Un año más acudo a la cita de San Valentín con una serie de piropos biológicos con explicación científica. Si es la primera vez que me visitas te parecerá friki, lo sé, y tienes razón ¡jejeje!. No obstante te/os invito a que sigáis leyendo, sois bienvenidos todos.
La lista de este año es mucho más corta que la de ocasiones anteriores (la entrada más visitada de mi blog es la de San Valentín 2016), pues reconozco que las ideas se agotan, y mi imaginación/pasión no da para más. Tanto es así que un piropo, de los dos que traigo, no es mío.
No me enrollo más, vayamos con el primero:
QUIERO PLANTAR UN ÁRBOL CONTIGO, PREFERIBLEMENTE GENEALÓGICO (@MarisaMerlin)
(Aquí no nos andamos con rodeos, esto, hablando en plata significa "Quiero formar una familia contigo")
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Este piropo es serio, no es pura adulación, la persona en cuestión tiene las ideas claras y establece un juego de palabras entre el significado "botánico" de árbol, y el significado "genético" que implica un árbol genealógico.
Si pensamos en un árbol, creo que todos tenemos en mente qué es, incluso puede que nos venga algún ejemplar en concreto a la mente, especialmente si nos criamos en un ambiente rural, pues el contacto con ellos puede llegar a ser mucho más frecuente e intenso que en una ciudad. Creo que no me equivocaría si dijese que todos los que nos criamos en un pueblo hemos trepado a un árbol (incluso caído de él) por el mero gusto de hacerlo, o en busca de nidos de aves, y no necesariamente para robar los huevos que en él se hallaban, como alguno pensaría, sino para admirar su color o aspecto o, si ya eclocionaron los polluelos, por el placer de observarlos ya nacidos, con su incesante pico abierto reclamando alimento a sus padres.
Seguro que también más de uno hemos tratado de construir, con mayor o menor éxito, una cabaña entre las ramas de algún extraordinario ejemplar, o, simplemente, nos hemos tumbado a la sombra de su copa en numerosas ocasiones, para leer, para dormir o para escuchar el canto de los pájaros. Puede que, incluso, haya alguno por el que sentías especial predilección, por motivos variados.
Seguro que también más de uno hemos tratado de construir, con mayor o menor éxito, una cabaña entre las ramas de algún extraordinario ejemplar, o, simplemente, nos hemos tumbado a la sombra de su copa en numerosas ocasiones, para leer, para dormir o para escuchar el canto de los pájaros. Puede que, incluso, haya alguno por el que sentías especial predilección, por motivos variados.
Si nos ceñimos al significado de árbol, según la Wikipedia, "un árbol es una planta, de tallo leñoso, que se ramifica a cierta altura del suelo. El término hace referencia habitualmente a aquellas plantas cuya altura supera un determinado límite en la madurez, diferente según las fuentes: dos metros, tres metros, cinco metros o los seis metros. Además, producen ramas secundarias nuevas cada año, que parten de un único fuste o tronco, con clara dominancia apical, dando lugar a una nueva copa separada del suelo. Algunos autores establecen un mínimo de 10 cm de diámetro en el tronco (la longitud de la circunferencia sería de unos 30 cm). Las plantas leñosas que no reúnen estas características por tener varios troncos o por ser de pequeño tamaño son consideradas arbustos."
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Aunque no sea la formal, una manera visual de hacerle ver a un niño qué es un árbol genealógico es situarle a él en el tronco, y a sus ancestros en las ramas, de menor grosor cuanto más alejadas.
Lo que a lo mejor no todos sabéis es que dependiendo de la finalidad o uso que quiera dársele al árbol genealógico, éste puede referirse sólo a la filiación y sucesión masculina, llamada también línea de sangre o linaje, o a la filiación y sucesión femenina, llamada también línea de ombligo.
Si les buscamos la aplicación biológica, en el caso de los estudios genéticos y herencia en humanos, los árboles genealógicos se convierten en una herramiena de gran utilidad, pues nos permite analizar los patrones hereditarios de un determinado caracter o enfermedad en una familia.
Enfermedades comunes como las afecciones cardíacas, el cáncer o la diabetes, y enfermedades no tan comunes como la hemofilia, o la anemia falciforme, pueden transmitirse de generación en generación, por lo que conocer los antecedentes familiares representan una poderosa herramienta de detección y, son consideros la mejor "prueba genética" que podemos utilizar.
Enfermedades comunes como las afecciones cardíacas, el cáncer o la diabetes, y enfermedades no tan comunes como la hemofilia, o la anemia falciforme, pueden transmitirse de generación en generación, por lo que conocer los antecedentes familiares representan una poderosa herramienta de detección y, son consideros la mejor "prueba genética" que podemos utilizar.
En Biología y Geología de 4º ESO y en Biología de 2º Bachillerato se explica su elaboración y se enseña a analizarlos e interpretarlos. El proceso de elaboración y su simbología se resumen en la siguiente imagen:
Como seguro que estáis pensando, las posibilidades son muchas más que las reflejadas en ese esquema resumen, y estáis en lo cierto, por eso os muestro ahora también algunos símbolos más que podemos encontrar en dichos árboles genealógicos
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| Símbolos del árbol genealógico. Fuente. |
Como veis, nada se deja sin señalar, todas las opciones se contemplan.
Si una familia está afectada por una enfermedad, es importante reconstruir los antecedentes familiares precisos para determinar el patrón de transmisión.
Para obtener los datos y establecer los antecedentes médicos familiares básicos, se deben analizar tres generaciones. La primera la del propio paciente y sus antecedentes médicos, pero también la de sus padres y hermanos, de los que se obtendrán datos como:
1. Información general como nombres y fechas de nacimiento.
2. Los orígenes de la familia o los antecedentes raciales o étnicos.
3. El estado de salud, que incluye enfermedades y la edad en las que se diagnosticaron.
4. La edad y la causa de muerte de cada uno de los miembros difuntos en la familia.
5. Si es mujer y está embarazada el desenlace clínico de los embarazos de la paciente y de las parientes con relación genética.
6. Solo especificar los miembros de la familia de sangre, hacer a un lado la familia política ya que de esta es imposible heredar enfermedades.
6. Solo especificar los miembros de la familia de sangre, hacer a un lado la familia política ya que de esta es imposible heredar enfermedades.
La recopilación de estos datos persigue la identificación de un mayor riesgo que permita al paciente y al médico tomar medidas para reducir dicho riesgo. Estas medidas pueden ir desde cambios en el estilo de vida, la realización de intervenciones médicas o el aumento del monitoreo o vigilancia de la enfermedad.
En el siguiente gráfico podéis ver un ejemplo de árbol genealógico.
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| Ejemplo de árbol genealógico. Fuente. |
Hoy día, además de la posibilidad de realizar un árbol genealógico médico para conocer, y disminuir, el riesgo de padecer una determinada enfermedad, existe la posibilidad de construir tu propio árbol genealógico, para conocer tus antepasados, con múltiples aplicaciones informáticas on-line (Ej. https://www.invitae.com/en/familyhistory/;- http://www.pedigreedraw.com/, https://www.geni.com/). Algunas como https://www.myheritage.es/ con ofertas exclusivas para este día de San Valentín.
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| Captura de pantalla de la web: https://www.myheritage.es/ |
Gracias a alguna de estas aplicaciones, se ha conseguido realizar el árbol genealógico “mas grande del mundo”, con perfiles de ¡¡13 MILLONES DE PERSONAS!!, como lo has leído, ¡¡13 MILLONES!!. Este proyecto fue llevado a cabo por un equipo de informáticos de la Universidad de Columbia, en Nueva York. Un trabajo así solo es posible cruzando perfiles familiares online interconectados, de personas que emplean este tipo de servicios, y cuyos datos recalan en una base de datos. El estudio de tanta gente reveló 500 años de la historia de América del Norte y Europa, según la revista Science, y arrojó luz sobre datos como la esperanza de vida, la tasa de fertilidad y las migraciones.
Para saber más:
- https://scienceandspice.wordpress.com/2017/10/24/tutorial-arbol-genealogico-o-pedigri/
- https://scienceandspice.wordpress.com/2017/10/24/tutorial-arbol-genealogico-o-pedigri/
- https://www.invitae.com/en/familyhistory/
- http://www.pedigreedraw.com/
- http://science.sciencemag.org/content/360/6385/171
"NO LO SABES, PERO TÚ Y YO NACIMOS PARA ESTABLECER UNA RELACIÓN DE SIMBIOSIS"
¡¡Nacimos para estar juntos, seríamos incapaces de estar separados!!
La palabra simbiosis, término acuñado por el biólogo alemán Albert Bernhard Frank, deriva del griego σύν, syn, 'juntos'; y βίωσις, biosis, vivir, significa "vivir juntos".
Aunque aún se sigue debatiendo sobre la definición de simbiosis, la más utilizada, en términos biológicos, es aquella referida a la asociación íntima de organismos de especies diferentes para beneficiarse mutuamente. Entendemos por íntimo a que están en contacto directo y es necesaria para la supervivencia de ambos individuos. Estos dos organismos implicados se denominan “simbiontes” o, si existe diferencia de tamaño entre ellos, el más grande se denomina huésped y el más pequeño simbionte.
Dentro de los tipos de simbiosis, destacaré aquí dos de ellos, por ser los que permiten una unión más íntima entre los simbiontes, y porque la supervivencia de ambos individuos pasa por no separarse:
- Ectosimbiosis: en ella el simbionte vive sobre el cuerpo, en el exterior del organismo anfitrión, incluido en el interior de la superficie del recorrido digestivo o el conducto de las glándulas exocrinas.
- Endosimbiosis: es, sin duda el tipo de unión más íntima, pues el simbionte vive o bien en el interior de las células del anfitrión, o bien en el espacio entre estas.
Una forma fácil de entender a qué nos referimos es a través de ejemplos. A pesar de que podemos encontrar muchísimos, solamente os hablaré de tres: los líquenes, las micorrizas, y los microorganismos gastrointestinales.
1. LÍQUENES
Son el ejemplo clásico de los libros de texto, asociaciones simbióticas entre un hongo y un alga (microscópica y fotosintética). El alga fabrica hidratos de carbono mediante la fotosíntesis, fijan el nitrógeno, y el hongo los utiliza como alimento A cambio proporciona al alga protección frente a la deshidratación y una estructura sobre la que crecer. Tanto el alga, como el hongo, son incapaces de vivir el uno sin el otro.
Esta asociación se ve especialmente bien al microscopio, donde podemos ver las hifas y las células del alga perfectamente diferenciadas.
Al hongo lo denominamos micobionte, mientras que al alga se le denomina fotobionte.
MICOBIONTE: Los hongos que forman de líquenes son en gran parte obligados, esto es, no son capaces de vivir aislados en el medio; solo prosperan cuando encuentran un fotobionte adecuado.
De los honogs que actúan como micobiontes, el 98 % pertenece a la subdivisión Ascomycota, pero de los cuarenta y seis órdenes conocidos de hongos dieciséis forman líquenes y de ellos solo seis forman únicamente líquenes, es decir que no se conocen como hongos de vida libre.
FOTOBIONTE: Actualmente se conocen unos cuarenta géneros de algas y cianobacterias que actúan como fotobiontes en simbiosis liquénica. De ellos destacan tres géneros, Trebouxia, Trentepohlia -algas verdes- y Nostoc -cianobacterias-.
Algo que desconocía, es que en 2016 se halló un tercer componente de la simbiosis hongo-alga, una levadura de la división Basidiomycota, en numerosas especies de líquenes.
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2. MICORRIZAS
Las micorrizas (del griego, hongo (mycos) y raíces (rhizos)) define las relaciones simbióticas entre un hongo y las raíces de una planta (muchas especies de plantas vasculares la tienen). El beneficio de uno y otro, en este caso, se traduce en que las raíces segregan hidratos de carbono y vitaminas útiles para los hongos y éstos a cambio ponen a disposición de las plantas nutrientes del suelo y minerales (fósforo, nitrógeno, calcio y potasio) y agua. Además, el hongo protege a la planta de cambios ambientales estresantes, como cambios de temperatura, acidificación o salinidad del terreno e, incluso, se ha demostrado que puede alargar la vida de una planta, con respecto a una no micorrizada.
La relación es tan ventajosa para ambos, que se estima entre un 90 y un 95 % el número de las familias de plantas terrestres (80 % de las especies) que presentan micorrizas de forma habitual.
- Ectomicorrizas: en este tipo de micorriza, las hifas del hongo (tanto Basidiomicetes como Ascomicetes) no penetran en el interior de las células de la raíz, sino que, como su propio nombre indica, se quedan fuera, concretamente sobre las células radiculares, o en el espacio intercelular. Se pueden observar a simple vista formando la llamada Red de Hartig, lugar donde se lleva a cabo el intercambio de nutrientes, minerales y agua del hongo, a cambio de los azúcares de la planta, entre otras sustancias.Este tipo de micorrización es característico de árboles como hayas, robles, eucaliptus y pinos.
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- Endomicorrizas: este tipo de micorrizas dan un paso más y las hifas del hongo se introducen en el interior de las células de la raíz formando vesículas alimenticias y arbúsculos, formando las “micorrizas arbusculares” (MA). A diferencia de las ectomicorrizas no hay manto externo que pueda verse a simple vista, son microscópicas. Los hongos pertenecen a la división Glomeromycota y se relacionan con más del 80% de las especies de plantas, entre ellas las de interés agronómico (con predominio de hierbas y gramíneas) y las características del matorral mediterráneo.
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Siempre he pensado que la colaboración es el camino, y este es un claro ejemplo de ello.
3. MICROORGANISMOS GASTROINTESTINALES
Son aquellos que viven en asociacones simbióticas con animales, ayudándoles a digerir la comida ingerida, protegiéndole de infecciones e, incluso, sintetizando nutrientes esenciales para el animal huésped.BACTERIAS Y HERBÍVOROS
Dentro del Reino Animal también hay simbiosis muy interesantes, siendo, para mi, la más llamativa la que se establece entre determinados microorganismos y animales herbívoros que dependen de estos para digerir los vegetales que consumen. Esto significa que algunos herbívoros no podrían digerir su principal, y muchas veces única, fuente de alimento sin la ayuda de estos microorganismos, lo que es a todas luces una gran contradicción.
El misterio reside en que gran parte de la energía química que necesitan los herbívoros se almacena en las paredes de las células vegetales, compuestas de celulosa para la que los animales no tenemos enzimas capaces de hidrolizarla. Solución, establecer simbiosis con bacterias que sí que puedan digerir la celulosa.
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| Bacterias celulolíticas: (A) Fibrobacter succinogenes, (B) Ruminococcus albus (C) Ruminococcus flavefaciens. Fuente. |
La degradación biológica de la celulosa requiere la intervención de varias enzimas hidrolíticas, las cuales son:
1° Las celulasas C1 que atacan la celulosa cristalina.
2° Las celulasas Cx que atacan la celulosa no cristalina, los derivados solubles o los productos superiores de la degradación de las celulosas.
3° Las celobiasas (β-glucosidasas) que atacan a la celobiosa y liberan las moléculas de glucosa β.
Las celulasas se han encontrado en ciertas bacterias que son intervienen en la podredumbre de la madera, en las bacterias que viven en el estómago de los rumiantes, el ciego de los lagomorfos y el ciego de los equinos. Se conocen celulasas producidas por el tubo digestivo de moluscos lamelibranquios, de numerosos insectos (cerambicidos, por ejemplo), de lombrices de tierra, etc.
La ubicación de estos microbios simbióticos varía según el tipo de animal, pero si nos fijamos en los rumiantes, estos poseen 4 cuatro estómagos.
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| Anatomía de un rumiante. Fuente. |
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| Fuente: FAO |
El primero y mas largo es el rumen, donde encontramos una gran cantidad de microorganismos (protozoos, hongos, bacteria y arquea) que convierten la celulosa, el almidón y otros nutrientes ingeridos en ácidos grasos de bajo peso molecular, como el ácido acético, el propiónico y el butírico en dióxido de carbono y metano, por un proceso de fermentación, y proteína microbiana. Los ácidos orgánicos de bajo peso molecular (especialmente el acetato) satisfacen las necesidades nutritivas del animal ya que, tras ser absorbidos, pasan al torrente circulatorio del animal, donde se oxidan aeróbicamente produciendo energía. Por su parte, el dióxido de carbono y el metano se eliminan como productos de desecho.
Ni que decir tiene que los microorganismos reciben un constante abastecimiento de alimentos en un ambiente un ambiente anaeróbico estable y relativamente uniforme, con una temperatura entre 30 y 40 ºC y un pH de 5.5 a 7.0, lo que permite alcanzar poblaciones microbianas, en el rumen, de entre 10¹ a 10¹¹/ml.
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| Fuente. |
TERMITAS
Un caso extremo es el de los animales que consumen madera, como son las TERMITAS, y es que la madera contiene un 50% de celulosa que algunas termitas... , sorpresa, ¡no pueden digerir!.
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| Fuente. |
Nuevamente esta celulosa solo es posible digerirla si se poseen microorganismos (bacterias o protozoos flagelados, dependiendo de la especie) en el interior de su tubo digestivo.
Se distinguen 3 categorías de termitas, en función del tipo de digestión de la celulosa:
1° Las termitas con zooflagelados.
2° Las termitas cultivadoras de hongos (estas dan para un capítulo entero).
3° Las termitas con bacterias simbióticas.
La termita come la madera que arranca gracias a las potentes mandíbulas quitinizadas (con quitina), ingiere las partículas y realiza una segunda trituración en la molleja. Después la madera pasa al estómago, intestino medio o mesodeo, donde sufre la acción de enzimas proteolíticas y amilolíticas; de aquí pasa a la cámara de fermentación, donde la ingieren los protozoos, responsables de proporcionarles energía.
Antes de continuar, señalar que la alimentación del termitero se produce por trofalaxia, las termitas transportan el alimento en el estómago, y lo transmiten a otros individuos a través del conducto anal o de la boca.
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| Aparato digestivo de un insecto. |
En el caso de las termitas con protozoos flagelados, la digestión de la celulosa acaba generando lo que se conoce como alimento proctodeal. El proctodeo es la parte parte posterior del intestino, que forma una cámara sin oxígeno (anaeróbica) donde tiene lugar la fermentación de la celulosa y otros azúcares complejos. En las termitas, esta cámara contiene bacterias (procariotas anaeróbicos facultativos -pueden desarrollarse con o sin oxígeno- u obligados -sólo se desarrollan en ausencia de oxígeno-, como espiroquetas y metanógenos), que permiten la digestión; además, en ciertas termitas obreras, esta cámara también contiene protozoos.
Volviendo al alimento proctodeal, este sale de la termita por el ano. Llegados hasta aquí, no entiendo cómo partiendo de un piropo hemos llegado hasta este punto...pero continuo.
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| Sistema digestivo de una termita obrera; la parte coloreada en verde corresponde a la parte posterior sin oxígeno. Fuente. |
Sé lo que estáis pensando, que si sale por el ano no puede ser alimento, al menos para uno mismo... Pues bien, a pesar de salir por el mismo lugar que los excrementos, no llegan a mezclarse y, aunque os parezca asquerosillo, constituye una fuente importante de alimento para la colonia, porque todos comen de él, bueno, todos menos la Reina y el Rey, faltaría más, ellos come otra cosa que os diré cuando acabe con esto.
El alimento proctodeal es una gran fuente de nutrientes y viene cargadito de nuevos simbiontes para que las termitas que se alimenten de él los "recuperen", o los incorporen, como es el caso de las larvas, que nacen sin protozoos en su tubo digestivo. A esto se le llama transmisión horizontal.
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| Termita reina atendida por obreras. Fuente. |
Como decía, la Reina y el Rey no consumen alimento proctodeal, sino alimento estomodeal, producido por las glándulas salivales de las obreras o las larvas, proceso mucho más fino y elegante, ¡dónde va a parar!.
En el siguiente vídeo podéis ver protozoos flagelados hallados en el interior de termitas españolas.
En el siguiente vídeo podéis ver protozoos flagelados hallados en el interior de termitas españolas.
Llegados a este punto, podría hablaros de las bacterias simbiontes humanas, que las tenemos, en nuestro intestino, así como en muchas otras partes de nuestro cuerpo, pero la entrada se alargaría innecesariamente, por lo que prefiero recomenadaros el libro de Ignacio López Goñi "Los microbios de tu organismo", donde encontraréis múltiples ejemplos, y mejor contados que si lo hiciese yo.
Sin más, me despido. Como siempre, si te ha gustado ¡COMENTA Y COMPARTE, NO TE LO QUEDES!
ENTRADAS RELACIONADAS
Para saber más:
- https://si-educa.net/intermedio/ficha481.html
- https://es.wikipedia.org/wiki/Simbiosis
- https://es.wikipedia.org/wiki/Liquen
- https://es.wikipedia.org/wiki/Micorriza
- http://lacienciadeamara.blogspot.com/2013/05/raices-y-algo-mas.html
- https://micro.cornell.edu/research/epulopiscium/espanol/microorganismos-gastrointestinales-y-otros-hu%C3%A9spedes/
- http://www.expertoentermitas.org/termitologia-m/termitologia/termitologia-capitulo-x-la-digestion-de-la-madera/
- http://www.expertoentermitas.org/termitologia-m/termitologia/termitologia-i-capitulo-xiii-los-alimentos-elaborados-y-la-trofalaxia/
- https://es.wikipedia.org/wiki/Micorriza
- http://lacienciadeamara.blogspot.com/2013/05/raices-y-algo-mas.html
- https://micro.cornell.edu/research/epulopiscium/espanol/microorganismos-gastrointestinales-y-otros-hu%C3%A9spedes/
- http://www.expertoentermitas.org/termitologia-m/termitologia/termitologia-capitulo-x-la-digestion-de-la-madera/
- http://www.expertoentermitas.org/termitologia-m/termitologia/termitologia-i-capitulo-xiii-los-alimentos-elaborados-y-la-trofalaxia/
- Andreas Brune. (2014) Symbiotic digestion of lignocellulose in termite guts. Nature Reviews Microbiology volume12, pages168–180
Genial post!!!! Enhorabuena!!
ResponderEliminarGracias!!
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