pares de bases en su ADN. Son 11 mil millones más que el anterior récord conocido, la planta con flores (Paris japonica), y 30 mil millones más que el pez pulmonado marmóreo (Protopterus aethiopicus), que tiene el genoma animal más grande conocido. Este genoma es 50 veces mayor que el nuestro.

  El director del estudio es Jaume Pellicer, un biólogo evolutivo del Instituto Botánico de Barcelona (España), quien también participó en el descubrimiento del anterior genoma récord (P. japonica). Y que en colaboración con científicos británicos de los reales jardines botánicos de Kew-Londres (UK) ha descubierto esta maravilla de la naturaleza.

  Este helecho es nativo de Nueva Caledonia y de los archipiélagos vecinos en el Pacífico Sur, donde es conocida como helecho tenedor. Su colosal número de pares de bases plantea preguntas sobre cómo la planta maneja su material genético ya que tan solo una pequeña proporción del ADN está compuesta de genes que codifican proteínas.

¿Por qué un organismo ha evolucionado para tener tantos pares de bases?

  Porque tener más pares de bases conlleva una mayor demanda de los elementos que componen el ADN y de energía para duplicar el genoma con cada división celular.

  Por ahora, los investigadores solo pueden especular sobre las respuestas a esta pregunta. El genoma más grande secuenciado pertenece al muérdago europeo (Viscum album), con unos 90 mil millones de pares de bases

  Descubrir formas de analizar estos gigantescos genomas podría proporcionar conocimientos cruciales sobre cómo el tamaño del genoma influye en dónde pueden crecer los organismos, cómo son capaces de prosperar en sus entornos, etc.

  Un saludo

Notas: Fernández, P. et al. iScience https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.109889 (2024)
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