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SUPLEMENTO DE CAMBIO DE MICHOACÁN CAMBIO DE MICHOACÁN | C I E N C I A R I O | 3 DE SEPTIEMBRE DE 2 0 13 | 1 PARA LA DIVULGACIÓN DE TEMAS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS EDITOR: RAÚL LÓPEZ TÉLLEZ ixca68@hotmail.com MARTES 3 DE SEPTIEMBRE DE 2013 NÚMERO 493 APARECE LOS MARTES www.cambiodemichoacan.com.mx

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«Un caso extremo de asociación es el caso del gusano marino convoluta, que incluso a la vista es verde como las plantas. Es depredador como cualquier otro animal pero, al llegar la época reproductiva, deja de alimentarse y depende completamente de la fotosíntesis que sus algas realizan durante toda la época».

Animales que se creen plantas David Tafolla Venegas ESPECIAL

Cuántos hemos fantaseado, para no tener que preparar comida en un día agotador, simplemente sentarnos bajo el cielo para alimentarnos con la luz solar, justamente como lo hacen las plantas gracias a la famosa fotosíntesis que las algas y la mayoría de los vegetales realizan. Pero no podemos porque somos animales, y algo que nos caracteriza a todos los animales es que tenemos que conseguir y consumir el alimento; por fuerza, todos los animales tenemos que comer para adquirir los nutrimentos necesarios y desarrollarnos de buena manera. Sin embargo, revisando detalladamente el reino animal, encontramos que sí existen animales que llevan a cabo la fotosíntesis justo como lo hacen las plantas y las algas, lo más sorprendente es que no son casos aislados, estos «animales fotosintéticos» o «animales-plantas» son más comunes de lo que se cree. El hecho de poder decidir entre comer o hacer fotosíntesis puede parecer un logro inaudito de la evolución, porque los sistemas destinados a la ingestión de alimento externo y los destinados a la conversión de la energía solar son muy distintos, y .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

GENÉTICA Y BIOLOGÍA PÁGINA 2

geno, carbohidratos y lípidos, además de otras sustancias. El animal toma estas sustancias que para él son nutrimentos esenciales y ya no tiene que ir a buscar alimento, pues ya tiene dentro de sí a las algas que lo alimentan, y estas, a cambio, obtienen refugio. Esta asociación es muy beneficiosa para animales que no se mueven y no es muy sencillo para ellos conseguir alimento, tal es el caso de las esponjas marinas, que incluso el 70 por ciento de su peso seco llega a ser el correspondiente a sus algas. Los corales otro ejemplo de animal-planta, y tan esencial es esta asociación entre el coral y el alga, que si no fuera así, para los corales sería prácticamente imposible construir sus gigantescos esqueletos que forman los esplendidos y bellísimos arrecifes de coral. Un caso extremo de asociación es el caso del gusano marino convoluta, que incluso a la vista es verde como las plantas. Es depredador como cualquier otro animal pero, al llegar la época reproductiva, deja de alimentarse y depende completa-

sería muy improbable que hubieran llegado a evolucionar en un mismo organismo; al menos en uno complejo formado de tejidos y órganos, porque hay bastantes seres unicelulares que poseen las dos capacidades. Entonces, la evolución muy simpáticamente toma un atajo, promoviendo una «asociación muy íntima» entre pequeñas algas fotosintéticas (algas microscópicas) y los animales que las alojan. Todos los animales-planta son acuáticos, los hay dulceacuícolas y marinos. Esta asociación entre los reinos animal y vegetal se lleva de dos maneras. La primera y más generalizada, es cuando el animal mantiene entre sus tejidos a la pequeña alga completa; el alga vive muy cómodamente dentro del animal al que toma como su hogar y ahí realiza la fotosíntesis; los productos de este proceso son oxí.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

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SOBRE EL ENVEJECIMIENTO

INFIDELIDAD

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Genética

Animales que se creen plantas

y biología

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mente de la fotosíntesis que sus algas realizan durante toda la época. La segunda asociación y más extrema es la llevada a cabo por la babosa marina llamada Elysia chlorotica . Esta babosa, cuando es juvenil, se alimenta incansablemente de algas, las digiere como todo buen animal digiere su alimento pero no digiere a los cloroplastos de las algas (los cloroplastos son los orgánulos celulares de algas y vegetales que realizan la fotosíntesis), sino que los envía a tejidos especiales para contenerlos en todo su cuerpo. Una vez que el cuerpo se llena de cloroplastos, jamás en su vida vuelve a comer y depende completamente del proceso fotosintético, lo que convierte a esta babosa en un auténtico animal-planta. El proceso de incorporación de los cloroplastos a los tejidos de la babosa no es tan sencillo como parece, ya que los cloroplastos, para funcionar adecuadamente, necesitan proteínas que las algas originalmente les proveen, proteínas que son codificadas en el núcleo de la célula vegetal. Por trabajos que han realizado varios investigadores en la materia, se cree que la babosa no solamente deja intactos a los cloroplastos al momento de la digestión, además guarda parte del material genético de las algas y lo incorpora al propio, de esta manera mantiene la funcionalidad de los cloroplastos y, más sorprendente aún, este material genético vegetal dentro de sus propios cromosomas es heredado a las crías. La naturaleza definitivamente nunca dejará de sorprendernos, ahora nos parecerá que todo lo que podamos imaginar es muy posible en algún lugar de nuestro bello planeta.

El concepto de gen ha tenido significados distintos en diferentes épocas. Desde la historia y la filosofía de la biología, intentamos ver cómo muchos de los conceptos que ahora manejamos tienen su origen en teorías o propuestas anteriores y de este modo tratamos de seguir el desarrollo de la genética o la biomedicina, explicó la doctora Ana Barahona Echeverría, profesora del Departamento de Biología Evolutiva de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Hoy asociamos «gen» con la base molecular de la herencia, pero no es la misma respuesta la que daría un mendeliano a principios del siglo XX, a la de un biólogo molecular del siglo XXI, la palabra puede ser la misma, pero el concepto y la teoría en la que se insertó han cambiado. En la época de Mendel el término gen no existía, él utilizaba la palabra «determinadores» y postulaba que estaban en el núcleo. Estos «determinadores», que posteriormente fueron llamados factores y luego genes, eran aquellos que se podían observar como resultado de las cruzas. Ahora sabemos que un gen es una secuencia de ácido desoxirribonucleico (ADN) que codifica para una proteína con una función específica. «La genética tiene sus raíces en el siglo XIX, cuando Gregor Mendel propuso el mecanismo de herencia de los caracteres en algunas especies, aunque su verdadero desarrollo comienza en el siglo XX, con el redescubrimiento de las llamadas Leyes de Mendel en 1900 por Hugo de Vries, Carl Correns y Erich von Tschermac», explicó la doctora Barahona, integrante de la Academia Mexicana de Ciencias. La genética mendeliana se introdujo en Estados Unidos y en otros países a través de la agricultura, a finales del siglo XIX y comienzos del XX. Los expertos estadounidenses en mejora vegetal y animal incorporaron el mendelismo con mayor rapidez que otros grupos académicos.

Hoy asociamos «gen» con la base molecular de la herencia, pero no es la misma respuesta la que daría un mendeliano a principios del siglo XX, a la de un biólogo molecular del siglo XXI, la palabra puede ser la misma, pero el concepto y la teoría en la que se insertó han cambiado.

ESPECIAL

Así, en 1910, George H. Shull, Edward M. East y Donald F. Jones obtuvieron maíz doble híbrido (dos cruzas simples mezcladas entre sí) uno de los mayores éxitos de la investigación llevada a cabo en Estados Unidos. Por ello, se diseñaron programas que impulsaron la introducción del maíz híbrido en México y Colombia, países en donde tuvo que competir con los maíces criollos de polinización abierta, que se da a través de los insectos, el viento y el agua. La doctora Barahona explicó en un rápido recorrido por la historia de nuestro país, algunas de las características que este proceso tuvo en la agricultura. La Revolución fallida Con la Revolución Mexicana llegó la renovación de las condiciones de los campesinos. La reforma agraria se expresó en los programas políticos para la recuperación del campo, y se consideró a la educación un agente impulsor básico; se fomentó la formación de agrónomos y técnicos con la creación de la Escuela Nacional de Agricultura (ENA), la cual, en 1907, durante la Presidencia de Porfirio Díaz

(1877-1911), pasaría a formar parte de la Secretaría de Agricultura y Fomento. Aunque la genética en la agricultura se conocía en México desde finales de la década de 1920, los primeros programas de investigación genética se iniciaron durante el sexenio de Lázaro Cárdenas (1934-1940) bajo la dirección del ingeniero agrónomo Edmundo Taboada, quien tras estudiar en Estados Unidos regresa a México y da clases en la ENA con un texto que él escribe titulado: Notas de biología. En 1941, en un encuentro entre el vicepresidente de Estados Unidos, Henry Wallace, y el presidente de la Fundación Rockefeller, Raymond Fosdick, se acordó un programa de desarrollo agrícola en Latinoamérica, especialmente en México. Un año después la Fundación envió a nuestro país a tres científicos dedicados al estudio de plantas. En 1943 la Fundación Rockefeller inició el Programa Mexicano de Agricultura, cuyo principal objetivo era el mejoramiento del maíz y del trigo. La Fundación Rockefeller fue crucial para el establecimiento en México del Centro Internacional del Mejoramiento de Maíz y Tri-

go (CIMMyT), considerado como el más importante centro de investigación de maíz y trigo en el mundo. De esta manera, explicó la investigadora, la genética vegetal en el país se desarrolló bajo dos perspectivas: la que provenía de Edmundo Taboada y la introducida por la Fundación Rockefeller, que luego se conoció como la «Revolución verde». La «Revolución verde» consistió en el empleo de una serie de insumos que se les vendían tanto a los latifundistas como a los ejidatarios, que incluía las semillas y los fertilizantes, además se tenía que utilizar un determinado sistema de riego. Una particularidad de las semillas construidas con las técnicas mendelianas en Estados Unidos es que daban muy buenas mazorcas, pero perdían fertilidad. Así los campesinos tenían que comprar semillas cada año, cuando la tradición con el maíz era cultivar y cosechar una parte para consumo propio, otra para el consumo de sus animales y otra para la venta, de alguna manera los ejidos eran autosustentables. La tecnología externa no tuvo éxito, porque la estructura social de los ejidos y las características propias del maíz, impidieron que estos maíces fueran aceptados en el país. Ante este paquete tecnológico Taboada hizo lo que él llamó «Maíces dobles estabilizados», una combinación de maíces criollos, de tal forma que les garantizaba a los agricultores poder sembrar en varias ocasiones. La «Revolución verde», en cambio, sí tuvo éxito para el trigo, porque los trigos no eran mexicanos y no ponían en riesgo la autonomía de los ejidos; el llamado «padre de la Revolución verde» y Premio Nobel de la Paz en 1970, Norman Borlaug, se hizo cargo del programa de mejoramiento del trigo de la Fundación Rockefeller, así obtuvieron los llamados trigos enanos los cuales fueron un éxito, debido a su capacidad de resistencia a enfermedades, a su mayor índice de cosecha y fertilidad de la espiga, finalizó Ana Barahona. | AMC


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Sobre el

FRONTERAS

envejecimiento María C. González | Cuauhtémoc Sarabia Martínez «Es un buen tipo mi viejo, que anda solo y esperando, tiene la tristeza larga, de tanto venir andando…». Canción de Piero Cuando nos vemos al espejo comprobamos algo evidente y natural: cada día nos hacemos más viejos. Aunque a muchos no nos inquieta ese hecho, hay muchas personas a las que les causa angustia, como a la madrastra del cuento de Blanca Nieves. La angustia de envejecer está a veces justificada, no sólo porque disminuyen nuestras capacidades físicas (y a veces también las mentales), sino también porque con la edad se tiene menos aceptación en las relaciones laborales y amorosas (los viejos tienen fama de gruñones). En las filosofías orientales se enseña que, aunque el envejecer puede ser doloroso, no tiene por qué causar sufrimiento si tratamos de evitar el apego a nuestra juventud, ya que ésta es algo de lo más impermanente. Tal vez en el occidente capitalista, el valor de una persona va disminuyendo, porque se le considera una mercancía que se deteriora con el tiempo y hay que reemplazarla. Pasando a los aspectos científicos (motivo de este suplemento), se sabe que el deterioro en el funcionamiento de organismos, se debe a que las células que nos constituyen sólo pueden dividirse un número determinado de veces, pues en cada división se van perdiendo fragmentos en los extremos de las cadenas de ADN (telómeros) y cuando la longitud de estos llega a un mínimo, ocurren cambios que llevan a la muerte celular. Con la edad, las grandes moléculas de que estamos hechos: proteínas, ácidos nucleicos, ácidos grasos, se van deteriorando acumulando defectos que cada vez son más difíciles de reparar. Es

ESPECIAL

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«Con la edad, las grandes moléculas de que estamos hechos: proteínas, ácidos nucleicos, ácidos grasos, se van deteriorando acumulando defectos que cada vez son más difíciles de reparar»

como lo que le sucede a una tela o cuerda expuesta al ambiente, con el tiempo pierde su resistencia y la rompemos sin dificultad. Una de las causas del deterioro es la oxidación, causada por los llamados «radicales libres», son moléculas que contienen oxígeno activo y se producen en el organismo con el proceso de generación de energía en las mitocondrias. Tratando de explicar cómo actúan los radicales libres, una vez uti-

licé la siguiente analogía: son como los hombres y mujeres solteras y atractivas, que cuando ingresan a un grupo de parejas casadas causan rupturas y conflictos. Las investigaciones actuales han reportado hallazgos interesantes: científicos de la Karolinska Institutet y el Instituto Max Planck para la Biología del Envejecimiento, afirman que heredamos de nuestras madres los genes que determinan cómo envejecemos. Las mi-

tocondrias que son corpúsculos dentro de las células donde se procesa la energía, contienen un ADN (lo heredamos sólo de nuestra madre) que cambia más rápido que el ADN del núcleo celular. La mutaciones en el ADN mitocondrial deshabilita la producción de energía. Esto sugiere que los tratamientos terapéuticos y dietéticos orientados hacia el funcionamiento mitocondrial, pueden influenciar el curso del envejecimiento. En otros estudios realizados con personas de diversos países y grupos raciales, se ha encontrado que tenemos ocho genes que regulan el envejecimiento y la longevidad. Son los que regulan el funcionamiento de las glándulas suprarrenales donde se produce un esteroide llamado sulfato de dehidroepiandrosterona. La producción de esa substancia disminuye rápidamente con la edad, lo que tiene que ver con la aparición de enfermedades como la diabetes tipo 2 y los linfomas. Los resultados más sorprendentes se han producido al estudiar animales criados con una dieta escasa. Desde hace años se ha encontrado que la longevidad de los animales y probablemente también de los humanos, aumenta cuando comemos únicamente lo indispensable. La sobrealimentación lleva a una vida corta (¿pero feliz?). Las hipótesis formuladas para tratar de explicar este hecho, dicen que en épocas difíciles, el desarrollo y la madurez sexual se retrasan en espera de una época de relativa abundancia cuando la supervivencia de las crías es más propicia. La espera produce larga vida. Resumiendo lo anterior, parece que la fórmula para no envejecer tan rápido y vivir mucho, es comer únicamente lo indispensable y no angustiarnos. El resto de la fórmula ya la traemos de nacimiento, por la herencia materna. Lo demás es lo de menos.

Buscan crear medicamento contra la gastritis con ayuda de la bioinformática La Asociación Mexicana de Gastroenterología (AMG) define la gastritis como aquella inflamación del recubrimiento interno del estómago por acción del jugo gástrico (ácido clorhídrico y pepsina). Este órgano tiene mecanismos de defensa contra la acción corrosiva de dicho jugo, pero existen varios factores que afectan su funcionamiento y vulneran la protección que la mucosa proporciona a dicho órgano. Entre las causas por las cuales se puede desarrollar gastritis, destacan las siguientes: la ingesta de alimentos irritantes, el ayuno prolongado, el uso constante de medicamentos agresivos para el estómago, el consumo constante de alcohol y, recientemente, la exposición cotidiana a altos niveles de estrés, así como malos hábitos alimenticios y la infección por Helicobacter pylori. Respecto a esta última causa, Jorge Luis Rosas Trigueros, responsable del diseño de algoritmos bioinformáticos y catedrático de la Escuela Superior de Cómputo (Escom), explicó que esta bacteria afecta a casi el 50 por ciento de la población mundial, una situación que se deriva de la resistencia y sobrevivencia de este microorganismo en ambientes muy ácidos. Aunque tener este padecimiento no es sinónimo de estar infectado por Helicobactery pylori, la probabilidad de infestación con este microorganismo es alta si se está enfermo de gastritis, esto se debe a que la mucosa del estómago se debilita. Rosas Trigueros expuso que esta bacteria se puede transmitir por compartir cubiertos, platos y vasos, PÁGINA 4


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La infidelidad ha estado presente en nuestra sociedad desde hace ya mucho tiempo; sin embargo, no era un tema del que se escuchara con frecuencia como hoy en día. Se pensaría que los infieles son los hombres, sin embargo, debido al ritmo de vida actual y a la igualdad entre sexos, la mujer tiene la misma oportunidad de poder encontrar una pareja adicional a la que tiene en casa, si así lo desea. No es una regla, pero el hecho de que las mujeres ya sean autosuficientes, les permite ampliar su panorama social. Por otro lado, cabe destacar que la mujer invierte más en el cuidado parental, ya que se encarga de mantener al futuro bebé por nueve meses dentro de su vientre. La madre tiene completa seguridad de que el ser que crece en su interior es suyo, sin embargo, para el hombre no es tan obvio. Una investigación realizada en hospitales en Nuevo León, señala que al azar, un promedio de 11.8 por ciento de los niños no son hijos biológicos de quien los registra como padre, y 33 por ciento de quienes se hacen la prueba de ADN resultan no ser los padres. Pero no todos los hombres tienen razones para desconfiar, aunque si las tienen no pueden vivir con esta duda, la paternidad de un niño ya no puede asumirse sólo por los dichos de la madre, pues es posible que ni ella esté segura y necesite de algo más contundente para tener certeza. Una prueba de paternidad tiene como objetivo determinar el parentesco entre el hijo (a) y su presunto padre. En la actualidad la prueba genética es la más eficaz y es básicamente la comparación del ADN nuclear de ambos. Para cada persona examinada se utiliza un total de 16 marcadores genéticos, que según las pautas del FBI constituyen el conjunto de marcadores del ADN que permiten identificar plenamente a un individuo. ¿Qué hay de la paternidad múltiple? En organismos marinos, como los peces arrecifales, se ha observado un sistema de apareamiento complejo. Éste es el caso del pez dami-

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«Se pensaría que los infieles son los hombres, sin embargo, debido al ritmo de vida actual y a la igualdad entre sexos, la mujer tiene la misma oportunidad de poder encontrar una pareja adicional a la que tiene en casa, si así lo desea. No es una regla, pero el hecho de que las mujeres ya sean autosuficientes, les permite ampliar su panorama social».

Infidelidad Liliana Areli Robledo Ávila sela Stegastes acapulcoensis de la familia Pomacentridae; el cual es endémico del Pacífico Oriental (exclusivo de este lugar). De acuerdo a los estudios realizados a la fecha, se sabe que dentro de la familia los sistemas de apareamiento son variables. En esta especie se ha detectado la presencia tanto de monogamia (una pareja) como de poligamia (más de una pareja), y se le ha relacionado con variables ambientales, así como de su distribución geográfica. ¿Qué quiere decir esto? que organismos que habitan en sitos localizados más al norte del país (Negritos, Jalisco) un macho puede llegar a aparearse hasta con seis hembras en una temporada de reproducción y en localidades más sureñas como lo es La Manzanillera, Michoacán, el promedio es de una a dos parejas por época reproductiva. Además, por primera vez en 2012, se detectaron tácticas alternativas de apareamiento, don-

de en un nido se encontró progenie de más de un macho; sin embargo, se requiere de más estudios sobre este tema para identificar los factores que propician estas estrategias. La paternidad no puede ser totalmente determinada a través de observaciones conductuales directas, pues en muchas ocasiones un individuo tiene más de una pareja durante la temporada reproductiva y es difícil de identificar con cuántas parejas generó la progenie. Por lo tanto, para poder comprender estos sistemas, se requiere de marcadores moleculares que den información detallada sobre la madre, los hijos y los padres putativos para resolver la incertidumbre sobre la paternidad. Para la caracterización de individuos, se ha utilizado el término «perfil de ADN» que describe el uso combinado de varios tipos de marcadores molecula-

res; por ejemplo los microsatélites (de los más utilizados), que son una serie de repeticiones de una a seis bases nucleotídicas y son lo suficientemente específicos para diferenciar individuos dentro de una población. Este tipo de pruebas son aplicables para detectar los progenitores de un nido. Nuevamente te preguntarás ¿Y cómo se hace? Primero que nada, se captura al macho que custodia el nido, así como una porción de la progenie, los huevos se mantienen en un acuario portátil hasta su eclosión; posteriormente, las larvas y una fracción de la aleta pectoral derecha del macho son almacenadas en viales con alcohol absoluto. Ya en el laboratorio, se extrae ADN de un promedio de 40 larvas, se obtienen los microsatélites y se genera una reconstrucción de genotipos maternos a través de un software que considera patrones de la herencia mendeliana. Y es así como se puede identificar si en un nido hay progenie de una o más hembras o en su caso más de un macho. Sencillo, ¿no? En realidad no lo es tanto, conlleva todo un procedimiento prolongado dentro y fuera del laboratorio; pero es necesario para comprender un poco más sobre la biología de la especie, pues se desconocen gran parte de los factores que modifican su sistema de reproducción. Es por ello la importancia de que se tenga conocimiento de este tema, ya que sólo de esta manera se podrá entender su comportamiento y procesos ecológicos (espacio-temporal) que van más allá de la observación.

de ahí que la frecuencia de infección sea muy grande. «Combatirla resulta complicado porque neutraliza el ácido clorhídrico para sobrevivir. De igual forma, el moco gástrico es rico en urea, y ésta es usada por tal bacteria para suavizar el estómago e instalarse en este ambiente sin ningún problema», explicó el investigador de la Escom. Debido a la resistencia y las condiciones bajo las cuales la Helicobacter pylori sobrevive, los tratamientos médicos suelen ser muy agresivos para el estómago, lo cual reduce la efectividad de los fármacos. Ante tal situación, el doctor Rosas dijo que el medicamento que buscan crear no generará efectos secundarios y permitirá inhibir la proliferación de enzimas que desgastan la capa de moco que cubre el estómago. Rosas Trigueros puntualizó que desarrollar un nuevo fármaco es costoso, sin embargo, comentó que gracias a la bioinformática utilizada en el diseño de los algoritmos para el medicamento en cuestión, disminuye el tiempo de producción y reduce gastos, esto debido a que facilita la investigación en farmacología y el diseño de nuevos tratamientos que son viables de adquirir. De acuerdo con el Centro de Investigaciones y de Estudios Avanzados (Cinvestav) Unidad Tamaulipas, del IPN, la bioinformática es un área de investigación interdisciplinaria (matemáticas aplicadas, estadística, ciencias computacionales, inteligencia artificial, química y bioquímica) que se encarga de estudiar el desarrollo de métodos computacionales y técnicas estadísticas para resolver problemas prácticos y teóricos derivados del almacenamiento, extracción, manipulación y distribución de información relacionada con datos biológicos (principalmente de macromoléculas). | CONACYT


Cienciario 3 de septiembre