Creando vida sintética

Craig Venter es uno de los científicos más discutidos en los últimos años. Él y su equipo posiblemente cambien la manera en que la Humanidad se alimenta y cómo obtiene energía para subsistir.

En el año 2000 se comenzó un censo general de la información genética de todos los organismos del planeta, incluido en Hombre. Hasta hoy, se han definido unos 20 millones de genes y el proceso de identificación sigue a toda marcha, La idea es conocer toda la diversidad que la Vida tiene en la Tierra.

Hace unos cuatro años, Craig Venter y su equipo comenzó el camino inverso: si ya conocemos qué es un gen y cómo se estructura - ¿por qué no crear uno artificial?, y después ¿por qué no crear un cromosoma completo artificial? (un cromosoma porta muchos genes)
Ambas cosas ya se han hecho. Incluso ya se ha visto que tales cromosomas artificiales funcionan normalmente cuando son puestos al interior de una célula.

En suma, el ser humano está en condiciones de diseñar organismos vivos. Son, según Venter, los organismos del futuro - representan el inicio de una nueva Evolución - una diseñada por nosotros mismos.
Pero Venter tiene una visión 100% práctica: podemos diseñar nuestro alimento, dice - y podemos diseñar organismos que usen CO2 para crecer y para producir combustible. Esto solucionaría la crisis energética y la acumulación de CO2 en la atmósfera.

Les dejo una charla de 15 minutos que Craig Venter dió hace poco más de dos años. Está en inglés, pero pueden verla subtitulada al español (en cc). Después de la charla hay media hora de preguntas y charla con el público.

Angelina y la ciencia de los labios

En los años en que trabajé en la universidad de Tel Aviv conocí a los cíclidos - un enorme grupo de peces de agua dulce.
Han sido tan exitosos que se han adaptado a todos los hábitats tropicales del mundo desde Sudamérica hasta Texas y desde África, por el Medio Oriente hasta el sur de Asia.
Hay más de 1.500 especies de cíclidos, son animales duros, fáciles de mantener en acuario para observación y experimentos y fáciles de observar en la naturaleza.

Hace unas semanas leí sobre este proyecto en el lago Apoqueye de Nicaragua, el que - como ha ocurrido con otros lagos también en África - quedó separado completamente de otros cuerpos de agua dulce y repleto de cíclidos. Aislados, los peces experimentaron increíbles procesos de especialización evolutiva. Estos lagos son verdaderos laboratorios naturales donde observar y estudiar evolución.
Durante 30 años el alemán Axel Meyer ha trabajado en la región centrándose en cómo y por qué cíclidos muy semejantes han desarrollado estructuras bucales y labios completamente diferentes. Interesante. Y con un rasgo de humor, muy acertadamente, ha titulado la investigación, el Proyecto Angelina Jolie.

El fin del mundo, es decir, de nosotros

reconstrucción facial de
Homo floresiensis, el hobbit

No. Esto no se trata de ninguna profecía apocalíptica semi-religiosa, religiosa per se o basada en charlatanería popular. No se trata de 'los mayas', ni de reversiones magnéticas, ni ataques extraterrestres...

Nosotros, como especie ¿estamos yendo nuevamente hacia un 'cuello de botella genético' tras el cual - perdida la diversidad genética y cultural - seremos incapaces de seguir evolucionando y desapareceremos?
Es una hipótesis científica basada en lo sucedido a muchas otras especies animales y vegetales. Sí, también en lo sucedido a otras especies de humanos.

Hasta hace solamente 40 mil años atrás cinco especies de humanos vivían sobre el planeta. Hoy queda solo una: nosotros, el Homo sapiens. Las otras cuatro desaparecieron completamente dejándonos huesos, artefactos, pinturas en cavernas... no mucho más. Los humanos llegamos hace unos 70 mil años atrás a un 'cuello de botella' genético que estuvo a punto de hacernos desaparecer.

En aquel período crítico - que se agudizó entre 40 mil a 20 mil años atrás - cuatro especies de humanos dejaron de existir: Homo erectus, Homo neanderthalensis, Homo de Denisova y Homo floresiensis (éste último llamado popularmente 'hobbit', y que habría sido exterminado hace sólo 15 mil a 10 mil años atrás).

La desaparición de cuatro de las cinco especies de humano en tan corto tiempo es una advertencia dramática para nosotros. Claro, hay una gran diferencia: las cinco especies de humano competíamos por el mismo nicho ecológico. Ahora ya no tenemos competidores, creo que en la mayoría de los casos simplemente expulsamos al axterminio algunas de esas especies, mientras que a otras las fuimos asimilando reproductivamente: un 5 a 10% del ser humano moderno, actual, lleva genes neandertales en su genoma.

Por esto, antes de cataclismos genéticos, creo que los seres humanos actuales debemos enfrentar varias amenazas más cercanas que, quizás, mantengan la diversidad genética y nos permitan evolucionar: El peligro de una pandemia intratable puede causar enormes disminuciones de población y aislamiento poblacional. Y es una posibilidad siempre latente.
Un cambio climático acelerado durante los próximos cien años tendría efectos semejantes.
Una profunda crisis energética también puede cambiar de manera dramática el número y la estructura social de los humanos sobre el planeta.
y finalmente, algún megacataclismo natural (volcanes, meteorito, terremoto, etc), podría llevarnos a situación de crisis extrema, con disminución y aislamiento poblacional, también.

Todas estas cosas han sucedido antes y volverán a a suceder. Nadie sabe cuándo. Redordar que este planeta ha experimentado cinco grandes extinciones, algunas tan extremas que dejaron solamente un 10% de los seres vivos. Después de éstas, la evolución geológica y biológica tomó rutas originales e inesperadas - la Vida no recreó lo que había antes, sino que creó especies totalmente nuevas.
Sí, hay muchas posibilidades de que la especie humana se enfrente a crisis existenciales en algún momento. Creo que esas que nombro aquí arriba están antes que un cataclismo genético.


Relacionados:
Neanderthal genes 'survive in us'
Homo floresiensis, the human hobbit
TalkOrigins - Human evolution
Sapiens, el blog de Eudald Carbonell

Los virus nos ayudaron a evolucionar

En el año 2000 científicos descubrieron una proteína llamada sincitina. Esta proteína es producida en algunas células bien específicas del embrión humano: en las células encargadas de formar la placenta. La sincitina, entonces, es esencial para el desarrollo normal de un ser humano en el útero materno.

Como toda proteína, la sincitina está codificada en nuestro ADN, en un gen. Increíblemente el gen que codifica la sincitina no es humano. Es un virus.

La capacidad de formar placenta ¿fué entregada a los mamíferos por un virus?, se preguntaron los científicos.

Así parece. Desde entonces han hallado el mismo gen de sincitina en chimpancés, gorilas y varias especies de mono. Ese gen también es viral y muy similar al 'humano'.

Hasta ahora se ha descubierto sincitina también en ratones y conejos. También, codificada por un gen viral. Hace poco se ha hallado una forma diferente de sincitina en gran cantidad de especies de carnívoros: perros, gatos, hienas también portan en su ADN un gen viral que permite a sus embriones formar placenta.

Va quedando claro que hace millones de años atrás – y en diferentes ocasiones – una cepa de virus infectó algún ancestro evolutivo de los mamíferos y les entregó la capacidad de formar placenta. Esta capacidad resultó ser muy conveniente y los mamíferos tuvieron, desde entonces, un tremendo éxito evolutivo.

Esta simbiosis entre virus y mamíferos no se limita sólo a la placenta: se han hallado unos 100.000 fragmentos de ADN de virus incrustados en nuestro ADN humano. Son tan numerosos que llegan a constituir un 8% de nuestro material genético.

¿Qué hacen estos virus metidos en nuestro ADN? Quizás la mayoría hayan mutado y se hayan inactivado, pero otros – como el de la sincitina – aún poseen capacidad para formar proteínas y participar en nuestro desarrollo. Sorpresas increíbles que la ciencia descubre día a día.

(Artículo original.)

El exterminio de la Fauna americana

Hace sólo 10 mil años atrás todo el continente americano bullía con una gran cantidad de especies animales. Mamúts, tigres-sable, cuatro especies de antílopes, tres especies de camellos!, ciervos gigantes y lobos increíbles...

Había en toda América - por ejemplo - decenas de especies de perezosos, todos muy especializados en nichos diferentes. Hoy, las contamos con los dedos de una mano.
¿Qué pasó? ¿Qué les ocurrió a todos esos animales? ¿Qué los hizo desaparecer tan repentina y completamente?
En la discusión acerca de la causa de su exterminio se puede diferenciar dos bandos: los que culpan al hombre y los que culpan al clima.

Alrededor de unos 10 mil años atrás hubo grandes cambios climáticos y también el ser humano llegó al continente americano - entre 10 mil a 12 mil años atrás.

Dos estudios actuales han entregado resultados que parecen inclinar definitivamente la balanza en favor de la culpabilidad humana.

En el primero, un equipo de la Fordham University en New York City midió tres componentes microscópicos fósiles en terreno - un hongo que crece sólo en las heces de los grandes hervívoros, partículas de carbón dejadas por fuego (hogueras) y semillas de árboles.
Hallaron que lo primero en desaparecer del terreno fósil son los hongos, luego viene un enorme aumento de la cantidad de partículas de carbón, pero que las semillas de árbol (indicadoras de cambio climático) no varían hasta mil a dos mil años después.

Es decir, dicen, el hombre y la caza exterminaron los grandes mamíferos, aún cuando el cambio climático no hacía aparición.

Otro equipo de científicos se ha centrado en las islas de Caribe (Cuba, Haití, Española y Rep. Dominicana).
Existía allí gran cantidad de especies de perezosos, las que practicamente desaparecieron en pocos años. A estas islas, el cambio climático llegó antes que el hombre. El ser humano pobló las islas caribeñas solamente hace 5 mil a 6 mil años atrás.

Todos los estudios han mostrado que los perezosos se adaptaron sin problema alguno al cambio climático y siguieron existiendo justamente hasta hace unos 5 mil años, momento de la llegada humana al Caribe.

Sí, parece que fuimos nosotros. Todas esas historias acerca de la "sabiduría ecológica" del hombre antiguo y de los indígenas "viviendo en armonía con la naturaleza" son leyendas hermosas, pero son solamente eso: leyendas.

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Nuestros abuelos fueron pigmeos

Científicos de 3 continentes han realizado la más amplia y profunda investigación genética de poblaciones africanas. Les ha tomado 10 años tener los resultados que entregan datos sobre la aparición del ser humano y sobre su dispersión por el planeta.

Han analizado más de 4 millones de genotipos, 121 poblaciones africanas, 4 poblaciones de africanos-americanos y 60 poblaciones de no-africanos. Han trabajado con 1.327 marcadores genéticos y han combinado también datos culturales y linguísticos ancestrales.

La mayor diversidad genética humana fue hallada en el sur-este de África, y se determinó que el hombre moderno se desarrolló allí, en lo que hoy es la frontera de Sud-África y Namibia, cerca del desierto de Kalahari.
Desde ese lugar, el hombre moderno comenzó a poblar África, creando diferentes poblaciones con inmediatas diferencias culturales y linguísticas.

El estudio determina que el hombre se aventuró fuera de África desde el Mar Rojo, cruzándolo más o menos en su punto medio, desde el este. Esto sucedió hace unos 50.000 años atrás.

Se encontró que los ancestros de todas las poblaciones fueron pigmeos del África Central junto con tribus del sur-este africano que hablaban un lenguage "click", considerado el más antiguo en la evolución humana (llamados "bushmen" or "San people").
Los autores han identificado 14 poblaciones africanas primarias, de las que evolucionaron todas las poblaciones humanas actuales.

Estos grupos ancestrales San poblaron África sur y toda la costa este hasta lo que hoy es Etiopía. Algunos grupos se aventuraron y acentaron en África central. Todos fueron cazadores-recolectores.

Con la separación en grupos, su lenguage también fue diferenciándose en una rama llamada Khoisiana y otra, que a su vez se dividió en tres sub-ramas: Nilo-Sahárica, Niger-Kordofánica y Afro-Asiática.

(Un dato al márgen: familia del Presidente Barack Obama proviene de la tribu Luo, que habla un lenguage Nilo-Sahárico. Son originarios de lo que hoy es Sudán, con una mezcla con tribus Bantú).

Los ancestros de los afro-americanos son nigerianos en más de un 70%, del oeste de África, mientras que sorpresivamente éstos presentan un 21% de genoma europeo y un 8% de otras poblaciones africanas.

Enlaces a los artículos originales:
1. Penn geneticist publishes largest-ever study on African genetics revealing origins, migration
2. Eden? Maybe. But Where’s the Apple Tree?

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Misterios de los fondos marinos

 He visto 'Volcanoes of the Deep Sea', un documental americano del 2003.
En el fondo del océano Atlántico, desde cuatro a cinco kilómetros de profundidad existe la mayor cadena de volcanes submarinos de la Tierra. En el documental el biólogo Richard Lutz los visita a bordo del batiscafo mecanizado Alvin.

La película es un viaje maravilloso (y hermoso) de principio a fin. Como un milagro de la Naturaleza, cada boca de volcán bulle con las criaturas más increíbles que podamos imaginar - desde alfombras de bacterias que comen venenos sulfurados y producen alimento, hasta pulpos con aletas - pasando por gusanos de tubo llenos de sangre y cangrejos transparentes.

A esas profundidades, lejos del sol - un proceso llamado volcanosíntesis (a esta profundidad la fotosíntesis no puede ocurrir) es el que mantiene la Vida.
¿Puede ser que en lugares así haya comenzado la Vida en la Tierra?
Los primeros organismos ¿usaron la energía volcánica y no la solar, en los albores de la evolución? Un documental que hay que ver.