El inicio de la vida. Desarrollan ARN que se autorreplica indefinidamente.

La pregunta acerca del inicio de la vida en la tierra, es una de esas complejas. Hay muchas teorías y también mucha habladuría. La existencia de moléculas que pudieran hacer copias de sí mismas (autorreplicación) es fundamental para entender el largo proceso de la herencia hasta nuestros días. Recientes descubrimientos podrían explicar una parte importante de este proceso bioquímico.

En un artículo publicado en Science, científicos de La Jolla, California, informan que han logrado sintetizar por primera vez enzimas de ARN que pueden autorreplicarse sin necesidad de ninguna otra proteína u otro componente celular, y además el proceso se desarrolla indefinidamente en el tiempo.

Actualmente el ADN es el responsable de contener la secuencia genética de los llamados organismos evolucionados, mientras que el ARN depende del ADN para cumplir sus funciones, tales como la construcción de proteínas. La teoría llamada “Modelo del mundo de ARN” postula que ya que el ARN puede actuar como gen o como enzima, el ARN ha aparecido antes que el ADN y las proteínas y es la molécula ancestral de la vida. Sin embargo el proceso de copiar una molécula genética, que es considerado un requisito fundamental para la vida, se observa como un fenómeno extremadamente complejo, que involucra muchas proteínas y componentes celulares.

Durante años, algunos investigadores se preguntaban si existe una forma más simple de que moléculas de ARN generen copias de si mismas. Algunos resultados apuntaban en esta dirección, pero nadie había podido demostrar que el ARN replicado era a su vez capaz de replicarse.

Evolución In Vitro

El trabajo de estos investigadores en California, comenzó con un método de adaptación forzada conocido como ‘Evolución In Vitro’. El objetivo era tomar una las enzimas de ARN desarrolladas en el laboratorio que lograban realizar una replicación básica y mejorarla hasta el punto que realizara autorreplicaciones perpetuas eficientes.

Sintetizaron en el laboratorio una gran variedad de enzimas de ARN que podían realizar esa tarea y llevaron a cabo un procedimiento de selección en tubo, para obtener aquellas variantes que fueran más aptas para unir trozos de ARN.

Finalmente, este proceso permitió al equipo aislar una versión evolucionada de la enzima original que es un replicador muy eficiente.

Inmortalizando la información molecular

El sistema de replicación en rigor implica dos enzimas, cada una compuesta de dos subunidades que complementa la función catalítica de la otra. El proceso de replicación es cíclico, del tipo de replicación cruzada, es decir, que la primer enzima junta las dos subunidades que componen la segunda enzima y las pega haciendo una nueva copia de la segunda enzima, a su vez la segunda enzima junta y pega las dos subunidades de la primera enzima. Para que el proceso suceda indefinidamente solamente se requieren una pequeña cantidad de las dos enzimas y un aporte continuo de subunidades. “Este es el único caso fuera de la biología en que información molecular ha sido inmortalizada” dice Joyce, Decano de la Facultad y director del proyecto.

En este punto se abrieron muchas oportunidades para trabajar con las enzimas obtenidas. En uno de los ensayos mezclaron 12 parejas de replicadores cruzados con todas sus subunidades, y los dejaron competir en un ‘test molecular de supervivencia del más adaptado (fittest)’. En la mayor parte de las ocasiones las enzimas se replicarían correctamente, pero a veces una enzima cometería un error uniendo subunidades de distintas parejas. Cuando estas ‘mutaciones’ ocurrían, las enzimas recombinadas resultantes también eran capaces de autorreplicarse indefinidamente, observándose un crecimiento en número de los replicadores de mayor adaptabilidad (fitness).

La investigación muestra que el sistema puede mantener información molecular, una forma de heredabilidad y dar lugar a variaciones de sí mismo en una forma similar a la evolución darwiniana. Por lo tanto, dice Lincoln, estudiante de doctorado del grupo, “Lo que tenemos no está vivo, pero hemos podido demostrar que comparte algunas  propiedades con los sistemas vivos, y eso es extremadamente interesante”.

El grupo busca ahora posibles aplicaciones de su descubrimiento en diagnósticos moleculares, pero el principal valor del trabajo, según Joyce, está al nivel de investigación básica. “Lo que hemos descubierto podría ser relevante para entender cómo comenzó la vida, en el preciso instante en que se puso en marcha la evolución darwiniana.” Pero señala que a pesar de que los sistemas de autorreplicación de enzimas de ARN comparten ciertas características con los sistemas vivos, no son ellos mismos una forma de vida.

En contra de lo establecido

Dos viejas creencias de la biología han sido cuestionadas recientemente. La primera que el plumaje del Pavo Real esté ‘diseñado’ para atraer al sexo opuesto y la otra que los camaleones cambien de color para mimetizarse con el medio. Aparentemente ninguna de las dos sería cierta.

Una nueva investigación que ha durado 7 años reporta que las hembras de una población salvaje de Pavo de la India (Pavo cristatus) no muestran preferencia por los machos con exuberante plumaje. El controvertido documento contradice premiados estudios anteriores que son parte del canon de la biología evolutiva.

De un artículo de la revista Science. En la mayoría de las especies, las hembras escogen al macho, aparentemente, evaluando rasgos que dan pistas de salud genética. Por ejemplo, el plumaje del pavo real es más largo que su cuerpo y decorado con círculos similares a ojos de color chillón. El número de círculos puede estar relacionado con la calidad de los genes del macho, por lo que una hembra debería escoger al pavo con el mayor número. En el estudio más citado de plumaje del pavo real, el biólogo evolutivo Marion Petrie de la Universidad de Newcastle en el Reino Unido cortó la parte con los círculos de las plumas de los pavos macho, y las hembras ignoraron a estos ejemplares. Además, los polluelos engendrados por los macho con mayor número de adornos tuvieron a largo plazo mayor supervivencia que el resto de polluelos.

El equipo de Mariko Takahashi tenía previsto confirmar estos resultados. Sin embargo, a pesar de observación de 268 emparejamientos, el equipo no pudo identificar ningún rasgo masculino preferido que las hembras, según informaron en el número de abril de Animal Behaviour. El plumaje podría haber servido inicialmente como una señal a las mujeres, supone Takahashi, un conductista animal en la Universidad de Tokio en Japón. Pero, al igual que la moda del año pasado, ahora ha pasado de moda.

Si las hembras ignoran las plumas, ¿por qué los machos gastan energía para que crezcan y mantenerlas? Michael Ryan, un etólogo de la Universidad de Texas, Austin, dice que los pavos macho pueden mantener este plumaje porque después de que una hembra muestra interés, el pavo sacude las plumas para hacer un ruido que es necesario para el apareamiento. “Sin el plumaje, no podría hacer esa música”, dice.

Cambio de color del camaleón
Cambio de color del camaleón

En otro artículo de Science. Todo el mundo sabe lo que hace especial al camaleón, su capacidad para cambiar de color. Según una reciente publicación en PLoS Biology, su flexibilidad de pigmentación podría tratarse de una forma sexy y peligrosa de destacar y no de mimetizarse.

Los macho de Camaleón son generalmente de color marrón o verde apagados. Pero gracias a un revestimiento especial de las células de la piel conectadas directamente a sus cerebros, los lagartos pueden rápidamente cambiar a una variedad de otros colores, incluyendo verde brillante, amarillo, e incluso rosa. Anteriores investigaciones mostraban que el uso de colores para intimidar a otros machos en la lucha contra él o para impresionar a las hembras cuando coquetean. Pero persiste la creencia, incluso entre los biólogos, que el cambio de color también evolucionó para ayudar a los camaleones ocultarse de las aves de caza.

Para refutar esta idea de una vez por todas, el zoólogo Devi Stuart-Fox, de la Universidad de Melbourne, Australia, y Adnan Moussalli biólogo de la Universidad de KwaZulu Natal en Pietermaritzburg, Sudáfrica, estudiaron 21 especies de Sudáfrica de camaleones enanos. Algunas de estas especies tienen una mayor paleta de colores que otros, utilizando rosa, amarillo, e incluso los colores ultravioleta invisibles para el ojo humano. Los investigadores enfrentaron camaleones macho y utilizaron un espectrómetro para medir la gama de patrones de colores que cada una de las especies producía. A continuación, comparó esta gama de colores a los colores encontrados en cada tipo de hábitat del camaleón. Los colores brillantes de la realidad destacan los lagartos, según informes de los equipos.

Para averiguar cómo ven estos colores otros camaleones – y depredadores – los investigadores usaron modelos de computadora que semejan los ojos de diversas especies. Encontraron una correlación clara entre la visión de un camaleón y su capacidad de producir un conjunto determinado de colores, indirecta pero fuerte evidencia de que el cambio de color que está ‘diseñado’ para ser visto por un camaleón, dice Stuart-Fox. Pero el equipo también encontró que las aves también pueden ver el contraste de color bastante bien, de modo que enseñar sus colores brillantes es un riesgo para los camaleones.

El estudio proporciona fuerte evidencia de que el cambio de color del camaleón ha evolucionado principalmente para la comunicación, dice  el etólogo Roger Hanlon del Laboratorio de Biología Marina en Woods Hole, Massachusetts. Nadie ha demostrado que la habilidad especial del camaleón le  proporcione camuflaje, dice Hanlon, quien estudió 100 años de literatura científica sobre el tema. Eso, combinado con los resultados de esta investigación, dice, debe desenmascarar definitivamente el mito popular – hasta que alguien encuentre una nueva especie que justifique la creencia.

Bienvenidos al nuevo blog

Hemos finalizado la construcción de distintas páginas que nos permitiran tener un mayor contacto con nuestros clientes y con todos aquellos interesados por los animales, tanto domésticos como salvajes.

Al conjunto de secciones que contendrán artículos de ciencia, técnica, novedades y comparaciones de productos para animales, tendencias y otras, lo denominamos “Historias Naturales” y lo presentamos en forma de blog.

A pesar de la polémica que este termino crea podría decirse que la Historia Natual es el estudio de cualquier grupo de objetos naturales u organismos. Aquellos interesados en la historia natural son llamados Naturalistas y es una actividad que desempeñan aficionados y profesionales. Intentaremos desde aquí, al estilo de los viejos Naturalistas, hablar de todo aquello relacionado con los seres vivos, su cuidado, su observación y sus historias.