Implantes de hormonas femeninas en serpientes confunde a los machos.

Estas sentado en el bus de regreso a casa, leyendo un buen libro de divulgación científica después de un arduo día de trabajo. Cuando de pronto, en una esquina, sube una chica despampanante. Tiene grandes senos que se asoman tímidamente por el escote de su blusa, un trasero levantado y contorneado que sobresale bajo una apretada minifalda, una cintura perfecta con el tatuaje de una mariposa en la parte baja de la espalda, el cabello lacio y castaño que caen como una cascada sobre sus hombros, y lleva puestos unos lentes de sol que de seguro ocultan unos bellos ojos verdes.

Te das cuenta que el único asiento disponible es el que está a tu lado. La chica, con una seguridad abrumadora, toma ese lugar. Ya no puedes concentrarte en la lectura pero sigues tomando el libro simulando ser una persona intelectual. Tratas de mirarle de reojo pero no puedes, los nervios no te dejan hacerlo. Sin embargo, diez cuadras más allá te llenas de valor y giras la cabeza para verla directamente a la cara.

De pronto, sientes un frío en la espalda al ver una protuberancia que sobresale de su garganta… “¿Acaso es eso una prominentia laryngea?”, te preguntas angustiado. La respuesta llega al instante, cuando esa despampanante 'chica' te pregunta con una voz de Arnold Schwarzenegger “¿Me dices la hora, biebi?”

Algo similar le pasó a un grupo de serpientes jarreteras de flanco rojo (Thamnophis sirtalis parietalis) cuando un par de investigadores de la Universidad Estatal de Oregón les pusieron serpientes “transexuales” frente a ellas. Algunas cayeron en la trampa y trataron de cortejarlas, pero hubo otras que las preferían tanto o más que a una hembra de verdad. El estudio fue publicado el 9 de Febrero en The Journal of Experimental Biology.

En los vertebrados, los machos y hembras presentan características muy específicas que los diferencian entre sí, las cuales están reguladas por la activación de las hormonas sexuales. Sin embargo, esto no ocurre en las serpientes jarreteras, donde diferenciar a un individuo del sexo opuesto es un verdadero reto. En parte se debe a que son muy parecidos físicamente y, cuando se reúnen para aparearse, lo hacen en grupos de miles de individuos envueltos en un verdadero frenesí.

Esto ocurre cada primavera en la región de Manitoba (Canadá), donde miles de machos —atraídos por las feromonas sexuales emanadas por las féminas— se reúnen en torno a ellas formando una burbuja de puro sexo rastrero. La única forma que tienen de reconocer a la hembra es a través de sus lenguas que son capaces de detectar las señales químicas del entorno.

La pregunta que nos podemos hacer es si las hormonas sexuales femeninas cumplen un rol importante en este proceso. En las aves, el estrógeno es el encargado de activar la expresión de estas señales, y dada su estrecha relación evolutiva con las serpientes (en general con los reptiles), tal vez tenga el mismo efecto sobre ellas.

Bajo este razonamiento, los zoólogos Rockwell Parker y Robert Mason se hicieron una nueva pregunta: ¿qué pasaría si los machos son expuestos al estrógeno? ¿acaso olerían como las hembras y se volverían irresistibles para los otros machos? Para dar una respuesta a su interrogante diseñaron un extraño experimento. Primero colectaron un grupo de serpientes jarreteras macho de Manitoba y las llevaron a su laboratorio en Oregón. Luego, a través de una cirugía, les pusieron implantes hormonales de 17β-estradiol en sus cavidades corporales y las llamaron “serpiente E2”. Finalmente las regresaron a sus hábitats naturales durante la siguiente primavera para ver lo que pasaba.

Para el primer experimento pusieron a la pobre serpiente E2 en medio de muchos machos deseosos por aparearse. Como era de esperarse, todas las serpientes silvestres empezaron a cortejar macho con olor a hembra quien hacía todo lo posible por rechazarlos. De seguro se habrá sentido como un preso en su primer día en la cárcel.

Esto no quedo ahí y decidieron llevar el experimento a un segundo nivel. Para esto pusieron a la serpiente E2 junto a una hembra rodeada por miles de machos tratando de aparearla. Para su sorpresa, varios machos silvestres perdieron el interés en ella y volcaron sus esfuerzos por cortejar al macho implantado a quien de seguro confundieron con otra hembra (suele ocurrir, sobre todo cuando te pasas de copas). El proceso era reversible, ya que cuando les quitaron los implantes al año siguiente, las serpientes E2 volvían a ser normales y ya no eran acosados por otros machos.

Sin embargo, uno de los resultados más extraños fue cuando los investigadores impregnaron los aromas de los machos E2 y las hembras silvestres mediante el roce de sus vientres a través de los brazos de un laberinto en forma de “Y”. El dúo observó que los machos implantados llegaban a ser mucho más atractivos (sexis) que las hembras pequeñas.

La explicación es que las serpientes jarreteras las prefieren grandes porque dan más crías. Pero lo que no entendían era por qué los estrógenos en el macho los hacían ver tan atractivos como las hembras grandes.

Para dar una respuesta, Parker & Mason colectaron las feromonas secretadas por la piel de las serpientes, tanto silvestres como implantados, y analizaron su composición química a través de un espectrómetro de masas. Los resultados mostraron que las feromonas están compuestas por metilcetonas ligeras y pesadas. En las hembras de gran tamaño, la versión pesada es la más abundante. Y para su sorpresa, los machos E2 también presentaban esta versión. “Resulta que los estrógenos estimulan la expresión de metilcetonas 'más sexis', por lo tanto, más pesadas”, concluye Parker.

El estudio no siguiere que ocurra lo mismo en humanos ya que nuestra conducta reproductiva no se basa en las señales químicas, aunque existan ciertas evidencias, algo vagas, de la presencia de feromonas humanas que inconscientemente somos capaces de detectar.

Referencias:

Parker, M. R. & Mason, R. T. How to make a sexy snake: estrogen activation of female sex pheromone in male red-sided garter snakes. J. Exp. Biol. 215, 723–730. doi: 10.1242/jeb.064923 (2012).

Yfke Hager. Oestrogen key to female snake’s sexiness. J. Exp. Biol. 215, ii doi: 10.1242/jeb.070706 (2012).

Esta entrada participa en el X Carnaval de Biología celebrado este mes en el blog Scientia que esta semana cumplió un año de vida. !Felicidades!

El estudio realizado en escarabajos acuáticos da claves sobre la importancia de la selección sexual poscopulatoria en la diversificación morfológica de los espermatozoides.

Por lo general, en la mayoría de especies de animales, son las hembras quienes tienen la tarea de elegir al afortunado con quien deseen aparearse. Como respuesta, el macho desarrolla ciertas características y comportamientos llamativos, por ejemplo: vistosos colores, cantos cautivadores, danzas eróticas, cuernos, colmillos o pinzas enormes, etc., que le permiten vencer a sus competidores en la lucha por el apareamiento, y que son la base de la teoría de la selección sexual que propuso Darwin al publicar su obra “El origen de las especies”.

Sin embargo, no son sólo estas características las que influyen en la selección de la pareja. Hay otras mucho más difíciles de ver pero más fáciles de cuantificar que también juegan un rol importante en el apareamiento. Estamos hablando de la forma de los espermatozoides.

Los espermatozoides exhiben una gran variedad morfológica —incluso entre individuos de la misma especie. Esto lo podemos apreciar principalmente en aquellos organismos cuyas hembras se aparean con una gran cantidad de machos al mismo tiempo. En ellas se observa que la arquitectura de su tracto reproductor puede influir en la competitividad por la fecundación, favoreciendo a una determinada característica del espermatozoide. No obstante, los estudios realizados sobre este tema sólo se han enfocado en encontrar una relación entre el tamaño de los espermatozoides y la longitud del ducto reproductor de la hembra.

Un reciente estudio publicado el 7 de Febrero en PNAS revela una asombrosa diversidad de formas en los espermatozoides de escarabajos acuáticos (Dytiscidae). Los investigadores liderados por la Dra. Dawn Higginson de la Universidad de Syracuse, reportaron que la forma, tamaño y ubicación de los órganos que componen el tracto reproductor femenino guían la evolución morfológica de los espermatozoides, una característica importante para la selección sexual poscopulatoria.

Para el estudio, Higginson y sus colaboradores tomaron 42 especies de escarabajos acuáticos, tanto machos como hembras, a quienes les colectaron sus espermatozoides y les diseccionaron sus tractos reproductivos con el fin de estudiar sus morfologías. En algunos grupos de especies se observó que el tamaño del espermatozoide variaba de acuerdo a las dimensiones de la espermateca y el ducto de fertilización de la hembra.

Los espermatozoides de estos escarabajos también mostraron un fenómeno conocido como conjugación, el cual se caracteriza por la unión de dos o más de ellos [Figura de portada] para moverse como si fueran uno solo. La longitud de los espermatozoides conjugados fue mayor cuando más corto era el tracto reproductor de la hembra y menos esférico era su espermateca. Además, se volvían a separar una vez se posicionaban para la fertilización.

Todos estos resultados apuntan a que la forma del tracto reproductor femenino guió la evolución morfológica de los espermatozoides de los escarabajos acuáticos porque al calcular la tasa de transición evolutiva (en otras palabras, la velocidad a la que se dan los cambios evolutivos) el de las hembras fue mayor.

En vista que la reproducción es una tarea que demanda gran cantidad de energía, esta debe ser lo más eficiente posible. Para garantizarlo, se requiere de algo más que depositar el esperma en el tracto reproductivo de la hembra, los espermatozoides deben tener la capacidad de llegar hasta el óvulo. Este estudio nos da una nueva perspectiva de la selección sexual por características menos aparentes que los ornamentos o las habilidades para el canto o el baile de ciertos animales.

Referencia:

Higginson, D., Miller, K., Segraves, K., & Pitnick, S. (2012). Female reproductive tract form drives the evolution of complex sperm morphology Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1111474109

Reciente estudio basado en el análisis de antígenos leucocitarios humanos sugiere que sí.

En medio del Océano Pacífico, a más de 3,500Km de las costas chilenas y 4,200Km de Tahití, se encuentra uno de los lugares más remotos y enigmáticos del planeta, la Isla de Pascua. Sus habitantes, unos 5,000 en promedio, descienden de la cultura ancestral Rapa Nui cuyo origen sigue siendo un misterio.

La hipótesis más aceptada sugiere que los Rapa Nui son descendientes de los Polinesios, quienes colonizaron por primera vez la isla hace más de 800 años; mientras que otros sugieren que este episodio se dio mucho antes de los pensado. Incluso hay algunos investigadores que piensan que fueron los Amerindios los primeros habitantes de la isla, aunque esta idea es la menos aceptada porque las evidencias genéticas son inconsistentes con ella. Sin embargo, se han encontrado pruebas muy sólidas de un contacto ancestral entre estas dos poblaciones.

En 1974, el etnobotánico Douglas Yen, actualmente profesor emérito de la Universidad Nacional de Australia, publicó un ensayo titulado “The Sweet Potato and Oceania”, el cual resumía los 20 años de investigación que hizo sobre la presencia del camote en ese continente. En la monografía concluía que la introducción del camote en Oceanía se dio en tres ocasiones, siendo la primera hace más de 1,000 años desde Sudamérica a través de la Isla de Pascua. Esta es una prueba muy sólida de un contacto temprano entre estos dos mundos, mucho antes de la llegada de Cristóbal Colón a América en 1492.

Cabe resaltar que el centro de origen del camote (Ipomoea batatas) es el Perú hace más de 10,000 años.

También se encontraron evidencias arqueológicas de la presencia de la calabaza de botella o poroto (Lagenaria siceraria) en el este de la Polinesia, las cuales datan de hace 1,000 años. En el 2005, investigadores neozelandeses hicieron un estudio genético de esta planta encontrando marcadores tanto de origen asiático como americano en las muestras obtenidas de la Polinesia.

Eso no es todo, en el 2007 un grupo de investigadores neozelandeses, australianos y chilenos hallaron restos de pollos (Gallus gallus) en un centro arqueológico precolombino ubicado en la Península de Arauco (Chile). Usando la datación por radiocarbono y el análisis genético del ADN ancestral obtenido de los huesos encontrados, los investigadores determinaron que son de origen Polinesio, incuestionablemente, lo que sugiere que fueron ellos los primeros navegantes en llegar al continente americano.

Ahora, un nuevo estudio publicado el 6 de Febrero en Philosophical Transactions of the Royal Society B por el inmunólogo Erik Thorsby de la Universidad de Oslo, respalda la hipótesis de un contacto ancestral entre los habitantes de la Isla de Pascua con los nativos americanos.

Para su análisis, Thorsby colectó muestras de sangre de pobladores de la Isla de Pascua. Esto lo hizo en 1971 y en el 2008 con el fin de analizar marcadores específicos en el ADN nuclear (el antígeno leucocitario humano), el ADN mitocondrial y el cromosoma Y.

Como era de esperarse, la mayoría de los marcadores analizados eran de origen Polinesio, incluso hubo algunos de origen europeo. Sin embargo, cuando analizó los antígenos leucocitarios se dio con la sorpresa que unos pocos individuos portaban alelos que previamente habían sido encontrados sólo en Amerindios.

Pero esto no queda ahí. Al estimar el tiempo en que estos alelos fueron introducidos en los pobladores de la Isla de Pascua, Thorsby calculó que fue algunos siglos antes de que fueran deportados al Perú durante el tráfico de esclavos de los años 1860’s. “Los resultados sugieren que los Polinesios visitaron América del Sur entre los años 1400 y 1500, llevándose a algunos Amerindios de vuelta a la Isla de Pascua”, comenta Thorsby. Sin embargo es consciente que esta conclusión es todavía algo especulativa.

Estos resultados en vez de esclarecer si hubo o no contacto entre los Polinesios y Amerindios antes de la colonización europea de América, generan mucho más controversia. Las evidencias arqueológicas son muy escasas, la desaparición de la cultura Rapa Nui sigue siendo un completo misterio, y la falta de restos óseos de donde se pueda extraer ADN ancestral con el cual elaborar un buen reloj molecular no ha permitido corroborar estos resultados.

Referencias:

Thorsby, E. (2012). The Polynesian gene pool: an early contribution by Amerindians to Easter Island Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 367 (1590), 812-819 DOI: 10.1098/rstb.2011.0319

Thorsby, E., Flåm, S., Woldseth, B., Dupuy, B., Sanchez-Mazas, A., & Fernandez-Vina, M. (2009). Further evidence of an Amerindian contribution to the Polynesian gene pool on Easter Island Tissue Antigens, 73 (6), 582-585 DOI: 10.1111/j.1399-0039.2009.01233.x

Vía | ScienceNOW.

Después de 22 años de arduo trabajo, científicos alcanzaron la superficie de un lago sub-glacial antártico sellado por más de 14 millones de años.

En 1990, un grupo de investigadores rusos empezaron a excavar una capa de hielo de cuatro kilómetros de profundidad con el fin de alcanzar un lago sub-glacial prehistórico llamado Vostok, ubicado cerca al Polo Sur. Según el anuncio publicado hoy en el portal RIA Novosti, los científicos tuvieron que perforar 3,768m de hielo para llegar a la superficie del lago que ha permanecido aislado por alrededor de 14 millones de años.

El lago Vostok es la red de lagos sub-glaciales más grande del mundo. Está compuesto por al menos 200 pequeñas lagunas que se formaron cuando la Antártida era un continente mucho más cálido de lo que es en la actualidad, ya que aún permanecía unida a Australia.

Las estimaciones sugieren que los niveles de oxígeno son 50 veces superiores al encontrado en un típico lago de nuestros días. Todas estas características lo convierten en un ambiente único para encontrar extrañas formas de vida —especialmente extremófilos— que pueden haber evolucionado de manera diferente a las especies que hoy conocemos.

La expectativa generada en los astrobiólogos también es importante ya que las condiciones del Lago Vostok serían bastante similares a las encontradas en los polos marcianos o en ciertas lunas de Júpiter (Europa) y Saturno (Encélado), donde la sonda espacial Cassini de la NASA encontró sólidas evidencias de la presencia de un océano de agua salada bajo su superficie helada.

Si se logra encontrar vida en lugares tan inhóspitos como en el lago Vostok —un lugar profundo, oscuro, frío y sometido a una gran presión— abriría las posibilidades para encontrarla en otros lugares dentro y fuera de nuestro sistema solar que cumplan con las mismas condiciones.

Recordemos que el año pasado el trabajo fue cancelado a escasos 29 metros de alcanzar el objetivo debido a las duras condiciones del Polo Sur. Los científicos trabajan contra reloj ya que el verano antártico dura muy pocas semanas y está muy próximo a terminar. Si no logran culminar con el trabajo a tiempo, deberán esperar hasta el próximo año para hacerlo.

La tarea es sumamente complicada porque se debe evitar a toda costa contaminar un ambiente único en el mundo. Para esto, los investigadores están desarrollando pequeños robots nadadores que tomará muestras del agua y los sedimentos del lago Vostok. Esta etapa se desarrollará el próximo año después de que las evaluaciones de impacto ambiental sean aprobadas en una reunión de los miembros consultivos del Tratado del Antártico en Mayo del presente año.

Vía | Rianovosti & WiredSience

Científicos determinan la velocidad de evolución del tamaño de los mamíferos. (También en ABC Ciencia)

El salón de la fama de los insectos más raros del mundo.

Momia de 2200 años de antigüedad presentaba signos de cáncer de próstata.

Mediante la reprogramación genética, científicos lograron transformar directamente células del fibroblasto de ratones en células del sistema nervioso. (También en BBC Mundo)

¿Las enzimas usan los principios de la mecánica cuántica para acelerar los procesos reactivos?

Científicos logran reconstruir palabras midiendo la actividad de la corteza auditiva cerebral. No permite leer la mente pero sería un gran avance hacia el desarrollo de prótesis para personas que han perdido la capacidad del habla. (También el El Mundo-Ciencia).

El telescopio Hubble observa la galaxia más brillante a la fecha.

Las mejores imágenes del 2011 según Science. (También en NewScientist)

Diez minutos de masaje desencadenan una serie de reacciones que reduce la inflamación y el dolor muscular después de realizar un ejercicio intenso.

¿Qué pasó con las bacterias del arsénico? Así va la cosa.

Un estudio realizado con hermanos, unos adictos a las drogas y otros no, ha detectado que ciertas personas tienen unas características cerebrales que les hace más vulnerables a las dependencias. (También en La información).

Muertes por malaria estarían subestimadas. (También en El País)

¿Hallado un agujero negro supermasivo en medio de una región del universo, o qué?

AMAZINGS: Hielo a 100°C.

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Neuronas de ratones vivos fueron capturados en video con una resolución de 70 nanómetros.

Uno de los grandes retos de las neurociencias es estudiar el funcionamiento del cerebro a nivel neuronal y en tiempo real. Novedosas técnicas han aparecido en el mercado, por ejemplo: la microscopía confocal y multifotón. Estas técnicas son muy parecidas ya que en ambas se usa una luz puntual (láser) para excitar la muestra marcada con moléculas fluorescentes.

En el microscopio confocal, el láser es continuo, y la luz emitida por la muestra es recibida a través de colimadores especiales (‘pinhole’) para eliminar la luz desenfocada y los destellos, generándose imágenes en tres dimensiones y con un alto nivel de contraste. En el microscopio multifotón, el láser es pulsante y sólo escanea un plano focal a la vez, evitando así la necesidad de usar el pinhole; además usa un detector externo para aumentar la sensibilidad.

El problema con estas técnicas es que al láser le toma un buen tiempo escanear toda la muestra y, durante el proceso, se generan radicales libres que podrían dañar las células. Por otro lado, la resolución de estos dos microscopios está limitada por la longitud de onda de la luz empleada en el análisis (400nm a 700nm). Esto quiere decir que estructuras celulares del orden de los 200nm para abajo no podrían ser observadas.

Aquí más información.

Con el fin de superar estos inconvenientes, científicos del Instituto Max Planck (Alemania) liderados por el Dr. Sebastian Berning, han desarrollado una técnica basada en la microscopía de depleción por emisión estimulada (STED, stimulated emission depletion microscopy), una técnica que permite alcanzar una resolución del orden de los 60nm, para estudiar el funcionamiento neuronal en tiempo real. El estudio fue publicado el 3 de Febrero en Science. 

En 1873, el físico y uno de los pioneros en la óptica moderna, Ernst Abbe, descubrió un paradigma dentro de la microscopía: la incapacidad de los microscopios basados en lentes ópticas de discernir detalles que sean menores a la mitad de la longitud de onda de la luz (que va de los 400 a 700nm), un límite de resolución impuesto por la difracción.

La microscopía STED permite superar este inconveniente usando dos láser: El primer láser excita las moléculas fluorescentes de la muestra tal como lo hace un microscopio confocal [En la figura: Exc PSF]. El segundo láser (compuesto por fotones de menor energía) sale un instante después del primero y es el encargado de atenuar la emisión de la fluorescencia periférica al punto de excitación del primer láser [En la figura: STED PSF]. De esta manera se genera una especie de rosquilla, donde el punto central será el único que emita fluorescencia [En la figura: Eff PSF], aumentando así la resolución de la microscopía.

Lo primero que hicieron Berning y sus colegas fue modificar genéticamente a un ratón para que produzca la proteína fluorescente amarilla (EYFP: Enhanced Yellow Fluorescent Protein) dentro del citoplasma de sus neuronas. Luego, anestesiaron al ratón y le hicieron un pequeño agujero de 2mm de diámetro en el cráneo (trepanación), justo sobre la corteza somatosensorial, el cual cubrieron con una pequeña lámina de vidrio. Finalmente, ubicaron el microscopio STED sobre la lámina y empezaron a tomar imágenes del cerebro en funcionamiento cada 10 segundos para crear el siguiente video:

En el video podemos ver que las conexiones neuronales a través de las dendritas presentan un comportamiento muy dinámico, moviéndose y cambiando de forma a cada minuto. Según los autores, esta técnica permitirá investigar a fondo cómo se da el desarrollo cerebral in situ, determinar las conexiones defectuosas presentes en cerebros de ratones diseñados para expresar enfermedades neurológicas humanas y observar el efecto de ciertas sustancias psicoactivas y compuestos destinados a aliviar el dolor, quitar el insomnio, aliviar la depresión, etc., en la sinapsis.

Referencia:

Berning, S., Willig, K., Steffens, H., Dibaj, P., & Hell, S. (2012). Nanoscopy in a Living Mouse Brain Science, 335 (6068), 551-551 DOI: 10.1126/science.1215369

Esta entrada participa en el VII Carnaval de Tecnología albergado este mes en el blog Zemiorka.