Señales de vida de hace 3500 millones de años

En esta antiquísima corteza terrestre en la India se detectaron formas de vida microbiana cuando el planeta tenía solo 1000 millones de años de edad. Foto T. Chaudhuri

La Tierra se formó hace unos 4500 millones de años y ha sido el interés de científicos buscar señales de vida antiguas para determinar cuándo comenzó a darse en nuestro planeta.

Científicos acaban de reportar el hallazgo de rocas que contienen algunas de las primeras formas de vida microbiana en la Tierra. El reporte fue presentado en Proceedings of the National Academy of Sciences -PNAS- y en él se describen bioseñales halladas en la roca de varias capas rica en carbono que data de hace 3500 millones de años.

Estudios diversos han hallado formas de vida primigenia que datan de entre hace 3400 y 3800 millones de años, algunas de ellas no siempre convincentes, hallazgos en formaciones rocosas en Groenlandia, Sudáfrica y Australia.

En esta ocasión, los investigadores cartografiaron y analizaron una capa de sílex plegada y rica en carbono en el cratón de Singhbhum, al este de la India. El sílex contenía tres capas repetitivas de sílice y material carbonáceo, que, según el equipo, se asemejan a los restos de una estera microbiana. Los cristales de circón presentes en la roca pudieron datarse mediante el método de datación uranio-plomo, que determinó que la roca tenía cerca de 3497 millones de años. El equipo interpretó esta edad como el momento de la sedimentación. Afirman que la sedimentación se produjo simultáneamente con el vulcanismo y que los cristales de circón se formaron a partir de esa actividad volcánica.

En este caso, se requerirán estudios adicionales no solo para confirmar la antigüedad del cratón sino si esas aparentes forma de vida microbiana son reales.

Crean calzoncillos para medir cuántas flatulencias expele una persona

Una muestra del calzoncillo con el dispositivo para medir las flatulencias y tener información de la microbioma de las personas. Imagen B. Hall-University of Maryland

Que son menos, ,que no tantos, pero es algo muy humano y de muchas otras especies de mamíferos: las flatulencias, que se deben a procesos normales de la digestión aunque igualmente pueden revelar alguna enfermedad.

Pues bien, ahora científicos de la University of Maryland acaban de inventar los primeros interiores, calzoncillos que miden las flatulencias. Una pieza con la que se puede responder al fin una antiquísima pregunta: ¿cuántas flatulencias produce una persona cada día?

La litera tura médica habla de 14 en promedio, pero las primeras mediciones con los pantaloncillos con sensores dicen otra cosa: un adulto sano puede expeler 32 ventosidades por día, pero la variación  entre individuos es extrema: tan poco como cuatro o tanto como 59.

El calzoncillo inteligente fue desarrollado por investigadores encabezados por Brantley Hall, profesor del Department of Cell Biology and Molecular Genetics.. Una prenda que incluye sensores electroquímicos para rastrear la producción intestinal de gases.

Que antes se estimara que eran 14 flatulencias al día se debió al uso de técnicas invasivas o de autorreporte de las personas.

En la mayoría de los individuos, los pedos consisten principalmente de hidrógeno, dióxido de carbono y nitrógeno. Algunos pueden contener metano. Como el hidrógeno es producido por microbios intestinales, rastrear de manera continua ese gas en las flatulencias suministra una lectura directa de cuándo y cómo la microbioma intestinal está fermentando los sustratos de la dieta.

Las mediciones son importantes. Hall expresó que "Sin esa base, es difícil saber cuándo la producción de gas de alguien es excesiva".

Por ese motivo, los investigadores lanzaron el Atlas Humano de Flatulencias, para medir de modo objetivo los patrones de las ventosidades, día y noche, en cientos de participantes para correlacionar esos patrones con la dieta y la composicio´n d ela microbioma.

El desarrollo fue publicado en en Biosensors and Bioelectronics.

Modelo sugiere vida en muchas partes del universo

Tal vez la vida en la Tierra evolucionó justo en el momento oportuno. Esto abre la ventana a pensar en vida en otros planetas. Foto de la Tierra desde la ISS. Imagen NASA

Después de todo, podría ser que la humanidad, nosotros, no fuera nada del otro mundo sino el resultado evolutivo natural para nuestro planeta y tal vez muchos otros.

Un nuevo modelo así lo sugiere y contradice la teoría de los pasos difíciles de que la vida inteligente fue un increíble e improbable evento. No. Ahora científicos de Penn State, que desarrollaron el trabajo, dijeron que la nueva interpretación del origen de la humanidad aumenta la probabilidad de vida en muchas partes del universo.

Un modo de verlo según Jennifer Macalady, profesora de geociencias en Penn, es que "Este es un cambio significativo sobre cómo pensamos la historia de la vida.

Un modelo que "Sugiere que la evolución de la vida compleja tiene menos que ver con suerte y más con una interacción entre la vida y su medio ambiente, abriendo nuevos caminos de investigación en nuestra inquietud por entender nuestros orígenes y nuestro lugar en el universo".

Un recuento nos muestra que la teoría de los pasos difíciles desarrollada por el físico teórico Brandon Carter en 1983 argumenta que nuestro origen evolutivo era altamente improbable debido al tiempo que les tomó a los humanos evolucionar en la Tierra en relación con el ciclo de vida del Sol -y por lo tanto la probabilidad de seres tipo humano más allá de la Tierra es extremadamente baja.

Un grupo de investigadores, astrofísicos y geobiólogos, argumentan en el nuevo estudio que el ambiente en la Tierra era inhóspito inicialmente para muchas formas de vida, y los pasos evolutivos claves solo se hicieron posibles cuando el ambiente global alcanzó un estado 'permisivo'.

Un hecho, por ejemplo, es que la vida animal compleja requiere cierto nivel de oxígeno en la atmósfera, así que la oxigenación de la Tierra mediante microbios y bacterias fotosíntetizadores fue un paso evolutivo natural para el planeta, que creó una ventana de oportunidad para el desarrollo de formas más recientes de vida, en palabras de Dan Mills, de The University of Munich, cabeza del nuevo análisis.

Un enfoque diferente, que dice que "Estamos argumentando que la vida inteligente puede no requerir una serie de quiebres afortunados para existir".

Un hecho claro bajo el nuevo modelo es que "Los humanos no evolucionaron 'temprano' o 'tarde' en la historia de la Tierra, sino 'a tiempo', cuando las condiciones estaban dadas. Quizás es solo cuestión de tiempo, y tal vez otros planetas son capaces de lograr esas condiciones más rápido de lo que lo hizo la Tierra, mientras que a otros planetas les puede tomar aún más".

Un posible cambio de paradigma sobre la existencia de vida en nuestro planeta, según creo.

Ahora, les cuento dónde fue publicado el novedoso modelo: en el journal Science Advances.

Estudio halla una forma fácil de mejorar el sistema inmunitario

Jardinear en el patio de la casa o en su interior puede mejorar el sistema inmunitario de las personas que hacen la actividad con frecuencia. Foto Wikipedia Commons 

Para mejorar el sistema inmunitario, hay una nueva alternativa: jardinear. Sí, y no es cuento de revista de modas ni de viviendas, es el resultado de un trabajo de científicos.

Un mes de jardinear en la casa aumenta la diversidad bacteriana de la piel y esto se asocia con mayores niveles de moléculas antinflamatorias.

Mika Saarenpää investigó en su tesis doctoral, entre otras cosas, cómo la exposición microbiana que promueve la salud de residentes urbanos, en particular aumentando su regulación inmunitaria, se podía incrementar con facilidad a través de actividades significativas integradas a la vida diaria.

En su investigación, personas realizaban jardinería urbana, una actividad natural para ellas que puede derivar en cambios a largo plazo en el funcionamiento del sistema inmunitario.

"Un mes de jardinería urbana en interior aumentó la diversidad de bacterias en la piel de las personas y se asoció con niveles más elevados de citoquinas antinflamatorias en la sangre.

El grupo estudiado utilizó un medio de crecimiento con alta diversidad de bacterias, emulando el suelo del bosque. En contraste, el grupo de control usó un medio pobre en bacterias y en estos no se observaron cambios ni en la sangre ni en la microbiota en la piel.

"Los hallazgos son significativos, pues la urbanización ha llevado a un aumento considerable de enfermedades mediadas por el sistema inmunitario, como alergias, asma y enfermedades autoinmunes, generando altos costos en la salud. Vivimos demasiado limpios en las ciudades", dijo Saarenpää.

"Sabemos que la urbanización conduce a la reducción de la exposición microbiana, cambios en la microbiota humana y a un incremento del riesgo de enfermedades inmunes. Esta es la primera vez que podemos demostrar que una actividad humana significativa y natural puede aumentar la diversidad de la microbiota de adultos saludables y, al mismo tiempo, contribuir a la regulación del sistema inmunitario", expuso.

Así, la exposición microbiana puede aumentarse con facilidad y seguridad en casa todo el año. El espacio y la inversión financiera es menor: en el estudio la jardinería se hizo en cajas de flores, mientras que las plantas cultivadas, como guisantes, habichuelas y mostazas se conbsiguieron en el mercado local.

Los cambios se observaron con solo un mes de actividad.

El estudio apareció en Environmental International.

  

Al fin saben porqué la orina es amarilla

Un proceso en el intestino es el responsable de la coloración tradicional de la orina. Foto Wikipedia Commons

El color de la orina puede variar por la dieta, la hidratación y  medicinas, pero en promedio la orina de una persona sana es de color amarillo no muy fuerte. Y quién creyera, hasta ahora no se sabía qué le daba el color.

 En un artículo en Nature Microbiology científicos dieron al fin la respuesta. ¿Qué le da ese color inconfundible?

Es una enzima llamada bilirrubina reductasa y así es como se produce ese color:

Cuando las células sanguíneas se degradan se crea el pigmento bilirrubina como un subproducto. Es liberada en el intestino para ser excretada pero es posible que sea reabsorbida. Si  entra en la sangre puede provocar ictericia, en la cual la piel y los ojos se tornan amarillentos.

Durante más de 125 años expertos han sabido que los compuestos en el intestino convierten la bilirrubina en el compuesto urobilina, pero lo que no conocían era qué enzima o colección de enzimas que la convertían en la urobilina.

"Los microbios del intestino codifican la enzima bilirrubina reductasa que convierte la bilirrubina en  un subproducto incoloro, llamado uribilinogeno, que se degrada espontáneamente en una molécula llamada urobilina, que es la responsable del color amarillo que conocemos".

Podemos ver gracias a gen regalado por una bacteria

A una bacteria debemos una parte de la explicación sobre nuestra visión. Foto Wallpaper

Una de las maravillas de los humanos y todos los animales son los ojos. ¿Cómo se desarrolló la visión? Es una pregunta sobre la que se han hecho muchos estudios y que ha sido respondida en buena parte por la ciencia. Pero ahora hay un hecho nuevo, muy especial.

El ojo de los vertebrados recibió un gran impulso del modo más impensado: de una bacteria, la cual aportó, o se le secuestró, un gen relacionado con la respuesta de la retina a la luz.

El hallazgo fue revelado por investigadores en un artículo en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

"Los hallazgos demuestran cómo estructuras complejas como las de los ojos pueden evolucionar, no solo modificando el material genético existente sino también adquiriendo e integrando genes foráneos", en palabras de Ling Zhu, biólogo de la retina en el Save Sight Institute en University de Syney, citado por Science y quien no participó en la investigación. "Es increíble".

Las bacterias son conocidas por cambiar genes, empaquetados en virus o piezas móviles del ADN llamadas transposones, o incluso en ADN libre. Pero los vertebrados, también, pueden incorporar genes microbianos. Cuando el genoma humano fue secuenciado en 2001, los científicos pensaban que contenía cerca de 200 genes importados de bacterias.

En busca de mejorar esos hallazgos, Matthew Daugherty, bioquímico de University of California en San Diego, y colegas, usaron un sofisticado software de computador para rastrear la evolución de cientos de genes humanos buscando secuencias similares en cientos de otras especies. Los genes que parecían haber aparecido primero en vertebrados y no tenían predecesores en animales tempranos eran buenos candidatos para haber saltado desde bacterias, en particular si tenían contrapartes en microbios modernos. Entre las docenas de potenciales genes aliens, uno "me impactó", dijo Daugherty.

El gen, denominado IRBP, era conocido por su importancia para la vista. La proteína que codifica reside en el espacio entre la retina y el epitelio del pigmento retinoso, una delgada capa de células superpuesta a la retina. En el ojo del vertebrado, cuando la luz golpea un fotorreceptor sensible en la retina, los complejos de vitamina A se desvinculan, activando un impulso eléctrico que activa el nervio óptico. Entonces IRBP cambia esas moléculas hacia el epitelio. Finalmente, envía las moléculas restauradas al fotorreceptor. "Es esencial para la visión de todos los vertebrados", explicó Zhu.

Este gen semeja una clase de genes de bacterias llamados peptidasas, cuyas proteínas reciclan otra proteína. Los investigadores propusieron que hace más de 500 millones de años microbios transfirieron un gen de peptidasa a un ancestro de todos los vertebrados vivientes.

Gatos ayudan a curar las alergias

En la piel cargan los gatos la proteína que genera alergias a muchas personas. Foto RVG

Quien tiene alergia a los gatos estornuda, le pica la nariz, le pueden picar otras partes del cuerpo, la garganta le molesta, entre otras reacciones. Por eso muchos ni se le acercan al pequeño felino así les parezca un gran animal.

Esa reacción alérgica se presenta porque el sistema inmunitario sobrerreacciona a inocuas proteínas del gato, confundiéndolas con peligrosas enfermedades provocadas por microbios. En la piel del gato se encuentran proteínas que pueden causarlas reacciones inmunitarias, llamadas antígenos; también se encuentran en la saliva y la orina.

Para reducir el efecto, un tratamiento han sido las inyecciones de inmunoterapia alergénica, que gradualmente exponen el cuerpo a dosis aumentadas de antígenos del gato. Esto hace que el sistema inmunitario eventualmente tolere las inocuas proteínas. El problema: con frecuencia el tratamiento requiere inyecciones cada una o dos semanas durante más de un año, seguidas por dosis mensuales por unos tres años. Para ajustar: no siempre funcionan.

Científicos encabezados por Jon Corren, de UCLA, estudiaron si agregando un anticuerpo monoclonal, tezepelumab, al tratamiento tradicional mejoraba el resultado. Ese anticuerpo bloquea la acción de una molécula, TSLP, que ha sido relacionada con el asma y otras enfermedades alérgicas.

En un estudio con 121 adultos, de 18 a 65 años de edad, todos con historia de alergia a los gatos, recibieron uno de cuatro tratamientos, desde tezepelumab más las inyecciones tradicionales, a solo placebo. Todos fueron seguidos durante un año.

En el artículo publicado en Journal of Allergy and Clinical Inmunology, se mostró que luego de eso recibieron esprays nasales con la proteína del gato. Al año, los síntomas eran menores en quienes recibieron el anticuerpo más las inyecciones.

Los resultados sugieren que bloquear la TSLP aumenta la efectividad de las inyecciones alergénicas y ofrece un resultado más duradero.

Ahora los científicos trabajan en entender bien el mecanismo que brinda la protección y además lo probarán en las alergias a alimentos.

Gracias a... los gatos.

Parece que hallaron señales de vida en Venus

Región de Venus donde se detectó la fosfina (recuadro). Imagen ESO

¿Hay vida en Venus? Al menos en las nubes que rodean ese vecino planeta, esa es una posibilidad. Es que astrónomos anunciaron la detección de fosfina, una molécula que en la Tierra solo se produce en actividades industriales o por microbios que viven en ambientes libres de oxígeno.

De comprobarse, tendrían éxito quienes han dicho que ese ambiente venusino, las nubes que rodean al planeta, son propicias para la vida.

"Quedamos en shock cuando detectamos las primeras señales de fosfina en Venus" dijo Jane Greaves, cabeza del equipo en Cardiff University, Reino Unido.

El hallazgo fue verificado con 45 antenas de Alma (Atacama Large Millimeter/submillimer Array) en Chile, una red mucho más sensible que el equipo con el que se hizo el descubrimiento inicial, el telescopio James Clerk Maxwell en Hawái.

Esa molécula existe en las nubes de ese planeta en cantidades muy pequeñas, unas 20 por millón. Los investigadores descartaron que provengan de la luz solar, minerales empujados a la atmósfera, volcanes, rayos o la luz solar.

Para producir la fosfina vista (contiene hidrógeno y fósforo) los organismos terrestres solo tendrían que trabajar al 10 % de su productividad, según el equipo de astrónomos, algunos de ellos de Japón.

Otra integrante, Clara Sousa silva, del MIT, experta en esa molécula, indicó que el hallazgo genera varias inquietudes sobre cómo pueden sobrevivir esos organismos, pues las nubes de Venus son completamente ácidas.

Hallan bacterias vivas de hace 100 millones de años

Científicos toman las muestras de los núcleos extraídos. Foto IODO-JRSO

No es exageración. a una profundidad de 5700 metros en el fondo marino, científicos extrajeron unas muestras que contenían microbios. Sí, unas bacterias que han estado allí al menos 100 millones de años.

Al cultivarlas en laboratorio, las bacterias revivieron y se reprodujeron, indicando que estuvieron varios eones dormitando en el fondo, viviendo con un poco de oxígeno difuso que va desde la superficie al fondo.

 Un hallazgo que demuestra no sólo la persistencia de la vida y encuentra maneras de sobrevivir.

Además muestra que se puede hallar vida en lugares que se pensaban inhabitables, abriendo la esperanza de que pueda darse en otros lugares de nuestro Sistema Solar de condiciones extremas.

No es primera vez que se encuentra vida bajo el lecho marino. Hace más de 15 años que se conoce. pero Yuki Morono, geomicrobiólogo de Japan Agency for Marine Science and Techonology, quería saber los límites de la vida que existe allí.

Con sus colegas dirigieron una expedición al giro del Pacífico Sur, donde confluyen corrientes en el este de Australia, considerada el área más muerta de los océanos casi sin nutrientes para que pueda desarrollarse la vida.

Así extrajeron núcleos de arcilla y otros sedimentos y confirmaron que tenían algo de oxígeno, así como señales de poca materia orgánica para que bacterias pudieran comer.

Pusieron los núcleos en tubos de vidrio y les añadieron acetato y amonio que contenían isótopos de nitrógeno y carbono. A los 557 días extrajeron muestras de la arcilla y la disolvieron en busca de microbios pese a que no tenía nutrientes.

Por lo general hay unas 100 000 células por centímetro cúbico de pantano, pero en las muestras no había más de 1000 bacterias. Por eso fue necesario idear una manera de que no se contaminaran las muestras.

Con los nutrientes proporcionados, en muestras de 101,5 millones de años, los microbios se multiplicaron por cuatro órdenes de magnitud, más de 1 millón de células a los 65 días.

Los análisis genéticos revelaron que pertenecen a más de ocho grupos de bacterias, algunos comunes en agua salada.

No se sabe qué hacían los microbios en el giro del océano todos estos años. La mayoría de las especies halladas no forman esporas, una etapa inactiva de vida que algunas bacterias forman en condiciones poco favorables. Tal vez estuvo dividiéndose lentamente todos estos millones de años, siendo las recogidas en las muestras descendientes distantes de ancestros de hace millones de años.

El hallazgo fue publicado en Nature Communications.

Estas son las bacterias en la lengua humana

Cada color en la lengua representa un tipo de bacteria. Foto Cell Reports

Billones de microbios, desde bacterias a hongos, virus, protistas y arqueas viven en el cuerpo humano, siendo la inmensa mayoría benéficos en diferentes funciones. En la boca, por ejemplo, se encuentran más de 750 especies de bacterias. Viven a menudo en biopelículas como la placa en los dientes, donde se proveen nutrientes entre sí para prosperar.
Científicos quisieron ver qué bacterias viven en la lengua y cómo están organizadas, para lo cual usaron imágenes de fluorescencia para visualizar esos microbios en las lenguas de 21 voluntarios, estudio publicado en Cell Reports.
¿Qué encontraron?
Tras analizar las lenguas desde la parte de atrás hacia adelante usaron datos del Proyecto del Microbioma Humano para identificar las bacterias y su organización.
Se centraron en 17 géneros bacteriales presentes en el 80 % de las lenguas, que estaban organizados de varias formas: bacteria suelta,otra asida a la piel externa y la demás organizada en biopelículas complejas denominadas consorcios con varias capas de grosor.
Todos los consorcios en esas lenguas tenían bacteria de tres géneros: Actinomyces, cerca del núcleo de esas estructuras; Rothia en largos parches en los bordes; Streptococcus en los bordes y a lo largo de las venas.
Lenguas colonizadas. 

¿Es este el sitio más hostil para la vida en la Tierra?

Un paisaje extraterrestre hostil para la vida en Etiopía. Foto Wikipedia

No parece un paisaje terrestre. Está dominado por piscinas hidrotermales verdes y amarillas, que rodean al volcán Dallol al norte de Etiopía (África). En ese lugar hay sitios sin vida alguna. ¿El sitio más hostil para la vida en el planeta?

En la Tierra hay muchos lugares de condiciones extremas para la vida, como las vetas hidrotermales del fondo del océano por donde brotan gases venenosos pero que han sido colonizadas por bacterias y microorganismos. Otros son supersaldados, superácidos o supercalientes, pero en muchos hay vida.

En Dallol hay lugares en donde no, según un estudio de Purificación López-García, del Centro Nacional Francés para la Investigación Científica.

En ese lugar se combinan aquellos tres ‘super’. Algunas están repletas de cloruro de sodio, otras albergan sal de magnesio, hostil para la vida porque ese químico rompe las membranas celulares.

En varias de esas piscinas se tomaron muestras

En las de ambientes más extremos, muy ácidos, calientes y con sales de magnesio, no se encontraron rastros de ADN, o sea de organismos vivos.

Si en las muestras se forzaban las condiciones, aparecían rastros de ADN de arqueas (unicelulares), pero se cree que se debía a contaminación de algún sitio vecino.

En algunas de las piscinas con condiciones menos extremas, sí había diversidad de microbios, en su mayoría una gran variedad de arqueas.

Estos hallazgos sugieren que hay un gradiente de ambientes extremos, en algunos de los cuales no logra formarse vida.

Esto indica, además, que en otros planetas, aunque exista agua, no necesariamente puede haber vida.

Dallol es un cráter volcánico que se formó por la intrusión de magma basáltico en depósitos de sal del Mioceno y la actividad hidrotermal posterior, según la enciclopedia.

Estos cráteres son los respiraderos volcánicos más bajos del mundo, 45 metros bajo el nivel del mar.

El estudio apareció en Nature Ecology  Evolution.

Increíble: microbios que respiran arsénico

Extracción de muestras en el Pacífico fuera de la costa de México. Foto UW

Cuando no hay oxígeno, bueno… ¿qué tal respirar arsénico? No parece nada agradable, pero eso hacen microorganismos en una gran área del Océano Pacífico.

El descubrimiento lo hizo un equipo de la University of Washington y lo publicó en Proceedings ot the National Academy of Sciences (PNAS).

Es una estrategia de supervivencia que se observa en partes del ambiente marino con baja cantidad de oxígeno. Una situación que con el cambio climático será más común.

“Pensar en el arsénico no como algo malo sino también benéfico, me hizo redefinir el modo en que veía este elemento”, explicó Jaclyn Saunders, quien hizo la investigación como tesis doctoral.

“Hace mucho sabemos que hay bajos niveles de arsénico en el océano”, dijo Gabrielle Rocap, coautora, profesora de oceanografía. “Pero la idea de organismos que pudieran estar usándolo para vivir es un nuevo metabolismo para el océano abierto”.

Los investigadores analizaron muestras de agua salada de una región debajo de la superficie donde el oxígeno es casi ausente, forzando la vida a desarrollar otras estrategias.

“En algunas partes del océano hay un sánduche de agua donde no hay oxígeno medible”, dijo Rocap. “Los microbios en esas regiones tienen que usar otros elementos para extraer la energía de los alimentos”.

Las alternativas más comunes al oxígeno son el nitrógeno o el azufre. Las investigaciones previas de Saunders sugerían que el arsénico también podía funcionar.

El grupo analizó muestras recogidas en un crucero de investigación en 2012 en el Pacífico tropical, fuera de las costas de México. El análisis genético del ADN extraído del agua halló dos mecanismos conocidos para convertir moléculas basadas en arsénico para obtener energía.

Los resultados sugieren que los microbios que respiran arsénico son menos del 1 % de la población de esas aguas. Los hallados en el agua probablemente están relacionados distantemente con microbios que respiran arsénico en fuentes termales o en sitios contaminados en tierra.