jueves, 28 de febrero de 2013

Gusanos de seda

Un gusano de seda sobre una hoja de morera se alimenta.
Gusano de seda  (Bombyx mori)
Los gusanos de seda... Su nombre científico es "Bombyx mori" y pertenece a la familia Bombycidae y a la orden Lepidoptera. Fue catalogado en 1758 por el botánico y naturalista sueco Linneo. 

Mucha gente, en su infancia, ha tenido una caja de zapatos con estos simpáticos insectos que como mascotas. Son agradables y muy sencillos de cuidar, desde que nacen hasta que elaboran sus capullos son alimentados por los niños que cuidan de ellos. Descubrir cómo crecen y se transforman en mariposas es un descubrimiento del funcionamiento de la vida muy interesante para los más pequeños, pero en verdad, estos insectos tienen una función mucho más... productiva.

Aunque proveniente de Asia, hoy en día estos pequeños insectos pueden ser encontrados en muchas regiones del mundo debido a la explotación del capullo que protege a su crisálida. La seda de multitud de telas proviene de los hilos con los que los gusanos, una vez alcanzado el tamaño adecuado se cubren para llevar a cabo la metamorfosis en polillas (mariposas nocturnas). 

Huevos de gusano de seda de color amarillo sin fertilizar.
Huevos sin fertilizar
Pero antes de nada... ¿Como es este insecto? Como cualquier otra oruga, el gusano de seda pasa por cuatro fases distintas de desarrollo desde el huevo hasta que se convierte en adulto. En el caso de esta especie, los huevos son muy pequeños, llegando a medir entre 1 y 1,5 milímetros de largo. Pueden presentar varios colores, dependiendo de si están fertilizados o no. Los huevos de color amarillo no lo están, mientras que los que presentan un tono violáceo sí. Los huevos eclosionan al pasar el invierno, a la par que comienzan a producirse los primeros brotes de las hojas de morera.

Nada más eclosionar los huevos, las larvas que miden tan solo tres milímetros, comienzan a alimentarse rápidamente para aumentar su tamaño. Tanto es así, que se le considera el animal que más come con respecto a su tamaño y el tiempo que vive. Su vida en fase de larva es una carrera constante para alcanzar fase a fase la madurez, pues en los 35 días que pasan en esta fase de su crecimiento, mudarán cuatro veces, comenzando la primera muda a los 6 días de haber salido del huevo. Tras las cuatro mudas, la larva habrá pasado de 3 milímetros a nada menos que 8 centímetros. Finalmente, al cabo de 30 o 35 días, el gusano busca un lugar apartado y seco y fabrica su capullo para pasar a la fase de pupa. 

Capullos de gusanos de seda preparados para su procesamiento.
Capullos preparados para su procesamiento
En esta fase la larva utiliza el almidón que extrae de las hojas de morera al consumirlo y su metabolismo lo transforma en dextrina para poder generar el hilo de seda con el que forma el capullo. Girando sobre sí mismo, el gusano fabrica el capullo que está formado por un único hilo de seda finísimo que puede llegar a medir hasta 1500 metros. Dentro de este capullo se lleva a cabo la metamorfosis que convierte al gusano en una mariposa adulta.  

Cuando este insecto completa la metamorfosis, rompe el capullo y sale al exterior para buscar rápidamente una pareja con la que reproducirse, dado que en estado adulto vive entre 3 y 15 días únicamente. Cuando encuentra una pareja, copulan intercambiando material genético y luego la hembra pone los huevos para después morir, y así asegurar una nueva generación. 

Una caja de gusanos de seda como mascotas.
Caja con gusanos de seda
En cuanto a su uso por parte del hombre, tiene principalmente dos funciones. La primera es la de ser empleados como mascota como se ha citado anteriormente. La segunda función está orientada a la industria textil. Hace miles de años que el ser humano recolecta estos gusanos y los cría con el fin de obtener la preciada seda con la que la oruga construye su capullo, que es empleada para producir textiles de gran calidad.

El proceso de obtención de la seda es complicado y por desgracia acaba con la vida de la mariposa, puesto que no se le puede dejar salir del capullo ya que este es tejido con un solo hilo, y al salir al exterior, la mariposa lo rompe dejando el capullo inservible para la extracción de la seda. Por lo tanto, diez días después de que los gusanos han formado el capullo, antes de que finalicen la metamorfosis, son hervidos en agua para separar los hilos y matar a la mariposa. 

El agua hirviente o el vapor, deshace y disuelve la sustancia que mantiene unidos los hilos para formar el capullo, de forma que se pueden separar e hilar con mucho cuidado. Tan solo son necesarios cinco minutos de hervido mientras se remueven lentamente. El proceso de hilado una vez suelta la seda no es algo fijo, por lo que hay muchos modos, desde los más tradicionales, manualmente, hasta los más industrializados.

Actualmente la seda se cultiva en varios países, como son Japón, China, Italia, Francia e incluso España. Aunque la calidad de este material en el ámbito textil es incomparable, el mercado se ha visto copado por fibras artificiales debido al alto precio que el lento y meticuloso proceso de extracción supone.

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lunes, 25 de febrero de 2013

Biorremediación


Buenos días a tod@s.

Hoy día Lunes 25, lanzamos la Undécima palabra BIO de esta "Iniciativa de palabras BIO". Esta semana hemos optado por una que puede ser muy interesante tanto por lo que transmite a simple vista como por su contenido. Se trata de: BIOrremediación. La lanzamos hoy (Día 25 del 02) a nuestro BLOG y os daremos tiempo hasta el Viernes que viene (01 del 03) que será cuando resolvamos esta palabra. Así dejaremos el tiempo entre semana para que podáis participar. Podéis contarnos que significa esta palabra, en qué términos se utiliza, donde habéis oído hablar de ella o alguna noticia interesante que tenga relación. También podéis compartir con nosotros temas relacionados con esta palabra que os gustaría comentar. Dejarnos vuestro comentario aquí abajo.



Os animamos a participar y dejar vuestro comentario.
Muchas gracias a tod@s.

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Solución (Viernes 25):

Biorremediación:
 
La biorremediación es un término empleado para designar cualquier proceso que utilice microorganismos, plantas o enzimas que provengan de los mismos, con el fin de devolver una parte del medio ambiente que ha sido alterado por contaminantes a su estado natural. El proceso de biorremediación utilizando microorganismos, fue inventado por un científico estadounidense llamado George M. Robinson que trabajaba como ingeniero petrolero en California en 1960, y que probó a experimentar con bacterias en tarros que estaba contaminados con petróleo. 

Pero esto no es algo nuevo, pues en la naturaleza se pueden encontrar procesos de biorremediación y también de fitorremediación (en el caso de que se empleen plantas).

La biorremediación suele ser usada para eliminar contaminantes concretos del suelo como, por ejemplo, cuando se produce un vertido de hidrocarburos y el contaminante se filtra en la tierra, se pueden eliminar estas sustancias por la acción de limpieza de bacterias oxidadoras de hidrocarburos que pueden encontrarse ya en el medio o ser introducidas. Para mejorar la labor de descomposición, se pueden incluir fertilizantes que contienen nitratos o sulfatos, que sirven para estimular la reproducción de la bacteria.

El proceso que estamos analizando se puede procesar "In situ" o "Ex situ". En el caso de que sea "In situ" consiste en tratar el material contaminado en el mismo sitio en donde está localizado, sin llevarlo a otro lugar para su procesamiento y limpieza. En cambio en los procesos "Ex situ" se requiere trasladar el material afectado a otro lugar para realizar o completar su descontaminación. En este último caso el proceso es más costoso y lleva más tiempo, pero a veces, resulta imposible tratarlo en el mismo lugar donde se encuentra el material contaminado.

Hay que tener en cuenta que no todos los contaminantes se pueden biorremediar mediante microorganismos o plantas porque, como sucede con los metales pesados como el mercurio y el plomo por ejemplo, no pueden ser absorbidos por los organismos que se emplean y, como no pueden ser eliminados, pueden entrar en la cadena trófica causando graves daños y llegando a pasar a nuestro organismo. 

La biorremediación está teniendo un impacto directo en la ingeniería genética, que ha descubierto el potencial del desarrollo de tecnologías asociadas a este proceso, como el diseño de organismos que cumplan funciones tan importantes como, por ejemplo, la bacteria "Deniococcus radiodurans", uno de los organismos que mejor resisten la radiactividad, que fue modificada para que pudiera eliminar el tolueno y los iones de mercurio que se generan como desperdicio nuclear.

Este método de eliminación de contaminantes, tiene sus ventajas pero también sus inconvenientes. Entre sus ventajas podemos destacar que si los agentes contaminantes se encuentran en zonas de difícil acceso, se puede aplicar la solución sin tener que intervenir o modificar el terreno, algo muy importante, dado que en el caso de los vertidos de petróleo por ejemplo, si se producen filtraciones habría que levantar el terreno y luego incinerarlo. En cuanto a las desventajas, podemos señalar que el proceso en el que se da la actuación de las bacterias requiere mucho tiempo, así como un conocimiento completo tanto del contaminante como del entorno, para asegurarse de que no hay ningún elemento que pueda interferir o ser dañado debido a la acción de las bacterias. Esto supone que existe la posibilidad de que en el laboratorio bajo condiciones controladas el proceso de biorremediación sea eficaz pero en plena naturaleza no funcione. El éxito no está 100% asegurado debido a la gran cantidad de factores que intervienen en el medio natural no controlado. 

Como podemos ver, es un concepto de los que incluye el término BIO que puede jugar un gran papel para el planeta, y que ofrece grandes posibilidades en la restauración de entornos dañados por contaminantes, algo muy presente hoy en día y que requiere un cuidado muy preciso y eficaz, que la biorremediación puede ofrecer.

miércoles, 20 de febrero de 2013

Cuellos de botella



Charles Darwin autor de:
"El origen de las especies"
La evolución... Es un proceso continuo que no cesa nunca, con una historia tan larga como el propio planeta y un futuro desconocido del que solo nos aventuramos, a veces, a plantear hipótesis que nos ayuden a comprender cuál es su difícil camino. Son millones las especies que forman parte de este proceso y cada especie está compuesta por muchas poblaciones diferentes, incluidos nosotros mismos, la especie humana. A lo largo de este largo camino se han producido ciertos acontecimientos que con su intervención, nos han llevado a ser lo que hoy somos. 

Uno de estos sucesos, del que hoy venimos a hablar, son los llamados "Cuellos de Botella", un fenómeno que supone un drástico cambio en la población a la que afecta, y que puede generar grandes cambios definitivos, e incluso llevarla a la extinción. 

¿Que son los "Cuellos de Botella"? Bien, se dice que una población ha sufrido un cuello de botella cuando se ha visto afectada por un repentino descenso en el numero de sus miembros en algún momento pasado, debido a un suceso que puede ser tanto natural como artificial. Experimentar este proceso tiene unas drásticas consecuencias sobre la población superviviente, pues los individuos que logran "pasar por el cuello" presentan una reducida variabilidad genética.

Los cuellos de botella no tienen porqué ser algo negativo para la especie a la que afectan, pese a que supone una reducción del número de ejemplares. Esto es debido a que una población sobre la que ha recaído este fenómeno experimenta una acelerada deriva y una evolución igualmente acelerada. Se produce debido a que se da una selección muy eficaz de algunos caracteres que pasan a ser mayoritarios en los individuos que ha sobrevivido al cuello de botella (como ser más veloces, camuflarse mejor debido al tono de piel, o ser más grandes), pues quedan vivos los que mejor se han adaptado al suceso. Al mismo tiempo, los caracteres que no eran favorables son reducidos o acaban por desaparecer de la población. 

Esta imagen lo ilustra perfectamente:
 
Podemos suponer que las bolas azules son los sujetos de una población que poseen ciertos genes que los hacen más rápidos y las amarillas son otro grupo de la misma población que no poseen esos genes. En algún momento se produce un evento (como el aumento del número de un depredador) que hace que los más lentos sean rápidamente eliminados, y por tanto quedan solo los azules, más rápidos y que pueden escapar de ese depredador. Por lo que, los genes que portan la mayor velocidad, se difunden rápidamente y prevalecen sobre los individuos que no tienen ese gen. De este modo, generación tras generación, los sujetos que no poseen el gen irán desapareciendo y se perderán.

Hay que señalar que la adaptación y evolución de la especie es así en caso de que el cuello de botella se produzca de forma natural, por la propia regulación y ajuste de los ecosistemas, o por fenómenos naturales. Pero cuando se da de manera artificial, por ejemplo por la intervención del ser humano, las consecuencias pueden ser la extinción de la especie en vez de la adaptación y evolución de la misma.
 
Junto con el señalado "cuello de botella" podemos encontrar otro fenómeno muy relacionado llamado "Efecto del fundador", que se desarrolla cuando se forma una nueva colonia con los pocos supervivientes de una población que han superado el cuello de botella. En el caso de este "efecto del fundador" los supervivientes forman una pequeña población que debido a su reducido tamaño presenta una menor variabilidad genética que la población original y muestran frecuencia no al azar de genes con respecto a la población original. Esto es debido a los pocos individuos diferentes que han sobrevivido y por tanto los mismos genes se repiten tras cada reproducción, habiendo en muchos casos una variedad casi nula entre individuos. 

Son muchos los ejemplos llamativos de especies que han pasado por un cuello de botella a lo largo de su evolución, entre ellas se encuentran el actual Guepardo (Acinonyx jubatus), los Elefantes Marinos del norte (Mirounga), el Bisonte Americano (Bison bison) y en última instancia el Ser Humano. 

Si, en efecto, el Ser Humano también pasó por un cuello de botella provocado por un cataclismo. Aproximadamente hace 73.000 años el volcán de Toba situado en el centro de la zona septentrional de la isla indonesia de Sumatra, explotó generando una gran devastación que entre otras cosas produjo una reducción de 15º C en las temperaturas globales, una reducción de la luz solar del 80% y una manta de polvo que cubrió la atmosfera terrestre durante 6 o 7 años con un invierno volcánico global.

La explosión de este volcán sucedió cuando la especie Homo Sapiens se encontraba en mitad de su desarrollo y la hambruna que sucedió a este cataclismo afectó a más del 75 por ciento de las especies. Se calcula que en aquel momento, el numero de seres humanos que sobrevivieron al cataclismo se podían contar tan solo por miles. Algunos estudios apuntan a que quedaron tan solo 1000 parejas reproductoras, lo que llevó a que se produjera un cuello de botella muy estrecho. Por ello actualmente, en el ADN de los seres humanos, solo existe una diferencia aproximada del 10% sin importar lo distintos que podamos parecer o nuestro lugar de origen. Todos tenemos en común más de lo que hubiéramos pensado debido al cuello de botella. 

Como podemos ver, los cuellos de botella son un importante factor que influye directamente en la evolución de las especies, y uno de esos fenómenos que definió nuestra especie dejando tan solo unos miles de individuos de una población de varios millones. Somos lo que la evolución hizo de aquellos miles de sujetos que pasaron por el estrecho cuello de botella.

Gracias por tu atención. ¿Conocías todo lo que he contado? ¿Te ha parecido interesante? ¡No olvides tu +1 aquí abajo y comentar el articulo! Muchas gracias.


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Os informamos que este post participa en la XXI edición del Carnaval de Biología, que hospeda @torosagua en su blog Enciclopedia Galáctica, y que os animanos a consultar.
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