24 nov. 2011

Lynn Margulis, in memoriam

Ayer 23 de noviembre de 2011 falleció con 73 años de edad una de las mentes más clarividentes del mundo de la Biología. Una investigadora e increíble comunicadora que nos ha dejado un legado de Ciencia con mayúsculas que ha cambiado la concepción de la Biología.

Revolucionó la visión de la biología al rectificar el concepto evolutivo desarrollado por Darwin y sus seguidores, pasando de una visión en la que la selección natural era el mecanismo evolutivo por excelencia a una visón en la que la cooperación entre especies determinaba saltos evolutivos imposibles de explicar mediante selección natural. La endosimbiosis es y será un descubrimiento sin parangón, que alteró la comprensión de este mundo en el que vivimos.

Como biólogo y como persona comprendí que la vida no es sólo "lucha por la supervivencia", también es "cooperación para la supervivencia".

Gracias Lynn Margulis.

Te recordaremos para siempre.


Foto: Wikipedia
w:es:Creative Commons

22 nov. 2011

Ponencia en CEFIRE Castellón

Hace una semana os dejaba aquí un post con el itinerario realizado por el barranco de Ajuez en Chóvar, salida al medio realizada dentro de un curso del CEFIRE en el que se promueven las salidas al medio como un medio para trabajar con el alumnado tanto dentro como fuera del aula. Hoy os dejo aquí la presentación que realicé ayer en el aula, defendiendo el uso de smartphones y herramientas TIC (GoogleDocs, GoogleMaps,...) en la Enseñanza, tanto en Primaria (6-12) como en Secundaria (12-18).

Como podréis ver en la presentación, me he inclinado por el uso de Apps gratuitas en terminales Android, pero se pueden encontrar los mismos para terminales iPhone. Espero que os resulte interesante y útil en algún momento. Como siempre la presentación se encuentra bajo licencia Creative Commons.




21 nov. 2011

Descubre el itinerario a seguir


En esta ocasión os dejo 2 códigos QR para que descubráis el itinerario que vamos a realizar. En este caso se trata de un itinerario por Valencia y relacionado con la sostenibilidad.

Deberéis escribir en GoogleDocs un  documento con no menos de 300 palabras en el que describáis el itinerario que pensáis vamos a realizar y porque visitamos estos puntos de interés.



Cuestionario sobre tenencia y uso de Smartphones

A continuación os dejo un breve cuestionario que debéis rellenar. Estos datos servirán para agrupar a los alumnos que después asistan a las actividades extraescolares programadas a lo largo del curso.
Gracias por vuestra participación.

15 nov. 2011

Salida con el CEFIRE de Castellón a Chóvar.

En esta salida trabajamos el cómo crear itinerarios interdisciplinares para los chavales de Primaria y Secundaria. Fruto de esta salida es este mapa en el que se han ido posicionando los distintos lugares de interés que podrían ser útiles para programar actividades.

Os dejo el plano de GoogleMaps con los puntos de interés y algunas fotos.

Espero que os sea útil algún día. Es un sitio precioso.


Ver Salida con el CEFIRE de Castellón a Chóvar en un mapa más grande

9 nov. 2011

El Origen de la Vida. Acercamiento histórico.

A continuación os presento un texto recopilatorio de aquellos hechos más importantes entorno a los estudios realizados sobre el origen de la vida.


Life's Origins

La vida tal y como la conocemos hoy es un concepto difícilmente definible. Algunos autores se decantan por definirla como un hecho fortuito e irrepetible que ha desembocado en un proceso bioquímico muy complejo que nunca llegaremos a desentrañar.

Pero ¿Qué es la vida?
Existen múltiples acercamientos al concepto de vida, unos más elaborados y otros menos, como el propuesto por el físico R. Feynman quien a esta respuesta contestó: “No sé lo que es la vida pero sé perfectamente cuándo mi perro está muerto”. Esta definición por contraposición a la muerte sólo nos lleva a un callejón sin salida, la indefinición del propio concepto.
La vida es un proceso químico, auto-mantenido que perpetúa su composición pese a las variaciones del exterior y que se perpetúa en el tiempo gracias al proceso reproductivo. Bajo esta sencilla definición cabe destacar que el elemento mínimo que puede ser definido como “vida” es la célula, concepto este último definido por Hooke tras observar por primera vez en la historia con su sencillo microscopio una lámina de corcho, en la que encontró las celdas de pared celular que definían el espacio celular.
Entonces, algunos se preguntarán ¿los virus están vivos? Tomando la definición que acabamos de realizar, resulta sencillo responder. En realidad los virus no son capaces de reproducirse ni de auto-mantenerse sin un elemento “vivo” al que parasitar, por tanto sólo cabe establecer que los virus no están vivos.
Hasta aquí hemos definido de forma sencilla un enorme y complejo mecanismo de automantenimiento y reproducción, pero todos los lectores coincidirán conmigo en que en realidad la vida es un proceso bioquímico muy complejo, con grandes incongruencias que nos llevan a plantearnos ¿cómo se ha llegado a un modelo tan complejo?
El premio Nobel Jack Szostak nos demuestra con cada publicación desde su laboratorio en Harvard, que la vida es un proceso sencillo que no requiere de la gran complejidad que a día de hoy observamos incluso en la más sencilla de las formas de vida. ¿Entonces porque estamos dónde estamos?
La reproducción es inherente a la vida tal y como acabamos de definir. Este proceso no es perfecto, es un mecanismo necesario que genera errores, variación, que permite a la vida ensayar con ella misma. A ese mecanismo reproductor en el que se introducen errores de forma sistemática, y que permite a la vida explorar nuevas posibilidades le llamamos evolución.
En realidad es la evolución, la responsable de la complejidad que observamos hoy en toda forma viva. Es la evolución la que lleva a la selección del más apto en cada momento, lo que no quiere decir que se seleccione el más eficaz en todos los aspectos, sino aquel que en una determinada situación es más eficaz ante un cambio importante. Este proceso lleva inexorablemente a la procreación del más eficiente en cada momento, y eso lleva a acumular errores, variaciones y soluciones no óptimas para otros aspectos que no han supuesto un escollo evolutivo en ese momento y que por tanto han pasado sin ser “filtrados” por la selección natural.

Dicho esto, creo que podemos entrar en los acontecimientos históricos que definen la historia del estudio de la vida.

Historia
En la Grecia antigua Anaxágoras planteo un origen de la vida denominado panspermia. La panspermia explicaba que las semillas de la vida irían diseminándose por el espacio y sembrando vida en cada planeta. Esta idea de generación de la vida de forma espontánea permaneció durante siglos sin ser rebatida, hasta que Francesco di Redi en el siglo XVII demostró que la generación espontánea no ocurría en un matraz con materia orgánica de forma azarosa sino como consecuencia del contacto con moscas que “sembraban” allí sus huevos. Hasta 1864 no fue defenestrada la generación espontánea definitivamente. Louis Pasteur y su experimento con matraces en cuello de cisne consiguieron demostrar que el aire portaba pequeñas partículas que contagiaban la vida a aquellos matraces estériles. Pasteur describió el primer mecanismo para mantener un medio rico en nutrientes libre de microorganismos.

En 1924 (y después de forma más extensa en 1936) Alexander Ivanovich Oparin publica un estudio en el que defiende un origen de la vida basado en la acumulación de materia orgánica en los océanos prebióticos, lo que Oparin definió como Sopa PrebióticaEsta sopa prebiótica, rica en materia orgánica, sería consecuencia de las emanaciones volcánicas a la atmósfera primitiva, la cual sería rica en vapor de agua y gases reducidos. La atmósfera primitiva estaría sometida a constantes bombardeos de meteoritos, descargas eléctricas y una elevada radiación ultravioleta. Según Oparin, esta situación provocaría una acumulación de moléculas orgánicas en los océanos prebióticos que poco a poco y gracias a energía libre presente en ellos, llevaría a la aparición de complejas moléculas orgánicas y finalmente a la aparición de coacervados que rápidamente evolucionarían hacia las primeras células primitivas.

En 1953 Stanley Miller, un estudiante de doctorado del laboratorio de H. C. Urey, desarrolla un experimento que demuestra de forma sencilla y efectiva que en las condiciones atmosféricas planteadas por Oparin, era factible la aparición de materia orgánica. En tan sólo una semana, el montaje de Miller produjo incluso aminoácidos. Este hallazgo supuso una revolución en el estudio científico sobre el origen de la vida.

Desde el experimento de Miller han pasado mas de 60 años durante los cuales se han ido resolviendo algunas lagunas existentes en el planteamiento de Oparin. Finalmente se ha consensuado que la atmósfera primitiva no pudo ser reductora sino neutra. Por otro lado, se han encontrado rocas en Canadá con una edad estimada de 4.280 m.a por lo que parece claro que la superficie del planeta se enfrió entonces. Y que la densidad de la atmósfera era suficientemente alta como para frenar los impactos de meteoritos hace ya 4.000 m.a, por lo que el inicio de la vida pudo darse a partir de esta fecha. Sin embargo, los primeros fósiles descubiertos -bacterias del azufre- poseen una edad de 3.400 m.a. Esto nos da unos 600 m.a para que evolucione la primera forma viva. La “sopa” o “consomé” como dicen otros autores pudo generarse cerca de los humeros submarinos, dónde la materia inorgánica fluye enérgicamente, de manera que se genera una zona de alta concentración y elevada temperatura que permitiría la reacción entre las moléculas inorgánicas hasta la aparición de moléculas orgánicas.

Estado actual
En la actualidad existen dos enfoques de estudio contrapuestos que avanzan a marchas forzadas y en ambos casos con grandes hallazgos. El primero se plantea como una investigación de arriba hacia abajo y abanderado por Craig Venter, el cual trabaja desde la hipótesis de crear la forma de vida más sencilla posible eliminando genes superfluos de una forma de vida ya de por sí sencilla, Mycoplasma mycoides. En junio de 2006 C. Venter patenta su Mycoplasma laboratorium, una forma de vida con tan sólo 600 genes que hasta ahora no existía. Se había creado la primera forma de vida autorreplicante y auto-mantenida. De esta forma Venter demostró que la vida no requiere de millones de genes para perpetuarse. En este momento, el laboratorio de Venter se dedica a la síntesis de nuevos microorganismos capaces de fijar el CO2 y producir hidrocarburos.
El segundo enfoque, que desarrolla la investigación de abajo hacia arriba, se gesta entorno a los hallazgos de 1982 de Altman y Cech, quienes reciben el premio Nobel en 1989 por su descubrimiento en relación a la actividad catalítica de los ARN, lo que hoy conocemos como ribozimas. A raíz de estos hallazgos y otros relacionados, se inicia un nuevo razonamiento que lleva a pensar que el dogma central de la biología (ADN  ARN  PROTEÍNA) tal y como estaba establecido hasta la fecha, era demasiado complejo como para ser el sistema en el que se basó la vida para abrirse camino. Comienza una nueva doctrina que presenta al ARN como primera molécula importante en la vida, con función enzimática y por tanto responsable de la autoperpetuación y con función informativa y por tanto responsable de la transmisión de información entre generaciones. Bajo este enfoque varios grupos comienzan a desarrollar investigaciones en paralelo, pero será Jack Szostak y su equipo quienes encabecen esta carrera por demostrar que la vida ocurrió en un breve espacio de tiempo y gracias a una molécula con doble función, el ARN. En el laboratorio de Szostak se han conseguido crear ribozimas autorreplicantes que evolucionan rápidamente generando un gran abanico de funciones.
En 2009 Szostak y Alonso Ricardo exponen un sencillo pero elaborado modelo teórico que pudo ser responsable del origen de la vida, la vida basada en el ARN. Antes de entrar a desarrollar este modelo, veamos que hallazgos lo legitiman:
  • La síntesis espontánea de nucleótidos citosina y uracilo unidos a grupos fosfato tras mezclar cianuro, formaldehido y acetileno (todas moléculas muy comunes en la Tierra primigenia).
  • En los espacios existentes entre microláminas de arcilla se produce polimerización espontánea de nucleótidos, alcanzándose polinucleótidos de hasta 50 unidades. Esto ya fue demostrado por Cairns-Smith en 1985, en su malograda hipótesis de la “arcilla”.
  • La presencia de ácidos grasos -y no fosfolípidos- en cantidad suficiente en un medio acuoso da lugar a vesículas. Éstas son impermeables a grandes moléculas como polinucleótidos de doble cadena y permeables a monómeros y polinucleótidos monocatenarios.
  • Las vesículas de ácidos grasos crecen de forma espontánea al adicionar al medio ácidos grasos. Las vesículas al llegar a un tamaño determinado se escinden en dos. Cuanto mayor es el número de moléculas en el interior de una vesícula mayor es la presión osmótica que empuja al agua a su interior, lo que provoca primero el crecimiento de la membrana y segundo la escisión en dos vesículas de menor tamaño y contenido similar.
  • Se ha observado que el crecimiento de estas vesículas se produce en forma tubular más que esferoidal -sin existencia de citoesqueleto-, por lo que su parecido a las bacterias actuales es mayor de lo esperado.
  • La temperatura del medio afecta a la polimerización espontánea. Así se ha constatado que en presencia de una hebra monocatenaria de nucleótidos y nucleótidos libres, si la temperatura desciende, los monómeros se acoplan a la hebra monocatenaria manteniendo el emparejamiento C-G A-U y generándose enlaces estables entre los monómeros. Por otro lado, estas cadenas bicatenarias, sometidas a temperaturas elevadas, provocan la separación de ambas cadenas.

Estos hechos, han llevado a plantear un modelo teórico en el que la vida se originaría cerca de surgencias marinas -black smokers- dónde existe una elevada concentración de materia inorgánica y temperatura elevada. Allí se generarían pequeñas vesículas de ácidos grasos con un elevado contenido en nucleótidos, algunos de ellos polimerizados. Estos al ascender junto con la corriente convectiva generada por la surgencia, se irían enfriando lentamente, y se produciría la polimerización de una doble cadena de ARN. La vesícula tras enfriarse, volvería a descender, calentándose progresivamente y permitiendo la escisión de dos cadenas en el interior de la vesícula, la cual volvería a crecer por incorporación de ácidos grasos. Al crecer permitiría la incorporación de más nucleótidos y con cada ciclo, aumentarían el número de coacervados ricos en ARN. Entre ellos en algún momento la secuencia azarosa de ARN comenzaría a realizar alguna función beneficiosa para la estabilidad “celular” y progresivamente sería “seleccionada” y se amplificaría hasta colonizar el humero en cuestión. Habría comenzado el proceso de selección natural y de aparición de la vida.


Darío Verdasco Cebrián
Noviembre 2011
Referencias bibliográficas
A. Ricardo y J. Szostak. “Orígenes de la vida” Investigación y Ciencia. Noviembre 2009
S. Monroe. “Geología. Dinámica y evolución de la Tierra”. Paraninfo. 2008.


Imágenes
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30 oct. 2011

Presentación en I Encuentro RedBioGeo

Hola a todos,

En septiembre estuvimos en el I Encuentro RedBioGeo y participé contando cómo podríamos usar las TIC en el aula y fuera de ellas. Fruto de esta participación es esta presentación que a continuación os dejo.

Un saludo a todos.

Descarga PowerPoint

17 oct. 2011

My Tracks App for Android

Esta vez he salido al monte con la familia para comprobar las posibilidades de una nueva App Android -gratuita-. Es My Track. Guarda el recorrido que vamos haciendo y después lo puedes subir a GoogleMaps. Puedes incluir comentarios en determinados lugars y sacar fotos y subirlas madiante Picassa para después ubicarlas junto a la marca que dejaste en My track.
Sencillo, rápido y muy útil.

Ahí os dejo una sencilla muestra. La imaginación seguro que os permite llegar un poco más allá y sacarle mucho partido a esta App.


Ver Primer Track subido desde Android en un mapa más grande

4 sept. 2011

Salida a Chera: Subida a Loma Malen

Para la próxima actividad extraescolar que realizaremos en breve os he preparado el itinerario que deberéis preparar de antemano.

Aquí os dejo el mapa con el recorrido y las actividades que vamos a realizar a lo largo de esta salida.


Ver Parque Geológico Chera -Sot de Chera en un mapa más grande

12 jul. 2011

Resultados del Cuestionario de Autoevaluación

Aquí os dejo el resultado del análisis de los cuestionarios que habéis realizado esta semana pasada.

En cuanto a las preguntas 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 y 10 habéis contestado casi todos correctamente: ¡ENHORABUENA! Si este hubiera sido el examen todos hubierais sacado al menos un 8. ¡Eso está fenomenal!

En cuanto al resto, veamos cada una de ellas cómo debían ser respondidas:

7.   La  frase de Charles Darwin en una carta privada a Joseph Dalton Hooker hace referencia a la selección natural, proceso por el cual, la aparición de vida en nuestro planeta en este mismo momento sería imposible, ya que la biodiversidad existente ahora mismo hace impensable que moléculas orgánicas en un "caldo caliente" fueran "desperdiciadas" durante el tiempo necesario para que evolucionasen como formas de vida nuevas.

9.    Anaxágoras. Fue este filósofo griego y no Hoyle o Crick como con muy buen criterio habéis contestado alguno. Fred Hoyle apoya esta hipótesis, al igual que Francis Crick, pero el primero en postular y dejar por escrito esta hipóteis fue Anaxágoras allá por el 500 a.C.
No obstante, en ambos casos son respuestas bien trabajadas.



Enhorabuena a todos y mucha suerte en el examen presencial que tendremos dentro de dos semanas.



11 jul. 2011

Cuestionario de Autoevaluación

Lo prometido es deuda, aquí os adjunto el cuestionario sobre el Origen de la Vida que me solicitasteis para poder haceros una idea de cómo será el examen final de la asignatura.

¡Mucha suerte a todos!

16 jun. 2011

¿Están vivos los virus?

Una de las cuestiones que más discusiones generan en el ámbito de la biología, es esta cuestión. Los virus, entidades con capacidad de evolucionar y reproducirse que según las definiciones clásicas de biología no son formas vivas. El Dr. Mark Young de Montana State University, en una entrevista nos plantea esta interesante cuestión sin una respuesta única y definitiva.



5 jun. 2011

Pero, ¿Qué es la vida?

Quizás es una de las preguntas qué no se consigan responder nunca con una certeza plena, pero resulta indispensable pensar sobre la definición de vida. Es un tema en el que la ciencia no consigue ponerse de acuerdo, definir vida resulta cuanto menos complicado cuando bajamos a niveles moleculares. ¿Están vivos los virus? Se reproducen y evolucionan -¡y de que manera!- pero ¿su bioquímica es autónoma? ¿Deberían ser eliminados del concepto de vida todos los "seres vivos" que viven en simbiosis estricta?

En el Centro de Astrobiología del CSIC/INTA he encontrado un interesante video en el que algunos investigadores hablan sobre la definición de "vida".

¿Qué es la vida?

Un nuevo inicio.

Hoy quiero retomar este blog -abandonado desde su nacimiento- para reconducir su contenido hacia un área de la biología que resulta interesante y conflictiva a la par, el estudio del origen de la vida.

Este apasionante tema levanta pasiones entre defensores y detractores de su estudio desde un punto de vista científico, quiero dejar claro que no es este el propósito de este blog.
El objetivo de este blog no es enfrentarse a polémicas estériles sobre si existió un origen divino o no, no es este el tema.

Esta bitácora inicia una nueva andadura con el único objetivo de recolectar en la red todo el material científico relacionado con el origen del a vida.

Espero que este nuevo inicio lleve a un buen fin a este blog "Life's Origins"

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