Esta semana en la ciencia 14|38

Portada Semana Ciencia 1438

Ébola 2014: El origen

“A través del análisis de los genomas de este virus –oficialmente llamado EVOB (antes Zaire ebolavirus)— y del seguimiento de varios casos de personas infectadas en Sierra Leona, los investigadores pudieron rastrear el origen del virus y observar las mutaciones que sufrió durante su propagación.”

¿Desarrollo o conservación? El eterno dilema

“… la planificación global y la utilización de estrategias que tomen en cuenta el impacto ambiental, son cruciales para el impulso de una red de carreteras que contribuyan al desarrollo humano sin comprometer los ecosistemas alrededor del mundo.”

El delicado equilibrio respiratorio de las plantas

“Con la utilización de herramientas bioinformáticas y otros análisis, los científicos identificaron mecanismos y genes que funcionan en la represión del desarrollo de los estomas durante la elevación de CO2 en la atmósfera.”

 

Ébola 2014: El origen

Semana -1438 - 1 ÉbolaLa fiebre hemorrágica del Ébola es una enfermedad viral, con una alta tasa de mortalidad, que se caracteriza por la aparición de fiebre súbita, debilidad, dolores musculares, de cabeza y de garganta, vómitos, diarrea, erupciones cutáneas, disfunción renal y hepática, y en algunos casos, hemorragias internas y externas. El 2014 ha sido el año con el mayor brote de Ébola en la historia, afectando principalmente en países de África Occidental. Liberia, Guinea y Sierra Leona han sido los países con los mayores reportes de contagio y muertes hasta el momento. La velocidad de propagación y el número de defunciones convierten esta situación en una crisis de salud pública que requiere la atención de científicos y profesionales de la salud a nivel mundial, que contribuyan a la investigación y control de esta letal enfermedad.

En respuesta a esta crisis, un grupo de científicos de nueve instituciones de África, Escocia y Estados Unidos, se sumaron a esta causa con un estudio que se dio a conocer en la revista Science, el cual ofrece valiosa información sobre el origen y propagación del reciente brote de Ébola en África Occidental. A través del análisis de los genomas de este virus –oficialmente llamado EVOB (antes Zaire ebolavirus)— y del seguimiento de varios casos de personas infectadas en Sierra Leona, los investigadores pudieron rastrear el origen del virus y observar las mutaciones que sufrió durante su propagación. El equipo observó, casi en tiempo real, una rápida mutación del virus que les permitió caracterizar los patrones de transmisión viral durante las primeras semanas de la epidemia.

La propagación del virus EVOB en Sierra Leona se pudo determinar a partir del primer caso confirmado a finales de mayo, cuando una mujer llegó a un hospital con los principales síntomas de esta enfermedad. El ministerio de salud de ese país descubrió que la paciente había asistido al funeral de un curandero tradicional que trataba pacientes con Ébola cerca de la frontera con Guinea. El seguimiento del virus llevó al diagnóstico de 13 personas más que asistieron al mismo funeral. Los científicos tomaron muestras de estos 13 pacientes, cuyo análisis reveló que el brote del virus EVOB en Sierra Leona fue provocado por dos virus distintos, sin embargo, aún no queda claro si el curandero se infectó con ambas variantes o si otro asistente al funeral estaba infectado con la segunda variante de forma independiente. No obstante, se cree que esta variante del virus, que dio origen al reciente brote en África Occidental, probablemente provino de linajes del brote acaecido en África central durante el 2004.

Con el fin de ayudar en los esfuerzos para controlar esta enfermedad, así como para facilitar la pronta investigación a nivel mundial, los científicos han hecho públicos todos los datos que han surgido de sus análisis. Aseguran que la vigilancia epidemiológica y genómica durante el brote es de suma importancia, por lo que esperan que su trabajo ayude a los esfuerzos multidisciplinarios.

El artículo ha sido dedicado a cinco científicos que contribuyeron a la investigación, pero que como resultado de su trabajo, contrajeron la infección y fallecieron antes de que el estudio fuera publicado: Mohamed Fullah, Mbalu Fonnie, Alex Moigboi, Alice Kovoma y S. Humarr Khan.


¿Desarrollo o conservación? El eterno dilema

Semana -1438 - 2 CarreteraA nivel mundial, la construcción de carreteras ha crecido vertiginosamente en los últimos años y se prevé que durante el transcurso de este siglo, el número de nuevas vías de comunicación se incremente dramáticamente. Esto representa un foco de atención para investigadores en diversas disciplinas, ya que estos proyectos no sólo promueven grandes beneficios para el desarrollo social y económico de muchos países, sino que también generan serios daños ambientales, como la pérdida y fragmentación del hábitat, incendios forestales, la caza excesiva y, en general, la degradación del medio ambiente, muchas veces con daños irreversibles. Esto sucede principalmente porque la gran expansión de carreteras alrededor del mundo se da de manera caótica y con poca planificación.

Esta situación afecta principalmente áreas fronterizas y vírgenes, ricas en biodiversidad, como la región del Amazonas, Nueva Guinea, Siberia y la Cuenca del Congo, en donde las nuevas carreteras generan a su vez caminos secundarios y terciarios, los cuales acrecientan la expansión del daño ambiental. Ante esto, la planificación global y la utilización de estrategias que tomen en cuenta el impacto ambiental, son cruciales para el impulso de una red de carreteras que contribuyan al desarrollo humano sin comprometer los ecosistemas alrededor del mundo.

Un equipo de doce científicos presentó, en un artículo publicado en la revista Nature, un esquema global para la priorización en construcción de carreteras. Los científicos tomaron en cuenta dos aspectos importantes para determinar el costo y beneficio; por un lado, el valor ambiental, que estima la importancia natural de los ecosistemas, y por el otro, el potencial para el aumento de la producción agrícola por medio de caminos nuevos o mejorados. El equipo de científicos utilizó un sistema de clasificación para identificar tres escenarios posibles, que se espera servirá como guía para la toma de decisiones en la planeación a nivel global: en el primer caso están las áreas en donde las carreteras tendrían un alto costo ambiental y poco beneficio para la agricultura; el segundo caso son regiones donde los proyectos de construcción carretera tendrían un alto potencial para el desarrollo de la agricultura y menor impacto en los ecosistemas; la tercera posibilidad son las denominadas “áreas de conflicto”, esto es, aquellas zonas en las que se tendrían grandes beneficios para la agricultura, pero con severos daños ambientales.

Con esta cartografía global de carreteras, los investigadores dieron el primer paso hacia una planificación estratégica de comunicaciones, que pretende coadyuvar a la minimización de los daños ambientales que acompañan el desarrollo de infraestructura, por lo que esperan que en estos tiempos de gran proliferación carretera, la planificación proactiva sea el centro de la discusión en todos los países, para así evitar en lo posible la degradación del medio ambiente.


El delicado equilibrio respiratorio de las plantas

Semana -1438 - 3 PlantasLas plantas juegan un papel muy importante para la subsistencia de todos los seres vivos, pues nos brindan oxígeno y ayudan a mantener estables los niveles de dióxido de carbono (CO2) del aire que respiramos. Ellas absorben el CO2 a través de pequeños orificios o poros llamados estomas, que se localizan principalmente en la cara inferior de las hojas. Una vez que el CO2 ingresa por los estomas, empieza el proceso de fotosíntesis que trasforma el CO2, con ayuda de la luz del sol y del agua, en oxigeno, el cual se expulsa también por los estomas. De esta manera, los estomas de las plantas son una parte esencial para este proceso, pues es a través de ellos que se realiza el intercambio de CO2 y oxígeno con la atmósfera.

El CO2 es una de las primeras fuentes de carbono para mantener la vida en la tierra, ya que ayuda a regular la temperatura de la superficie terrestre. Sin embargo, el incremento excesivo de este gas, generado por la quema de combustibles fósiles como el carbón, el gas natural y el petróleo, de residuos sólidos, de árboles y productos de madera, o por reacciones químicas derivadas de la fabricación de materiales como el cemento, produce –junto con otros gases— lo que se conoce como el efecto invernadero. Este fenómeno retiene parte de la energía solar que llega a la tierra, evitando que vuelva inmediatamente al espacio, lo cual provoca que la temperatura del planeta aumente considerablemente, lo cual genera una serie de variaciones climáticas y algunas reacciones biológicas en las plantas.

En un artículo publicado en la revista Nature, un grupo de investigadores presentó un estudio en el cual se analiza la respuesta de las plantas ante los altos niveles de CO2 en la atmosfera. Los investigadores encontraron que las plantas se adaptan al aumento continuo de CO2 en la atmósfera reduciendo la densidad de sus estomas, lo cual podría significar un beneficio para ellas pues perderían menos agua. No obstante, con la reducción de estomas, se eleva la temperatura de las hojas debido a una disminución en la capacidad de enfriamiento por evaporación durante una ola de calor. Este fenómeno genera un estrés que podría impactar negativamente en la salud de las plantas, afectando en última instancia, el rendimiento de un cultivo.

Con la utilización de herramientas bioinformáticas y otros análisis, los científicos identificaron mecanismos y genes que funcionan en la represión del desarrollo de los estomas durante la elevación de CO2 en la atmósfera. Encontraron un gen llamado EPF2 (Epidermal Patterning Factor 2) que actúa como un agente que bloquea la formación de estomas ante un aumento de CO2. Identificaron también el papel de la anhidrasa carbónica y de una nueva enzima (CRSP) que puede funcionar como mediadora en el desarrollo de los estomas cuando hay altos niveles de CO2.

De acuerdo con los investigadores, la aclaración de estos mecanismos significa un gran avance para comprender cómo las plantas perciben y transmiten la señal de una elevación en los niveles de CO2 atmosférico, y esperan que su estudio ayude a los ingenieros agrónomos a conocer los cambios biológicos que sufren las plantas ante el aumento de CO2 y promover el desarrollo de herramientas efectivas para hacer frente a las sequías y las altas temperaturas en las cosechas.


Con información de artículos publicados en Nature 7517, del 11 de septiembre de 2014 y Science 6202, del 12 de septiembre de 2014.

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