Esta semana en la ciencia 13|37

 

Semana - 1337 - 0

  • Orígenes evolutivos del cerebro de las aves

  • Control neuroendocrino de la detección de luz en larvas de Drosophila

  • Cambios en los ciclos estacionales de CO2

Orígenes evolutivos del cerebro de las aves

Semana - 1337 - 1 ArcheopteryxLas características que alguna vez fueron consideradas exclusivas de las aves modernas como plumaje y fúrcula (hueso resultante de fusionar ambas clavículas), ahora se sabe que tuvieron su primera aparición en dinosaurio no avianos. Sin embargo, aún se conoce poco de la historia evolutiva inicial del desarrollo cerebral que distingue a las aves de otros reptiles y que facilita el desarrollo de la capacidad neurológica necesaria para volar.

El arqueópterix, un género extinto de aves, fue considerado durante mucho tiempo como un fósil de gran importancia que permitía conocer la transición evolutiva cerebral entre dinosaurios y aves. Esto permitió establecer la historia temprana de los terópodos, considerados ascendientes directos de las aves, como  el momento de partida del desarrollo cerebral que permitía tener la capacidad del vuelo, ubicando al arqueópterix, por su desarrollo cerebral, entre esa primera estructura y la estructura cerebral de las aves modernas.

Investigadores de las universidades de Texas, Ohio y Stony Brook,  a través de un análisis de alta resolución por tomografía computarizada, compararon los valores craneales de algunas aves modernas, del primer arqueópterix y algunos dinosaurios maniraptores no avianos considerados cercanos evolutivamente a las aves modernas, encontrando que el cerebro del arqueópterix era típico de los dinosaurios en general y en varios casos, era en realidad más pequeño y menos desarrollado que algunos otros dinosaurios.

Por lo tanto, los investigadores concluyeron que el cerebro de las aves modernas tuvo una evolución más amplia. El arqueópterix no era la única especie con un desarrollo cerebral relativamente mayor, ya que los maniraptores y otros dinosaurios no avianos contaban también con una estructura neurológica que les permitía tener la capacidad de volar. 


Control neuroendocrino de la detección de luz en larvas de Drosophila

Semana - 1337 - 2 Larva drosophilaEl desarrollo animal está asociado a comportamientos innatos que permiten incrementar las posibilidades de supervivencia.

Las larvas maduras de Drosophila melanogaster -mejor conocida como mosca de la fruta-, se mueven lejos de los alimentos y buscan un lugar obscuro donde pasar el estadio de pupación en óptimas condiciones.

Un grupo de investigadores de diferentes universidades, que se encontraban estudiando este fenómeno, descubrieron que la hormona protoracicotrópica (PTTH), un neuropéptido que permite controlar la transición de la etapa juvenil a la etapa de maduración sexual, también permite que las larvas de Drosophila puedan controlar y regular la preferencia de luz. A través del receptor de Torso, la PTTH actúa sobre dos sensores de luz, el órgano de Bolwing y las neuronas de arborización dendrítica clase IV, que permiten la regulación y control de la luz.

Los investigadores encontraron que la PTTH promueve al mismo tiempo la esteroidogénesis y la evitación de luz al final del estado larvario, ocasionando que los insectos busquen ambientes obscuros para iniciar la fase de maduración, permitiendo que las larvas puedan transformarse en pupas inmóviles, ocultas de la luz y de la vista de los depredadores.

A partir de los resultados de este estudio, los investigadores concluyeron que la hormona PTTH controla dónde y cuándo los insectos entran en un proceso de metamorfosis, optimizando las condiciones para el desarrollo de los adultos.

Cambios en los ciclos estacionales de CO2

Semana - 1337 - 3 CO2De acuerdo con las observaciones de los ciclos anuales de dióxido de carbono (CO2) en el hemisferio norte registradas hasta ahora, durante la primavera la concentración de este gas en la atmósfera disminuye en la medida que la vegetación terrestre aumenta, mientras que durante el otoño, cuando la vegetación decae y muere, el CO2 se incrementa. Si bien se sabe que las variaciones estacionales de CO2 atmosférico se han incrementado desde los años cincuenta, la escasez de observaciones no ha permitido una evaluación precisa de los patrones de cambio a largo plazo, ni de sus mecanismos subyacentes.

Esta semana, un equipo de investigadores de siete instituciones, encabezado por H. D. Graven, del Instituto Scripps, publican un estudio en el que dan cuenta del incremento en la amplitud del ciclo estacional en ciertas latitudes. Compararon observaciones aéreas recientes del CO2 sobre los océanos Pacífico norte y Ártico, con datos de 1958 a 1961. Encontraron que la amplitud estacional en altitudes de 3 a 6 km se incrementó en un 50 por ciento para latitudes de entre 45º y 90º N, mientras que en el rango de los 10º a 45º N, el incremento fue menor al 25 por ciento.

De acuerdo a los autores, esto implicaría un incremento del 30 al 60 por ciento en el intercambio de CO2 estacional para los ecosistemas extratropicales del norte, especialmente en los bosques boreales, lo cual es más de lo que los actuales modelos de ecosistemas arrojan como resultado de sus simulaciones. En el artículo se concluye que las observaciones parecen señalar grandes cambios ecológicos en las florestas del norte e importantes modificaciones en el ciclo global del carbón.

Con información de artículos publicados en Nature 7465 del 5 de septiembre de 2013 y Science 6150 del 6 de septiembre de 2013.

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