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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


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El mono desnudo

03 sábado Abr 2021

Posted by José Félix Rodríguez Antón in CIENCIA, LIBROS

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Etiquetas

antropología, Desmond Morris, Evolución, Humanidad

Los primitivos comedores de insectos empezaron a ampliar su dieta. Su visión mejoró, los ojos se fueron desplazando hacia la parte delantera de la cara y las manos se desarrollaron para agarrar la comida. Con la visión tridimensional, sus miembros aptos para la manipulación y su cerebro, cada vez mayor, fueron dominando progresivamente su mundo arbóreo.


Los Australopithecus andaban erguidos, hace 2 millones de años, viviendo en un territorio más abierto que sus predecesores, sin perder sus hábitos arborícolas.
Cazar y recolectar es una característica de nuestra evolución biológica, desde Homo erectus, pasando por el Homo sapiens hasta nuestros días.


En un principio entre los Austrolopithecus había una separación ecológica: Austrolopithecus robustus ocupaba zonas menos arboladas era principalmente vegetariano vivía de hierbas, raíces, retoños y bayas y el Austrolopithecus africanus vivía principalmente en el borde de la selva, agregando a su dieta lagartos, huevos e incluso pequeños mamíferos.


Se habían necesitado millones de años para perfeccionar este dominio de los bosques, y si ahora los abandonaban tendrían que competir con los desarrollados herbívoros y carnívoros que vivían a ras de tierra.


El mono desnudo ha intentado domesticar a los animales para comer o como compañía: cabras, corderos, renos, búfalo asiático, yak, el halcón y el perro.
Hubo hace 10.000 años una transición a la agricultura cambiando su estilo de vida.

Los mamíferos adquirieron la gran ventaja fisiológica de mantener una constante y elevada temperatura del cuerpo. Faltaba un sistema digestivo necesario para una asimilación directa de la comida suministrada por los pastizales. El gran tamaño del aparato bucal se debe a que tenían que masticar grandes cantidades de comida, lo cual también implica que era de calidad baja.


Se volvieron más erectos, más veloces, más buenos corredores. Sus manos se libraron de las funciones propias de la locomoción. Desde la infancia la proporción entre las horas de sueño y las de vigilia van disminuyendo hasta llegar a adulto.
Respecto al lenguaje la capacidad del aparato bucal del chimpancé es capaz de producir sonidos, la limitación reside en el cerebro. El Homo sapiens sapiens, apareció hace por lo menos 40.000 años y es posible que ya hubiera una forma de lenguaje. La fase del lenguaje gráfico se produce con un salto de los garabatos de niño a los tres años, el chimpancé no puede ir más lejos.

Las madres chimpancés no suelen usar el castigo corporal, los hijos aprenden observando a los machos de más edad.
La sonrisa y la risa son únicas en cambio el llanto lo compartimos con otras personas de forma más inmediata en cuanto nacemos, la risa aparece al tercer o cuarto mes.

Los animales luchan para establecer su dominio en una jerarquía social o para hacer valer sus derechos territoriales. El macho alfa en los simios interviene para prevenir los conflictos, especialmente entre los machos jóvenes o cuando las agresiones afectan a individuos de edad infantil, también hace guía y les da seguridad. Un macho alfa tiene que prestar estos servicios a la comunidad a cambio de deferencia, respeto, privilegios sexuales y de alimentación.

La Jerarquía contribuye a la estabilidad de la sociedad, al resolver los machos de categoría elevada las peleas entre los subordinados y a la vez inhibe conflictos. En los chimpancés los machos de rango superior expulsan a los machos excitados de rango inferior.

La mayoría de los primates son muy sociables que viven en grupo y mantienen muchas interacciones personales.
Los chimpancés siempre tienen a alguien que cuida de su pelo desde la infancia obteniendo ventajas psicológicas. Es una actividad social de importancia al mantener la higiene y la salud, probablemente también reduce la testosterona y adrenalina en la sangre.

Los chimpancés y sus hijos tienen grandes vínculos de afecto, los hermanos demuestran afectividad durante toda la vida, ocupándose de los hijos durante la infancia si muere la madre antes de que las crías hayan crecido.


En los chimpancés la madre tiene un periodo de lactancia de 2 años, en nuestra especie por término medio es más breve, reduciéndose a 6 o 9 meses, como el periodo de fecundidad es de treinta años, reduce la capacidad reproductora de la hembra a unas 10 crías.


Todos los monos son curiosos, disminuyendo esa tendencia al irse haciendo mayores. Todo encuentro social lleva algo de atracción, aceptación y miedo así la sonrisa y la risa indican la existencia de ese miedo.


La actividad sexual en nuestra especie pasa por tres fases: formación de la pareja, actividad precopulativa y cópula. Propio también es la cópula de frente, realización en privado de los actos sexuales y el sentido nocturno en vez de repartirse durante el día.

La confección de herramientas se unió con las técnicas de caza y la colaboración social. El grupo cazador estaba formado esencialmente por machos. Las hembras cuidaban a los pequeños.


Los monos cazadores macho y hembra se enamoraban y guardaban fidelidad, una tendencia corriente en animales, pero rara en los primates. Con lo que se resolvían tres problemas:
⦁ Al ligarse la hembra a un macho, mantenía fidelidad mientras el macho se iba de caza
⦁ Disminuían las rivalidades sexuales entre los machos
⦁ Se beneficiaba el descendiente al tener una unidad familiar


Desde la última glaciación hay una aceleración hacia el hombre “moderno” al surgir nuevas culturas cada 5.000 años, en lugar de cada 500.000, como ocurría en fases anteriores de la evolución del hombre.

«El mono desnudo» es un libro de divulgación científica publicado en 1967 por el zoólogo y etólogo británico Desmond Morris(1928) donde estudia las características animales que hacen peculiar a la especie humana. En 1960 se le conoció por su programa de televisión «Zoo time«. Entre sus libros más conocidos están:

  • «The naked age» (El mono desnudo) 1967
  • «El contrato animal» 1991
  • «El zoo humano»
  • «El hombre desnudo»
  • «La mujer desnuda»
    En 1951 obtiene el grado de honor en zoología en la Universidad de Birmingham
    En 1954 obtiene el grado de doctor (PhD) en la Universidad de Oxford.

Bibliografía:

Morris, Desmond; “El mono desnudo”, Ed. Tribuna, 1995

Sagan, Carl; Druyan, Ann; “Sombras de antepasados olvidados”, Círculo de Lectores, Ed. Planeta; 1993

Shryock, Andrew; Lord Smail, Daniel; “Deep History»; Ed. University of California Press, 2011

Leakey, Richard E.; “La formación de la humanidad”; Ed. Optima; 1993

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

Los yacimientos de la Sierra de Atapuerca
https://www.atapuerca.org/es/atapuerca/Yacimientos-de-Atapuerca

EcuRed: «John Morris, Desmond»
Desmond John Morris – EcuRed

Atapuerca y los denisovanos

06 viernes Dic 2013

Posted by José Félix Rodríguez Antón in CIENCIA

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ADNmt, antropología, evolución humana, hibridación, Pleistoceno Medio, Sima de los Huesos

Hominin-graphic

Esta semana se ha publicado en Nature un trabajo que va a cambiar el curso de la evolución:

la secuencia de ADN más antigua que se ha obtenido de un homínido.

Investigadores del Equipo de Atapuerca y el Instituto Max Planck de Antropología

han secuenciado el genoma mitocondrial (ADNmt) casi completo de un resto humano,

el Fémur XIII de la Sima de los Huesos en Atapuerca (Burgos), datándose en 400.000 años

(Pleistoceno Medio).

La “Sima de los Huesos” esta dando restos de homínidos del Pleistoceno Medio

(28 esqueletos). Los fósiles se clasifican como Homo heidelbergensis, con rasgos de

neandertales.  La sima está en una cueva kárstica, con 13 metro de profundidad.

La humedad es constante y la temperatura de 11 ºC.

1,95 gramos han sido suficientes para obtener el ADN del homínido: vivió hace 400.000

años, compartiendo un ancestro común con los homínidos de Denisova ( grupo de Asia) en

relación con los neardentales, hace unos 700.000 años. Los denisovanos son posteriores

a los heidelbergensis.

El ADN mitocondrial se encuentra en las mitocondrias de las células y se transmite por línea

materna, con lo cual sólo se sabe una parte. La secuencia genética humana completa tiene

unos 3.200 millones de pares de bases,  y los fragmentos con los que han trabajado  son menos

de 50 pares de bases. El ADN nuclear, contiene material de ambos padres proporcionando una

información más completa de la población. Los linajes mitocondriales se extinguen cada vez

que una madre no tiene una hija. El ADN mitocondrial tiene mayor diferencias, mayor número

de mutaciones, necesita mas tiempo cuanto más antiguos son los linajes, así las diferencias

entre los seres humanos son menores que entre primates, es decir el ancestro común entre los

humanos es más que reciente que el ancestro común entre los homínidos.

Se comparó el ADN del fémur de homínido de la Sima de los Huesos, con humanos actuales,

con simios, fósiles de neandertales y denisovanos. Situando el ADN mitocondrial más cerca

de los denisovanos que de los neandertales, los rasgos morfológicos y físicos son más

cercanos al de neandertales. El equipo español sugiere la hipótesis que hay una hibridación

entre una madre dinosovana y un padre neandertal, dando lugar al homínido.

Link «Fundación Atapuerca»   http://atapuerca.org/

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