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Archivos mensuales: mayo 2022

La historia de la Tierra

22 domingo May 2022

Posted by José Félix Rodríguez Antón in CIENCIA, LIBROS

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Andrew H. Knoll, biología, Evolución, geología, paleontología, Química

La historia de la Tierra se divide en tres etapas:
el Hádrico (etapa de formación y consolidación de la Tierra hace unos 4.500 millones de años y finaliza hace 3.800 millones de años),

el Precámbrico (se originó la vida en el planeta, abarca desde hace 3.800 millones de años hasta hace 543 millones de años)

el Fanerozoico (aparecieron y se diversificaron los seres pluricelulares, abarca desde hace 543 millones de años hasta la actualidad).

Dentro de los fósiles del Paleozoico, por su abundancia y variedad están los trilobites, en general lo que se conserva son los moldes.

El Mesozoico comenzó hace 251 millones de años y terminó hace 64, también se le denomina «la era de los reptiles» que poblaron el planeta durante 186 millones de años. Las tierras emergidas estaban en un supercontinente llamado Pangea, fragmentándose en el Triásico, dando lugar a dos continentes: Lauraisa (norte) y Gondwana (sur).

Richard Owen en 1842 acuñó la palabra dinosaurio, refiriéndose a los «reptiles gigantes«. Se clasifican en dos grandes grupos: los saurisquios (cadera de reptil) y los omitisquios (cadera de ave), dentro de los saurisquios se encuentran los grupos más conocidos: herbívoros como diplodoco y carnívoros como tiranosaurio.

Los Homo y Austrlopithecus son los homínidos fósiles antepasados parecidos a los simios y antecesores de los humanos. El género Homo surgió hace dos millones de años, la evolución humana se ha producido en el Cuaternario y la evolución cultural en el Holoceno.

En 1831 Charles Darwin embarcó en el H.M. S. Beagle, para realizar una expedición durante cinco años (1831-1836), dando la vuelta al mundo para cartografiar las costas. Durante el viaje estudió seres vivos que los enviaba a Londres, para estudiarlos posteriormente. Darwin conocía la teoría de Lamarck, el «lamarckismo» hablaba de un impulso interno que tienen los seres vivos hacia la perfección y la complejidad y se adaptan a los cambios del ambiente provocando la aparición de nuevos órganos que pasan a los descendientes. Alfred Russell Wallace, naturalista británico tambíen viajó por Amazonia, el Sureste Asiático y Australia buscando aves y mariposas para colecciones y empezó a comprender el proceso de la evolución; al escribir una carta a Darwin le forzó a este a acelerar también sus planteamientos.
Así la «teoría de la evolución por selección natural» se presentó en la Sociedad Linneana de Londres en 1858, la teoría de Darwin-Wallace:

  1. Elevada capacidad reproductora de los seres vivos
  2. Variabilidad de la descendencia
  3. Actuación del proceso «selección natural»

En 1976 Richard Dawkins, establece la teoría del «gen egoísta«: según la genética molecular y el comportamiento de los animales establece que la unidad de selección natural es el gen. Los cuerpos de los seres vivios son el embalaje de los genes, construidos por los genes mismos.

A lo largo de la evolución los periodos de extinción de las especies, ha sido muy habitual, en la historia de la Tierra se han dado cinco grandes extinciones, las más conocidas son al final del periódo Pérmico de la era Paelozoica hace 225 millones de años y al final del periódo Cretácico de la era Mesozoica, la última hace apenas 10.000 años.

Sobre el origen de la vida el químico americano Stanley Miller en la década de 1950 diseño un experimento para comprobar la teoría de Oparín (la vida se originó en el mar al interaccionar los componentes de la atmósfera con la radiación solar); Miller diseño un instrumento que reproducía las condiciones de la Tierra de hace 3.500 millones de años, apareciendo las moléculas que forman parte de las proteínas y los ácidos nucleicos.


En 1959 R.H. Whittaler propone el sistema de los cinco reinos: plantas, animales, hongos, moneras (bacterias) y protoctistas (eucariotas unicelulares y pluricelulares sin tejidos).
Nuestro grupo de los vertebrados está incluido en los «cordados«: tienen una notocorda (dá origen a la columna vertebral), tienen un cordón nervioso que en la parte delantera forma el cerebro y tienen faringe.

Bibliografía:

Knoll, Andrew H.»Breve Historia de la Tierra», Ed. Pasado&Presente, 2022

Servicio Geológico de los Estados Unidos.«Age of the Earth» 1997.
https://web.archive.org/web/20051223072700/http://pubs.usgs.gov/gip/geotime/age.html

NASA; «Una nueva imagen del comienzo del universo muestra la época de las primeras estrellas, la edad del cosmos y más cosas»; 2006.
https://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2003/0206mapresults.html

BBC News; «La Tierra es más joven de lo que pensaba», 2010.
https://www.bbc.com/mundo/ciencia_tecnologia/2010/07/100712_tierra_joven_men

Museo de la Evolución Humana
https://www.museoevolucionhumana.com/,

Etapas en Health Design Thinking

15 domingo May 2022

Posted by José Félix Rodríguez Antón in CIENCIA, SANIDAD

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creatividad, Design Thinking, Health, Health Design Thinking, innovación, usario

Design Thinking abre la evaluación a los usuarios, a los problemas que se enfrentan: nuevas formas de ver el productos y sus posibles usos; en como piensan, sientes y se comportan: Es más interactivo está basado en la colaboración entre diseñadores y usuarios.


Se hace énfasis en la empatía con los pacientes:

  • mejorar la comunicación médico-paciente
  • mejora la experiencia de los pacientes con los móviles y dispositivos
  • mejora la movilidad del paciente dentro de los estamentos hospitalarios y médicos.

El proceso de Design Thinking se desarrolla en 5 pasos:

1.-Empatizar: se interactua con el consumidor a través de encuestas, para deterctar sus posibles necesidades y motivaciones.

2.-Definir: identificar los problemas que queremos solucionar, cuales son las necesidades principales, mediante una evaluación de problemas.

3.-Crear: utilizar la creatividad y el pensamiento para solucionar los problemas, es un pensamiento divergente, donde está permitido equivocarse; se tienen en cuenta los puntos de vista de todos los que intervienen en el proceso de desarrollo.

4.-Prototipar: puede ser un prototipo de un servicio, producto o estategia; es llevar a la realidad las ideas seleccionadas; puede ser digital o físico (dibujo o diseño).

5.-Evaluar: los clientes prueban y evaluan los protoptios, interactuan con el prototipo.

Bibliografía:

Abookire, Sylvie et al.; «Health Design Thinking: An Innovative Approach in Public Health to Defining Problems and Finding Solutions», Front Public Health, 28;8:459. doi: 10.3389/fpubh.2020.00459. eCollection 2020.
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpubh.2020.00459/full

Altman M, Huang TT, Breland JY. «Design Thinking in Health Care. Prev Chronic Dis» 15:180128., 2018
http://dx.doi.org/10.5888/pcd15.180128

Linke, Rebeca; «Design thinking , explained»MIT Management ; Sep 14, 2017
https://mitsloan.mit.edu/ideas-made-to-matter/design-thinking-explained

Ku, Bon & Lupton, Ellen; «Creating Products and Services for Better Health», Ed. ‎ The MIT Press, 2020

La visión tricolor éxito en la evolución de los Primates

08 domingo May 2022

Posted by José Félix Rodríguez Antón in Bioquímica, Célula, CIENCIA, Genética

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antropología, Evolución, fisiología, Genética, Primates, tricomía, visión tricolor

A lo largo de su evolución, mientras que los Primates se iban independizando progresivamente del sentido del olfato se hacían dependientes del de la vista. Los primates para discriminar los colores rojo-verde tenían más ventaja para detectar frutas maduras u hojas jóvenes, con una mayor supervivencia y heredando los genes que permiten la visión tricromática.

La visión de los colores en los humanos y otros primates es diferente de la de los mamíferos no primates. Parece que la tricomacia (tres pigmentos activados por la luz en la retina del ojo) de los primates es una cosa exclusiva, las investigaciones sobre la genética, biología molecular y neurofisiología nos ayudan a entender su evolución.

La tricromacia se debe a que la retina (la capa de células nerviosas del ojo que captura la luz y transmite la información visual al cerebro) utiliza para la visión de los colores solo tres tipos de pigmentos que absorben la luz.
La teoría más aceptada (Young-Helmholtz) o tricromía explica los tres tipos de receptores para los colores principales: rojo, verde y azul. En 1802, Thomas Young sugirió que la visión de los colores en los seres humanos es tricromática. Debido a que los conos de la retina contienen tres tipos de receptores, los cuales corresponden a una longitud de onda larga (rojo), mediana (verde) o corta (azul).

Los espectros de absorción están solapados para los tres fotorreceptores, poseen un pico para longitud de onda:
– 420 nm azul pigmento S (onda corta)
– 530 nm verde pigmento M (onda media)
– 560 nm rojo pigmento L (onda larga)

La tricromacia no es general en el reino animal. La tricromacia de los primates parece una cosa insólita, el ojo tricromático podría distinguir entre 1559 tonalidades diferentes, pude percibir una infinita gama de colores entre el amarillo, el azul y el rojo. Los mamíferos no primates son dicrómatas (dos tipos de pigmentos visuales el amarillo y el azul) como el perro y el gato. Algunos mamíferos nocturnos solo tienen un pigmento: monocromacia. La tetracromacia se da en peces de aguas dulces y en reptiles y aves diurnas. Los seres acromatópsicos no tienen capacidad de precepción del color y se desarrollan en medios sin luz como peces abisales o rapaces nocturnas.

Los monos de gran tamaño como macaco y chimpancé de Asia y África del Viejo Mundo o catarrinos, tienen visión tricromática. Los monos de pequeño tamaño de América del sur del Nuevo Mundo o platirrinos, son dicromáticos.

El receptor azul: está codificado por un gen autosómico localizado en 7q31.3-q32, para el pigmento S localizado en un cromosoma no sexual.
Los genes para los receptores del rojo y el verde: se localizan en el cromosoma X en Xq28, para la longitud de onda L localizado en el cromosoma X.

Hace 800 millones de años, un pigmento visual ancestral divergió por duplicación que originó el pigmento de los bastones (la rodopsina) y otro pigmento de los conos sin diferenciar.
Hace 500 millones de años, por duplicación se originó un gen para el pigmento azul (bajas longitudes de onda) y otro gen para un pigmento verde-rojo (medianas longitudes de onda).
Hace 30-40 millones de años, después de la separación de los monos del Viejo Mundo y el Nuevo Mundo, se duplicó el gen para el pigmento verde-rojo, haciendo portadora de dos alelos diferentes del gen para el pigmento onda media-larga. De esta forma los monos del Viejo Mundo poseen visión tricolor y los del Nuevo Mundo tienen visión dicromática (azul y verde-rojo).

Así la Tectónica de Placas nos explica como los monos del Viejo y Nuevo Mundo empezaron a separarse hace 40 millones de años, divergiendo en dos mecanismos diferentes de visión.

Los Primates nocturnos poseen grandes ojos y prácticamente solo hay bastones, con poco poder de resolución pero que responden a bajas intensidades de luz. Los primeros mamíferos evolucionaron en una explosión durante el periodo Jurásico, para encontrar comida y sobrevivir frente a los dinosaurios depredadores dominantes durante el día.

Los análisis de los genes nos aportan información sobre la evolución de la tricromacia a partir de la visión de los colores en los mamíferos no primates. A partir de ratones transgénicos (a los que se les ha insertado un gen de un pigmento humano) estos roedores distinguen más colores.
Amanda Melin llevo a cabo un estudio con dos grupos de monos:
– dicromáticos del Nuevo Mundo (catarrinos), con canal cromático “blue-yellow”
– tricomáticos del Viejo Mundo (platirrinos), que tienen canal cromático “red-green” y su capacidad para distinguir la fruta del follaje herbáceo, con variación del alelo L-M del gen opsina del cromosoma X vio que el “contraste de luminosidad” (propio de la visión acromática) es lo que determinaba la eficiencia en la variación, contrario a lo que se pensaba de la cromática que aporta más definición en tonalidad y saturación del color.

En el fondo del ojo existen millones de células especializadas en detectar longitudes de onda procedentes del entorno. Estas células son principalmente los conos y los bastones, recogen los elementos del espectro de luz solar y las transforman en impulsos eléctricos, que son enviados al cerebro a través de los nervios ópticos. El cerebro a través de la corteza visual del lóbulo occipital, hace consciente la percepción del color.

Los conos se concentran en una región cercana al centro de la retina llamada fóvea. La cantidad es de 6 millones. Son los responsables de la visión del color, sensibles al rojo, verde y azul. Son los responsables de la definición espacial, intensidad de la luz y proporcionan visión fotópica (visión a altos niveles).


Los bastones se concentran en las zonas alejadas de la fóvea y son los responsables de la visión escotópica (a bajos niveles). La cantidad de bastones se sitúa alrededor de 100 millones y no son sensibles al color, son más sensibles a la intensidad luminosa que los conos.


Las alteraciones genéticas llevan asociadas patologías como el daltonismo: alteración de la capacidad de discriminar los colores. También hay “acromatopsias”: falta de visión de los colores; «discromatopsias»: cegueras parciales de los colores.
El “fenómeno de adaptación de los conos”, se agotan de mirar un mismo color y entonces el cerebro lo ve con un brillo menor. Se tiene la ilusión óptica de que los colores o dibujos se están moviendo.
La entrada de la luz también está regulada por la pupila, que pude producir “midriasis” (aumenta la entrada de luz) o “miosis” (disminuirla).

Bibliografía:

• Valls, Arturo; “Introducción a la antropología”, Ed. Labor; 1980

• Guyton y Hall; “Fisiología del ojo” Ed. Elsevier; 2016

Fisiologia ojo cap 50 guyton from Rocio Delgado
http://ual.dyndns.org/biblioteca/fisiologia/Pdf/Unidad%2010.pdf

• Gerald H. Jacobs & Jeremy Nathans; “Evolución de la visión de los colores en los primates”; Investigación y Ciencia; 2009


• Urtubia Vicario, Cesar; “¿Por qué los primates son los únicos mamíferos que poseen visión tricromática”; Congreso Nacional del Color; Universidad de Alicante; 2010


• Fernández Jacob, Carmen; “Evolución y filogenia de la visión cromática”; Hospital La Paz; 2014


• Amanda Melin y cols.; “Importance of achromatic contrast in short-range fruit foraging of primates”; PLoS One 3; 2008


• Benjamin A. Pierce“Genética” Ed. Panamericana; 2010


Nuestra primera madre: La Eva mitocondrial

01 domingo May 2022

Posted by José Félix Rodríguez Antón in CIENCIA, Genética

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ADNmt, Cueva Sidrón, Eva mitocondrial, Genética, mitocondria, neandethal, Paleoarqueología, RebeccaCann

Las mitocondrias están relacionadas con el oxígeno y la liberación de la energía de los alimentos, son pequeñas se encuentran en el interior de la célula.
Las investigaciones sobre el genoma indican como el «ADN de las mitocondrias» se hereda exclusivamente por vía materna, apoyando que todos venimos de la misma mujer Africana: la Eva mitocondrial, hace unos setenta mil años.


La Eva mitocondrial neanderthal, el ancestro femenino común de la población actual. Según las últimas dataciones, la Eva mitocondrial fue una mujer de origen africano que vivió en África hace entre 100.000 y 200.000 años.


Homo sapiens luego se extendió por todo el planeta: vivió hasta hace cuarenta mil millones de años en África y Eurasia, después de alcanzar Siberia y atravesar el estrecho de Bering, llegó a Norteamérica y desde allí a Suramérica hace unos trece mil años.


Allan Wilson (1934-1991) aplicó los métodos de la genética molecular a la evolución humana en la Universidad de Berkeley, California. En 1982 se incorporó la genetista Rebecca Cann.

Cann, Stonehing y Wilson comenzaron a estudiar el ADN que reside en las mitocondrias: el ADNmt. Las mitocondrias son orgánulos intracelulares . En cada célula puede haber miles o decenas de miles de mitocondrias cada una con una copia de ADNmt (igual para todas) .


Una característica muy destacada de las mitocondrias, es que sólo se heredan por vía materna. Las células reproductoras, o sea, el óvulo y el espermatozoide poseen sus respectivas mitocondrias,, la contribución masculina de ADNmt no entra en el óvulo durante la fecundación, y si lo hace de alguna manera es destruido y se pierde, la descendencia sólo será portadora del ADNmt de origen materno.


Cann y sus colaboradores vieron que los hermanos presentan el ADNmt prácticamente idéntico, pero el grado de proximidad decrece paso a paso, según se retrocede en el parentesco, desde los primos hermanos que descienden de la misma abuela materna hasta los primos segundos que descienden de la misma bisabuela, y así sucesivamente.
El número de genes en el ADN mitocondrial es de 37 y el ADN cromosómico humano tiene 20.000 – 25.000 genes.

Un trabajo de invstigación llevado a cabo por Consejo Superior de Invstigaciones Científicas (CSIC) con el Instituto Max Planck alemán y la Universidad de Oviedo, han analizado el genoma del ADN mitocondrial de neanderthales: los cinco individuos analizados pertenecen uno al yacimiento de El Sidrón, otro al yacimiento de Vindija (Croacia), dos al de Feldhofer (Alemania) y uno a Mezmaiskaya (Rusia). Los análisis han demostrado que la Eva Mitocondrial de los Neandertales es mucho más joven que los humanos modernos, que se datan en 150.000 años.


El aislamiento de los Neanderthales fue la causa de su extinción al perder «competitividad evolutiva» despareciendo hace 25.000 años.


El CSIC ha usado la ´técnica de ulatrasecuenciación masiva (PEC) que seleccionan partes del «cromosoma mitocondrial» exclusivamente.

Bibliografía:


Cann, R., Stoneking, M. & Wilson, A. «Mitochondrial DNA and human evolution». Nature 325, 31–36 ,1987.
https://doi.org/10.1038/325031a0

Cann, Rebecca. “All about mitochondrial eve: an interview with Rebecca Cann. Interview by Jane Gitschier.” PLoS genetics vol. 6,5 e1000959. 27 May. 2010,

doi:10.1371/journal.pgen.1000959
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2877732/

Wood, R.E. et al.; A new date for the neanderthals from el Sidrón cave (asturias, northern spain), Archaeometry, 20 March 2012
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1475-4754.2012.00671.x

Cañaveras, J. C. et al. «Estudio geoarqueológico de la cueva de El Sidrón (Piloña, Asturias)».
Boletín Geológico y Minero, Universidad de Almería, CSIC, 1129(1-2):107-128;March
2018
DOI:10.21701/bolgeomin.129.1.005
https://www.igme.es/boletin/2018/129_1/BGM_129-1-2_Art-5.pdf

Ganten, Detley; «Vida, naturaleza y ciencia», Ed. Santillana, 2005

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