EJERCICIO PAGINA 44

LAS CASUALIDADES SON ASI:

En ocasiones, el proceso de cambio evolutivo de una especie está determinado por el azar. Este proceso es conocido como deriva genética y se manifiesta sobre todo en poblaciones de pequeño tamaño.
En nuestro experimento partimos de una población de 6 individuos (numerados del 1 al 6). Cada individuo es de un color diferente.

GENERACIÓN DE PARTIDAS:

1- ROJO
2- AMARILLO
3- VERDE
4- LILA
5- NEGRO
6- BLANCO

Imagina que un individuo transmite su color a la siguiente generación sólo por azar. Supón también que tenga tantos descendientes como veces salga su número tras lanzar el dado seis veces.

1- Lanza el dado y marca el ejemplar que se corresponde con el número obtenido, repite el lanzamiento hasta un total de 6 tiradas.
2- Colorea la nueva columna con los colores de su progenitor según las veces que haya salido su número tras lanzar el dado.

Por ejemplo, imagina que los resultados obtenidos tras lanzar el dado 6 veces son los siguientes: 1,5,3,2,2,1.

Esto significa que los colores 1 y 2 han salido dos veces, mientras que los colores 3 y 5 han salido una vez cada uno.
Por el contrario, los colores 4 y 6 no han salido ninguna vez. Los colores de la generación quedaron asi:

1º= 1,1,2,2,3,5.

Repite 10 veces el ensayo y rellena en tu cuaderno una tabla como la que aparece en la parte inferior de esta página.

1º = 4,3,2,4,6,4.
2º = 5,4,6,3,2,3.
3º = 6,6,4,4,4,4.
4º = 2,1,1,4,3,2.
5º = 1,5,1,1,4,5.
6º = 3,1,5,5,1,1.
7º = 4,6,3,2,1,2.
8º = 1,3,4,1,1,1.
9º = 1,6,3,1,4,5.
10º = 3,4,4,1,2,5.

a) ¿A qué crees que se debe el cambio en las frecuencias de cada color de cada población?:  El azar.
b) ¿ Qué piensas que ocurriría si la población inicial fuera de 100 individuos?¿Y si fueran 1000?¿Y si realizaras el experimento 100 veces?:
Habría mas resultados.
c) ¿Qué conclusiones puedes extraer de tus resultados sobre lo que podría ocurrir en una población natural?:
Por deriva genética y el azar produce variaciones,igual que las mutuaciones que también son al azar.
d) ¿Qué significado biológico crees que tiene que toda la población pase a ser solo de un color?:
Es favorecido por la selección natural.
e) ¿Qué papel crees que juega el azar en el proceso evolutivo?:
Por deriva genética y el azar produce variaciones, igual que las mutuaciones que también son al azar.

ARTICULO: "TAN CALIENTE COMO EL BIG-BANG"

Casi tan caliente como el Big Bang

El LHC utiliza plomo acelerado para estudiar el estado primordial de la materia

El experimento Alice explora el plasma a 100.000 veces la temperatura del Sol

 

Simulación de una colisión de núcleos de plomo en el detector Alice del acelerador LHC. / CERN / ALICE

 

Cuando la materia se calienta hasta temperatura extrema, tan extrema como 100.000 veces la del centro del Sol, suceden cosas raras. Los átomos dejan de ser átomos e incluso los núcleos atómicos se disgregan en sus componentes fundamentales para formar un nuevo estado de la materia, una sopa de partículas con propiedades exóticas. Así debió de ser el universo al principio, en los primeros instantes después del Big Bang, mucho antes de que al expandirse y enfriarse aquel cosmos primitivo pudieran formarse los átomos y luego las estrellas, las galaxias, los planetas...
¿Cómo reproducir en el laboratorio esas condiciones de altísima temperatura? El gran acelerador de partículas LHC, en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN, junto a Ginebra), además de servir para cazar el famoso bosón de Higgs, sirve para generar minúsculas gotas de esa sopa supercaliente de partículas elementales (quarks y gluones). Pero, para ello, en lugar de acelerar y colisionar protones, hay que acelerar y hacer chocar plomo, o más bien, núcleos de plomo. Uno de los grandes experimentos del LHC, el Alice, está especializado precisamente en la exploración de ese microcosmos ardiente y cuenta con un mes al año de colisiones de plomo acelerado en el LHC o, como se ha ensayado hace unos pocos días, de plomo contra protones.
“El plasma de quarks y gluones debió de ser el estado de la materia más abundante, si no el único, durante las primeras milmillonésimas de segundo tras el Big Bang, pues la temperatura que reinaba por aquel entonces era de un billón de grados centígrados, lo que equivale a un 1 seguido de 12 ceros, es decir, un millón de veces la temperatura del interior del Sol, que no de la superficie, que está en unos 6.000 grados”, comenta Ginés Martínez, director de investigación del CNRS francés, que lidera el equipo de Alice de su laboratorio en Nantes. “En el LHC nos acercamos pues a esas temperaturas del principio del universo al crear microgotas de ese plasma de quarks y gluones que duran una billonésima de billonésima de segundo”, continúa.

En las colisiones del acelerador LHC se han alcanzado 5,5 billones de grados

“Con Alice tenemos la oportunidad de observar y estudiar las propiedades de ese estado primordial de la materia”, explica Despina Hatzifotiadou, física del experimento. De momento, continúa, en las semanas de colisiones plomo/plomo que ya se han hecho en el LHC, en 2010 y 2011, se ha observado cómo esta sopa de quarks y gluones se comporta como un líquido perfecto, prácticamente sin fricción, y opaco. “Además, hemos batido un récord al crear la mayor temperatura en el universo: unos 5,5 billones de grados kelvin”, añade. Es la temperatura que tendría el universo 10 milmillonésimas de segundo después de la gran explosión inicial, dice Carlos Pajares, que lidera el grupo español de la Universidad de Santiago que participa en Alice. “Se trata de estudiar precisamente la transición de fase entre el estado de las partículas elementales tal y como están en los componentes del núcleo atómico a esa sopa de quarks y gluones”, añade este físico teórico.
En el LHC estaba previsto que tras la fase actual de colisión de protones (hasta final de año) hubiera un mes de colisiones de plomo/plomo en enero. Pero han cambiado ligeramente los planes, explica Hatzifotiadou, y serán choques de haces de plomo contra haces de protones, lo que permitirá a los físicos hacer comparaciones de las propiedades del plasma con diferentes tipos de colisión.
Un millar de físicos e ingenieros de 31 países trabajan en Alice, uno de los cuatro gigantescos detectores de partículas del LHC (otros dos, el Atlas y el CMS, también aportan información en esta vertiente de la investigación de la sopa de quarks y gluones). No hay que olvidar que aunque Alice se sitúe en los récords de energía y temperatura, la instalación estadounidense RHIC avanzó mucho en este camino del nuevo estado de la materia en la última década, recuerdan los expertos. Allí se crearon, hace 10 años, las primeras gotas de la sopa de quarks y gluones, apunta Martínez.

Los quarks parecen prisioneros eternos confinados dentro de los protones

Es todavía un misterio sin resolver por qué los protones y los neutrones de los núcleos de los átomos tienen una masa cien veces superior a la de los quarks que los forman y por qué sus quarks parecen ser sus prisioneros eternos.
Para entender estos dos problemas hay que repasar un poco la composición del átomo, que está formado por un núcleo y electrones; el núcleo, a su vez, está formado por protones y neutrones y cada uno de estos, por tres quarks, unidos por la denominada fuerza fuerte, de la que se ocupan los gluones. Pues bien, los quarks no se pueden separar unos de otros, están confinados dentro del protón o del neutrón, y cuanto más fuerte intenta uno separarlos, más fuertemente se unen. Es como si estuvieran sujetos con una goma (los gluones), que resulta más y más difícil estirar cuanto más tensa está. Pero a partir de un momento, a muy alta temperatura, la goma se rompe y esas partículas elementas, en libertad, forman la famosa sopa, explica Pajares. ¿Cómo? ¿Por qué? ¿Qué reglas rigen esa transición y sus propiedades? Este es el terreno de los físicos de Alice.
Otro misterio pendiente es el de la masa del protón. Resulta que los tres quarks que lo forman “representan solo el 1% de su masa, esa cuyo origen se explica con el mecanismo del bosón de Higgs”, argumenta Martínez. ¿Y el resto? “El 99% restante de la masa se crea por el proceso de confinamiento de quarks”, añade.

" TAN CALIENTE COMO EL BIG-BANG"

 

1- ¿Qué ocurrió en los primeros instantes, después del big-bang?

- A temperaturas 100 mil veces la del centro del sol, se formó una sopa de partículas que es un nuevo estado de la materia formada de los componentes de los átomos, con propiedades exóticas.
 

2- ¿Cómo se pueden reproducir las condiciones de los primeros instantes del Universo tras el Big-bang?

- En el gran acelerador de partículas de LHC, se pueden producir minúsculas gotas de sopa de partículas super caliente, acelerando y haciendo chocar átomos de plomo o plomo con protones.
 

3- ¿Cómo era el universo una mil millonésima de segundo después del big-bang?

- Era un plasma sopa de quarks y gluones, a un billón de grados centígrados, o sea, un millón de veces la temperatura del sol.
 

4- ¿Qué se ha conseguido en el LHC?

- Alcanzar la temperatura del origen del universo, creando microgotas de plasma de quarks y gluones que dura una tetramillonesima de segundo para estudiar y observar sus propiedades.
 

5- ¿Qué se ha descubierto en el LHC de esta sopa y qué se pretende observar con él?

- A 5.5 por 10 elevado a 6 grados kelvin y durante una 10 elevado a menos 6 segundos tras el big-bang se forma la sopa de partículas que se comporta como un líquido perfecto, opaco y sin fricciones. Pretenden ver como se pasa de la sopa al protones, neutrones y electrones que forman los átomos.
 

6- ¿De qué están formados protones y neutrones?

- De tres quarks unidos por gluones (fuerza nuclear fuerte) que no se pueden separar a no ser que estén a las altísimas temperaturas que forman la sopa.
 

7- ¿Qué queda por explicar de protones y neutrones?

- Porque neutrones y protones tienen una masa 100 veces mayor que la suma de la masa de los quarks que lo forman.Porque los quarks son prisioneros eternos de neutrones y protones.

 

 

ARTICULO: "NO CREO QUE SOBREVIVAMOS MIL AÑOS SIN DEJAR EL PLANETA" STEPHEN HAWKNIG.

"No creo que sobrevivamos mil años sin dejar el planeta"

·         Stephen Hawking

Stephen Hawking / El País 15 ENE 2012

La Universidad de Cambridge (Reino Unido) celebró un simposio en su honor, pero la enfermedad le impidió estar presente en el homenaje. Hawking grabó un discurso en el que repasa su fascinación por la ciencia

 

Ahora que he cumplido las tres veintenas más 10, espero que me perdonen por pensar en mi vida pasada y en el modo en que nuestra comprensión del estado del Universo ha cambiado. También intentaré mirar hacia el futuro, más allá del horizonte actual. (...)

En 1950, el lugar de trabajo de mi padre pasó a estar en el extremo norte de Londres, así que mi familia se trasladó cerca de allí, a la ciudad catedralicia de St. Albans. Mis padres compraron una gran casa victoriana con algo de carácter pero St. Albans resultó ser un lugar un tanto aburrido y conservador comparado con Highgate. En Highgate, nuestra familia parecía bastante normal, pero en St. Albans creo que seguramente nos consideraban unos excéntricos. Mi padre pensaba que no podíamos permitirnos un coche nuevo, de modo que compró un taxi de Londres de antes de la guerra y entre los dos construimos un barracón que servía de garaje. Los vecinos estaban indignados, pero no podían detenernos. Como la mayoría de los chicos, me sentía avergonzado por mis padres. Pero a ellos nunca les preocupó. Pienso que aprendí algo de ellos porque, en épocas posteriores de mi vida, a menudo he propuesto ideas que han indignado a mis compañeros.

"Cada universo tiene muchas historias posibles y muchos estados posibles"

"Acuérdense de mirar hacia las estrellas y no hacia sus pies"

Cuando inicialmente nos trasladamos a St. Albans, me enviaron a la Escuela Superior Femenina, que a pesar de su nombre, aceptaba a niños hasta los 10 años, pero más tarde fui a la Escuela St. Albans. Nunca estuve muy por encima de la media de la clase (era una clase muy inteligente). Mi aula estaba muy desordenada y mi caligrafía era la desesperación de mis profesores. Pero mis compañeros de clase me pusieron el apodo de Einstein, así que supongo que vieron indicios de algo mejor. Cuando tenía 12 años, uno de mis amigos apostó con otro una bolsa de caramelos a que yo nunca llegaría a nada. No sé si esta apuesta llegó a pagarse ni, en tal caso, en qué sentido se decidió. (...)

En octubre de 1962, cuando llegué a Cambridge, al DAMTP, el departamento de matemáticas aplicadas y física teórica, tenía 20 años. Había solicitado trabajar con Fred Hoyle, el astrónomo británico más famoso de la época. Digo astrónomo porque la cosmología apenas era reconocida entonces como una disciplina legítima. Sin embargo, Hoyle tenía ya suficientes alumnos, así que me llevé un gran chasco cuando me asignaron a Dennis Sciama, de quien no había oído hablar. Pero menos mal que no estudié con Hoyle, porque me habría visto arrastrado a defender su teoría del estado estacionario, una labor que habría sido más difícil que salvar el euro. (...)

Hace no mucho, escribí un nuevo libro, El gran diseño, con Leonard Mlodninov, para intentar abordar algunos problemas que quedaron sin resolver en Breve historia del tiempo. Vemos que las leyes de la ciencia describen cómo se comporta el Universo, pero para comprender el Universo del modo más profundo, también tenemos que comprender el porqué.

¿Por qué hay algo en lugar de nada?

¿Por qué existimos?

¿Por qué este conjunto concreto de leyes y no algún otro?

Creo que la respuesta a todas estas preguntas es la Teoría de Cuerdas. La Teoría de Cuerdas es la única teoría unificada que tiene todas las propiedades que pensamos que debería tener la teoría final. No es una teoría en el sentido habitual de la expresión, sino toda una familia de teorías diferentes, cada una de las cuales es una buena descripción de las observaciones solo en cierto rango de las situaciones físicas. La Teoría de Cuerdas predice que se crearon una gran cantidad de universos de la nada. Estos universos múltiples pueden surgir de forma natural de las leyes físicas. Cada universo tiene muchas historias posibles y muchos estados posibles en épocas posteriores, es decir, en épocas como la actual, mucho después de su creación. La mayoría de estos estados serán bastante diferentes del Universo que observamos y bastante poco idóneos para la existencia de cualquier forma de vida. Solo unos pocos permitirían que existiesen criaturas como nosotros. Por consiguiente, nuestra presencia selecciona, de ese inmenso conjunto, únicamente aquellos universos que sean compatibles con nuestra existencia. Aunque somos raquíticos e insignificantes en la escala del cosmos, esto nos convierte, en cierto sentido, en señores de la creación.

Sigue habiendo esperanzas de que veamos la primera prueba de la Teoría de Cuerdas en el LHC, el acelerador de partículas situado en Ginebra. Desde el punto de vista de la Teoría de Cuerdas, solo estudia las energías bajas, pero podríamos tener suerte y ver una señal más débil de la teoría fundamental, como la supersimetría. Pienso que el descubrimiento de compañeras supersimétricas de las partículas conocidas revolucionaría nuestra comprensión del Universo. No siento lo mismo respecto al bosón de Higgs, razón por la que apuesto 100 dólares a que no lo encontrarán en el LHC. La física sería mucho más interesante si no lo encontrasen, pero ahora da la impresión de que podría perder otra apuesta. (...)

Los avances más recientes en la cosmología se han logrado a partir del espacio, donde hay visiones ininterrumpidas de nuestro inmenso y hermoso Universo. Pero también debemos seguir yendo al espacio por el futuro de la humanidad. No creo que sobrevivamos otros mil años sin escapar de nuestro frágil planeta. Por tanto, quiero fomentar el interés público por el espacio y yo mismo he estado entrenando por adelantado.

Así que permítanme terminar con una reflexión sobre el estado del Universo. Ha sido una época gloriosa en la que vivir e investigar en física teórica. Nuestra imagen del Universo ha cambiado muchísimo en los últimos 40 años y me siento feliz si he aportado mi granito de arena. El hecho de que nosotros, los humanos, que también somos meros conjuntos de partículas fundamentales de la naturaleza, hayamos sido capaces de acercarnos tanto a la comprensión de las leyes que nos gobiernan a nosotros mismos y nuestro Universo es un gran triunfo. Quiero compartir mi emoción y entusiasmo por esta búsqueda. Así que acuérdense de mirar hacia las estrellas y no hacia sus pies. Intenten encontrarle un sentido a lo que ven y pregúntense por aquello que hace que exista el universo. Sean curiosos. Y por muy difícil que pueda parecerles la vida, siempre hay algo que pueden hacer y en lo que pueden tener éxito. Lo importante es que no se rindan.

Gracias por escucharme.

Traducción de News Clips.

Stephen Hawking

Con la posible excepción de Einstein, Stephen Hawking (Oxford, Reino Unido, 1942) es probablemente el físico más conocido por el público moderno, y por tanto de la no muy larga historia de la ciencia. Su fama se debe en parte a la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) que atrapó su cuerpo en una cárcel de inmovilidad hace ya 45 años, un periodo insólito que tiene asombrados a los médicos. Pero también es cierto que Hawking, uno de los mejores cerebros de la física teórica del siglo XX, ha explotado a fondo esa popularidad para servir a la comunidad científica de altavoz, aunque sea a través de un sintetizador de voz que maneja penosamente con la última hebra de movimiento que sobrevive en un dedo de su mano derecha.

El gran logro de Hawking ha sido el descubrimiento de formas de combinar la cosmología, basada en la teoría de la relatividad de Einstein, con la mecánica cuántica que rige el mundo subatómico. Estas dos teorías son los cimientos de toda la física actual, y cada una de ellas ha superado hasta ahora las pruebas experimentales más exigentes. También son el fundamento de la tecnología contemporánea, de los ordenadores al GPS. Y sin embargo son incompatibles entre sí. Las elegantes ecuaciones que describen el tiempo, el espacio, la gravedad y la forma del cosmos se deshacen cuando uno intenta aplicarlas a la escala de los átomos, donde el espacio y el tiempo dejan de ser continuos y empieza a imperar el entorno discreto y probabilístico del mundo cuántico.

Hawking percibió que los agujeros negros podían constituir un laboratorio mental para combinar esas dos grandes teorías: su enorme masa les fuerza a obedecer las leyes de la cosmología, pero su ínfimo tamaño los convierte a la vez en objetos cuánticos. Un mundo de paradojas en el que su mente ha aprendido a moverse como un pez en el agua: a moverse como no puede hacerlo con sus músculos en el mundo real. Por lo demás, Hawking es un científico muy normal, que supervisa a un grupo de estudiantes de doctorado, atiende a los seminarios de su departamento en la Universidad de Cambridge y dedica buena parte de su tiempo a leer los últimos papers, o artículos científicos.

El físico es uno de los raros científicos que cree en la necesidad de transmitir al público la ciencia de su tiempo. Recibió el premio Príncipe de Asturias en 1989, e interviene a menudo en reuniones y actos públicos. Su libro de 1988 Breve historia del tiempo fue adquirido por uno de cada 750 habitantes del planeta, según sus propios cálculos, y fue solo el primero de una larga lista de éxitos editoriales. Sigue en la brecha, todavía aspirando a entenderlo todo.

"NO CREO QUE SOBREVIVAMOS MIL AÑOS SIN DEJAR EL PLANETA" STEPHEN HAWKING

 

 

 

1- ¿Qué es la Teoría de Cuerdas?

- Una teoría unificada que tiene todas las propiedades que debería tener la teoría final.Realmente son varias teorías y cada una explica las observaciones en ciertas situaciones físicas.
 

2- ¿Qué predice la Teoría de Cuerdas?

- Predice que se crearon multiples universos de la nada, de forma natural a partir de leyes físicas.Cada uno con muchas historias y estados posteriores posibles, mucho después de su creación como sería en la actualidad.
 

3- ¿Se parecen a nuestro universo los otros universos que precide la Teoría de Cuerdas?

- La mayoria son diferentes y no permitirían la vida.
 

4- ¿Cómo se podría obtener una prueba de la Teoría de Cuerdas?

- En el LHC, el acelerador de partículas europeos de Ginebra, se podría descubrir las compañeras supersimétricas de las partículas desconocidas.
 

5- ¿Qué podemos ver en el espacio?

- Imagenes initerrumpidas del universo desde su origen hasta hoy.
 

6- ¿Qué nos recomienda Stephen Hawknig?

- Por muy dificil que nos pueda parecer la vida, siempre hay algo que se puede hacer y en lo que tener éxito. Lo importante es no rendirse.

 

ARTICULO: "COMPLETANDO A CHARLES DARWIN"

Completando a Charles Darwin

La tectónica, la oceanografía o el clima están dando respuesta a los interrogantes pendientes sobre la evolución - Los nuevos hallazgos cierran lagunas en el 200º aniversario del científico

·         Una teoría revolucionaria

Javier Sampedro 6 FEB 2009

 

Una crítica clásica contra Darwin es que, pese a haber titulado su libro El origen de las especies (1859), justo no aclaró cómo se originaban las especies. La selección natural -el mecanismo evolutivo descubierto por el naturalista- se basa en la acumulación gradual de pequeños cambios, mientras que las especies suelen ser entidades discretas y bien definidas: vemos leones y tigres, no una escala Pantone de leotigres. La investigación reciente, sin embargo, ha aclarado muchos puntos del problema de la especiación, o generación de nuevas especies, y ha confirmado que la especiación tiene una relación directa con la selección natural darwiniana. También han revelado unos principios generales que hubieran resultado sorprendentes para el padre de la biología moderna.

El naturalista nunca explicó de verdad el origen de las especies

Los cambios en los seres vivos no son paulatinos; van a grandes saltos

La explosión de la vida animal ocurrió hace 543 millones de años

No sólo compiten los individuos; también lo hacen los genes

"La competencia por los recursos, las carreras de armamentos entre predadores y presas y otros factores biológicos dan forma a los ecosistemas locales durante periodos cortos", dice el evolucionista Michael Benton, de la Universidad de Bristol. "Pero son factores externos como el clima, la oceanografía y la tectónica continental los que explican las pautas de la evolución a gran escala". Benton es el autor de uno de los cinco artículos con que la revista Science celebra hoy el 200º aniversario del nacimiento de Charles Darwin (12 de febrero de 1809-19 de abril de 1882).

La idea de que la competencia entre seres vivos es el principal motor de la evolución arranca del propio Darwin y suele ser la preferida por los biólogos. Se la conoce como la hipótesis de la reina roja, por el personaje de Lewis Carroll que le dice a Alicia en A través del espejo: "En este país tienes que correr todo lo que puedas para permanecer en el mismo sitio".

El paradigma de la reina roja son las carreras de armamentos entre predador y presa: los conejos corren cada vez más para escapar de los zorros, lo que fuerza a los zorros a correr cada vez más para seguir comiendo lo mismo que antes; las corazas de las presas se hacen cada vez más duras y las pinzas de sus predadores cada vez más fuertes, con lo que todos corren lo más que pueden para que todo permanezca en el mismo sitio.

El problema es que la evolución a gran escala no permanece en el mismo sitio como Alicia. Los modelos del tipo reina roja, según Benton, no explican que los seres vivos se hayan hecho más complejos en la historia del planeta, ni que hayan colonizado nuevos espacios (como la tierra firme), ni que ciertos linajes concretos hayan brotado en explosiones evolutivas de radiación de nuevas especies. "Todas estas cosas han ocurrido muchas veces en los últimos 500 millones de años", afirma el científico británico.

La razón hay que buscarla en la geología, y algunos ejemplos son bien conocidos. Desde que el supercontinente Pangea empezó a quebrarse hace 250 millones de años, el baile de sus fragmentos por la corteza terrestre ha tenido un efecto decisivo. La biología alienígena de Australia -ornitorrincos, canguros, koalas, wombats, emús, cucaburras- y de Suramérica -llamas, anacondas, pirañas, vicuñas, tapires- se debe a que ambos territorios han sido islas durante casi 100 millones de años.

El sentido común no es la mejor guía para averiguar las relaciones de parentesco entre las distintas especies. El damán, un animalillo africano al que cuesta distinguir de una rata, se agrupa con el elefante en una gran rama evolutiva de los mamíferos, la de los afroterios. Las personas, los delfines y las vacas nos apiñamos junto a las ratas propiamente dichas en la segunda rama (los boreoterios), dejando la tercera (los desdentados) para el armadillo y el oso hormiguero.

La razón es que los mamíferos originales se dividieron físicamente en tres grupos hace 100 millones de años, cuando las actuales África, Eurasia y Suramérica se escindieron de un continente único.

En los últimos años, los geólogos también han encontrado fuertes correlaciones entre la diversidad del plancton -los organismos microscópicos que flotan en el mar- y la temperatura del agua en esa época. El enfriamiento oceánico de los últimos 70 millones de años, por ejemplo, se asocia a una gran radiación de especies de foraminíferos, los principales microfósiles marinos. En general, las fases de calentamiento por las que ha pasado el planeta se han caracterizado por una menor riqueza de géneros, y de familias enteras, de seres vivos.

Si la competencia entre seres vivos es la reina roja, la evolución guiada por las condiciones externas se conoce como la hipótesis del "bufón de corte". Los bufones sólo pretendían complacer a los poderosos, y jamás cambiaban sus números a menos que se vieran forzados por una catástrofe (como una guerra o un cambio de régimen). Si la reina roja es la idea preferida por los biólogos, el bufón de corte es la favorita de los geólogos, como parece lógico. Y es el motor del cambio que parece predominar a las escalas evolutivas, de 100.000 años para arriba en el tiempo, y de especie para arriba en la taxonomía, la ciencia que clasifica a los seres vivos en una jerarquía de especies, géneros, familias, órdenes, clases, filos y reinos.

La cuestión de la reina roja tiene mucha relevancia para el problema estrella de la biología evolutiva: la explosión cámbrica, la gran dificultad que atormentó a Darwin hace un siglo y medio. La Tierra tiene 4.500 millones de años, y los primeros microbios aparecieron poco después (hay evidencias fósiles de 3.500 millones de años). Pese a ello, la explosión de la vida animal sólo ocurrió al empezar el periodo Cámbrico, hace 543 millones de años. La evolución tardó poco en inventar a los animales, aunque tardó 3.000 millones de años en ponerse a ello. Ésta es la versión moderna del dilema de Darwin.

"Creo que la explosión cámbrica es un excelente ejemplo de evolución por el modelo del bufón de corte", confirma Benton a EL PAÍS. "Es un caso en que el cambio dramático del entorno físico tiene un profundo efecto en la evolución. Esto no tiene nada que ver con sugerir que la selección natural es errónea, o que Darwin se equivocó. Se trata simplemente de que los cambios dramáticos e inesperados, como el que ocurrió entonces, pueden abrumar a los procesos normales de la selección natural y poner a cero el reloj evolutivo, como solía decir Steve Gould". Stephen Jay Gould fue un destacado (y polémico) evolucionista norteamericano hasta su muerte en 2002.

El periodo anterior al Cámbrico (de 1.000 a 543 millones de años atrás) se llama Neoproterozoico, de mote "precámbrico", e incluye las más brutales glaciaciones conocidas por los geólogos, como la Sturtian y la Marinoan. Algunos científicos creen que fue una era de bola de nieve planetaria (snowball earth), en la que los casquetes polares cubrían incluso el ecuador terrestre.

Antes de esa era del hielo, los niveles de oxígeno en la atmósfera eran muy bajos, inferiores al 1% de la concentración actual, como habían sido en los 3.000 millones de años anteriores. La última de las grandes glaciaciones precámbricas, la Marinoan, terminó hace 635 millones de años, y los últimos datos indican que los primeros animales, las esponjas, ya habían evolucionado para entonces. Y los datos indican que el fondo marino no estuvo bien oxigenado hasta los tiempos de la explosión cámbrica. Si la biología tardó 3.000 millones de años en inventar a los animales, la razón parece ser que la geología no se lo permitió antes.

La mosca Drosophila ha resultado un modelo muy útil para estudiar los fundamentos genéticos de la especiación. Por ejemplo, la especie americana Drosophila pseudoobscura se separó hace 200.000 años en dos subespecies llamadas USA y Bogotá. Como los caballos y los burros, las moscas USA y Bogotá pueden cruzarse, pero sus hijos son estériles. En casos de especies más divergentes, los hijos suelen ser no ya estériles, sino directamente inviables. El punto es que la genética de la mosca permite hallar los genes exactos que son responsables de la esterilidad o de la inviabilidad.

Los resultados apuntan a muy pocos genes, y varios están relacionados con el transporte nuclear, el intercambio de materiales entre el núcleo y el resto de la célula. Dos de los genes de la especiación son Nup96 y Nup160, componentes del poro nuclear que comunica al núcleo con su entorno, y otro es RanGAP, que regula el mismo proceso. No hay ninguna razón a priori para que la especiación esté relacionada con un mecanismo tan concreto como el transporte nuclear, y estos resultados son inesperados en ese sentido.

Pero estos genes también tienen relación con un fenómeno que lleva décadas siendo un sospechoso central para los genetistas interesados en la especiación. Se llama impulso meiótico (meiotic drive), o más en general "conflicto intragenómico". Al igual que la selección natural clásica, se trata de un proceso de competencia, pero no entre individuos dentro de una especie, ni entre especies dentro de un ecosistema, sino entre genes dentro de un genoma, es decir, entre las partes de un mismo individuo.

Esto es posible porque cada individuo produce miles o millones de gametos (óvulos o espermatozoides, según su sexo), cada uno con una combinación distinta de genes. Y hay genes que sesgan a su favor la producción de gametos, de modo que se aseguran su presencia en más de la mitad de los espermatozoides o los óvulos, que es lo que les correspondería por azar. Estos genes son auténticas bombas evolutivas, porque pueden imponerse en una población en pocas generaciones aun cuando no hagan nada beneficioso para el individuo que los alberga. Los demás genes se ven forzados a adaptarse para convivir en el mismo genoma que ellos, y esto conduce a las poblaciones por caminos separados aun cuando sus entornos sean similares. Esto es la evolución por "conflicto intragenómico".

En el ejemplo mencionado antes de las dos subespecies de Drosophila pseudoobscura, USA y Bogotá, el grupo de Allen Orr, de la Universidad de Rochester, acaba de demostrar que un solo gen (llamado overdrive) es responsable a la vez de la esterilidad de los híbridos entre las dos subespecies, y de causar su propia representación en los gametos por encima del 50% que le correspondería por azar. "Nuestros resultados", afirma Orr, "indican que el conflicto intragenómico, una forma de adaptación al ambiente genómico interno, es una fuerza importante en la especiación".

Otro descubrimiento reciente es la importancia crucial de las duplicaciones de genes en la evolución. Las duplicaciones o pérdidas de genes son la principal fuente de variación genética en nuestra especie: cualquier persona se distingue de cualquier otra en un promedio de 70 regiones duplicadas o amputadas en uno de sus cromosomas.

Dos siglos después, la ciencia rellena huecos que a Darwin le hubiera encantado explicar.

Una teoría revolucionaria

- Si los seres vivos tienen una gran capacidad de reproducirse, pero los recursos son limitados, sólo las variantes más aptas de cada generación sobrevivirán lo suficiente como para reproducirse y transmitir sus cualidades a la siguiente.

- La repetición de este proceso ciego una generación tras otra provoca inevitablemente que las especies vayan cambiando y haciéndose más aptas para vivir en su particular entorno.

- La principal predicción de la teoría de la evolución es que todos los seres vivos del planeta provenimos por ramificaciones sucesivas de una sola especie simple y primordial.

- Los humanos compartimos con las ratas, los gusanos, los abetos y las bacterias tal cantidad de fundamentos genéticos y bioquímicos que el origen común de la vida es uno de los hechos científicos mejor establecidos.

- Darwin propuso una teoría gradual: ínfimos cambios acumulados generación tras generación durante millones de años. El registro fósil, sin embargo, presenta transiciones relativamente bruscas (según las escalas de los geólogos).

"COMPLETANDO A CHARLES DARWIN" EL PAÍS 06/02/2009

 

 

1- Según Darwin, ¿cual sería el motor de la evolución?

 

- Hipótesis de la reina roja, la competencia entre los seres vivos. Tienen que correr todo lo que puedas para permanecer en el mismo sitio, el conejo corre mas para escapar de la zorra, que debe correr mas para seguri comiendo los mismos conejos.El caparazón de las presas se hace mas duro al mismo tiempo que los dientes de sus depredadores. Todos corren mas para permanecer en el mismo sitio.

 

2- ¿ Qué no explicaba Darwin en su "Origen de las Especies"?

 

- Explicaba como se producían pequeños cambios, adaptaciones, pero no especies completas, no explicaba la especiación. Existen leones y tigres, pero no leonitigres. La selección natural explica los cambios en periodos cortos a pequeña escala, a gran escala lo explica los randes cambios ambientales (el clima, la formación de los océanos...) producen cambios a grandes saltos.

 

3- ¿Cómo se explica la evolución a gran escala?

 

- Hipótesis del bufón de la corte. Explica la evolución guiada por las condiciones externas. El bufón sólo quiere agradar a los poderosos y no cambiará sus chístes a no ser que haya una catástrofe, sólo los grandes cambios ambientales harian desaparecer o aparecer especies.

 

4- ¿Por qué transcurrió tanto tiempo entre la aparición de la vida y su diversificación?¿Cuál de las dos hipótesis anteriores apoya este hecho?

 

- Los animales aparecieron hace 3500 millones de años y tardaron 3 mil millones de años en diversificarse.Antes de esa fecha había solamente un 1% de oxigeno actual.



5- ¿Qué se a descubierto con las Drosophila USA y Bogotá?

 

- Descubrieron los genes del aislamiento reproductivo y el conflicto intragenómico (son los genes que copiten entre ellos, igual que los individuos dentro de la especie), para imponerse al resto de los genes en los gametos, consiguiendo imponerse en una población en pocas generaciones, esta sería evolución por conflicto intragenómico, que sería la forma de adaptación de algunos genes al ambiente genómico produciría especiación rápida.

ARTICULO: "RESUCITAR AL NEANDERTAL NO ES POSIBLE.TODAVÍA"

Resucitar al neandertal no es posible. Todavía

El genoma del mamut abre la puerta a revivir especies extinguidas - Las dificultades técnicas no son insalvables, pero surgen dilemas éticos

·         Un túnel del tiempo

Javier Sampedro 27 NOV 2008

 

El genoma recuperado de los hielos siberianos es un paso enorme que no osó imaginar ni el recién fallecido Michael Crichton en Parque Jurásico. De ahí a resucitar al mamut median obstáculos formidables que la genética actual no puede resolver. Pero todos los problemas son puramente técnicos, y se irán esquivando tarde o temprano. ¿Veremos un safari park en Siberia con los mamuts devueltos a la vida por la gracia del hombre? Y, sobre todo, ¿qué pasará después con los neandertales, segundo genoma fósil previsto?

Un óvulo fecundado humano y uno de mamut son casi lo mismo. Si el primero produce una persona y el segundo un mamut es por el genoma, o conjunto de los genes, que dirige el desarrollo y la evolución. El genoma del mamut consiste en 4.000 millones de bases, o letras químicas del ADN (aggcttcaa...), y secuenciarlo es determinar su orden exacto. Esto es lo que (casi) han conseguido recientemente científicos rusos y norteamericanos.

Los fósiles de genes obtenidos son parciales y con múltiples errores

'Parque Jurásico' tiene una base científica, aunque todavía lejana

La comparación del genoma humano y del neandertal ya está en marcha

Un proyecto prevé un 'safari park' con 'seudomamuts' nacidos de elefantas

El objetivo no debe ser revivir fieras, sino saber por qué se diferencian

Secuenciar el ADN no implica que se sepa manipularlo y recrear organismos

El genoma del mamut actual es una copia imperfecta de un libro (técnicamente, su cobertura es de 0,7 veces un genoma). Según estima el cazador de genomas fósiles Svante Pääbo, director del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, una secuencia de "calidad razonable" precisaría una cobertura de 12 veces, o 12 libros imperfectos.

Y aún así, una "calidad razonable" significa un error por cada 10.000 bases (las letras a, g, c, t del ADN). Como el genoma de esta especie tiene unos 4.000 millones de bases, eso da un total de 400.000 errores. Y los "errores" en el genoma de papel se convertirían en "mutaciones" reales en el mamut reconstruido.

"Todavía no podemos devolver el mamut a la vida", dice el subdirector del centro de ADN antiguo de la Universidad de Adelaida, Jeremy Austin. "Una secuencia genómica no hace un ser vivo. Todo lo que tenemos ahora es un genoma parcial, con un considerable número de errores. Sería como intentar fabricar un coche con sólo el 80% de las piezas, y sabiendo que algunas están rotas".

Sin embargo, ninguno de estos impedimentos es insalvable. Sortearlos es sólo cuestión de más mamuts y más dinero. Y la solución a muchos otros problemas aparentemente más graves puede ser más simple aún: hacer trampas. Se trata de no obsesionarse con reproducir fielmente un mamut, sino en conformarse con algo que lo parezca. La evolución biológica, al fin y al cabo, es también una oportunista.

Por ejemplo, los genes del mamut son ahora entidades virtuales: textos (aagattcct...) escritos en un papel, o grabados en la memoria de un ordenador, y será preciso convertirlos en cosas, ADN real empaquetado en cromosomas palpables, para que sirvan de algo. "Aún teniendo un genoma completo y lo bastante preciso", apunta Jeremy Austin, "queda la cuestión de cómo construir los cromosomas". Ni siquiera sabemos cuántos cromosomas tenía el mamut.

Pero es probable que no haga falta. Dos especies de moscas indistinguibles a simple vista pueden diferir enormemente en su estructura cromosómica. Incluso dos personas diferimos algo en ella. Los elementos esenciales de cada cromosoma son los que inician su duplicación en cada ciclo de división celular -orígenes de replicación- y los que garantizan la distribución de las dos copias a las dos células hijas -centrómeros-. Y ambos se han sintetizado artificialmente con éxito.

Lo mismo vale decir para empaquetar los cromosomas en un núcleo. Y el resto son técnicas que no se han probado todavía en elefantes, pero que resultan ya cotidianas en otros mamíferos: introducir el núcleo en un óvulo, estimularlo para que empiece a desarrollarse e implantarlo en una elefanta. Se trata de los pasos de una clonación, aunque entre especies distintas, y una de ellas inexistente.

Por los proyectos conocidos hace años, el primer objetivo de una hipotética resurrección del mamut será probablemente un safari park. En 2002, por ejemplo, un equipo de científicos japoneses financiados por la compañía tecnológica Field inspeccionaron los hielos siberianos en busca de mamuts bien preservados. Les interesaban en concreto sus testículos, porque el esperma es uno de los tejidos que mejor se conservan en frío. Su intención era utilizar un espermatozoide para fecundar un óvulo de elefanta. Si naciera una hembra híbrida, la volverían a fecundar con otro espermatozoide del mamut original, y así hasta hacer un safari park de 150 kilómetros cuadrados en la república siberiana de Sakha, en el noreste de Rusia.

Si la finalidad de resucitar al mamut es exhibirlo en un safari park siberiano, las trampas pueden llevarse al extremo, tal y como sugiere Pääbo en Nature. El Instituto Broad de Cambridge, Massachusetts, uno de los nodos del proyecto genoma, trabaja ya en la secuencia de uno de los parientes vivos del mamut, el elefante africano Loxodonta africana.

Comparar los genomas de los dos paquidermos conducirá a los científicos a los genes clave que distinguen al mamut, en concreto a los responsables de su color oscuro, de su abundante pelo y, sobre todo, de sus aparatosos colmillos. Pääbo cree que la introducción de esos pocos genes en un vulgar elefante produciría algo lo bastante parecido a un mamut como para exhibirlo en un safari park. Un seudomamut de feria.

"No sería un mamut en ningún sentido que pudiera satisfacer a un purista", dice el genetista de Leipzig, "ni a un ecologista, ni al idealista que sueñe con restaurar un grandioso pasado perdido. Pero sería suficiente para un parque de atracciones y evitaría los problemas técnicos más peliagudos. Y es todo lo que puedo aspirar a ver en mis años de vida".

Michael Crichton acertó tres veces con su novela Parque Jurásico (1990). Primero, predijo la resurrección de especies extintas. Segundo, su exhibición en parques de atracciones. Y tercero, las trampas a la Pääbo. Sus científicos no pudieron recuperar ningún genoma completo de dinosaurio, así que introdujeron genes clave de dinosaurio en simples ranas (una elección discutible; el avestruz parece mejor opción, ya que las aves evolucionaron de los dinosaurios). Así que los monstruos jurásicos del parque no eran más que unos seudosaurios de feria incapaces de satisfacer a un purista. Ello no les impedía dar bocados.

El verdadero dilema ético es que, en cuanto se pueda resucitar al mamut, se podrá resucitar también al neandertal, pues éste será el segundo genoma fósil secuenciado. Ésta es una cuestión totalmente distinta, y no por cuestiones ecológicas. Los problemas técnicos serán tan formidables como en el caso del mamut. Pero también de modo similar, ninguno de ellos será insalvable. Y la solución estará en no obsesionarse con reproducir fielmente un neandertal, sino en conformarse con algo que lo parezca.

La comparación del genoma humano con el neandertal ya está en marcha, y poco a poco irá revelando los genes específicos del neandertal. Será entonces posible crear un seudoneandertal, pero la historia parece ahora muy distinta, porque hablamos de una especie humana inteligente, que cuidaba a sus enfermos y enterraba a sus muertos.

Los neandertales se extinguieron hace menos de 30.000 años. Las últimas poblaciones vivieron en Gibraltar. Su capacidad craneal era mayor que la nuestra, y las evidencias anatómicas y genéticas apuntan a que poseían la facultad del lenguaje. Se extendieron por todo el continente europeo durante cientos de miles de años, y coexistieron con nuestra especie, el Homo sapiens, durante cerca de 10.000 años en Europa. Nuestro papel en su extinción es un misterio.

En cualquier caso, el avance de la genética ha resultado más rápido de lo que imaginó Crichton, o cualquier científico en 1990. Los únicos genomas secuenciados por entonces eran de virus, con unas 10 kilobases (10.000 letras del ADN).

El genoma humano es 10.000 veces mayor, y los mamuts y dinosaurios andan cerca, de modo que leer un genoma fósil completo de estos animales era inimaginable (de ahí las ranas). Pero 20 años después es un hecho.

"El campo del ADN antiguo ha avanzado mucho desde el primer estudio, de 1984, que consiguió una pizca de material genético del quagga, una especie de cebra extinta", dice Michael Bunce, jefe de ADN antiguo de la Universidad de Murdoch, en Australia Occidental. Para este científico, como para la mayoría, el mayor interés de estos trabajos no es revivir a las fieras, sino aprender cómo los genomas computan a los organismos, cómo las variaciones de los genes alteran la forma y las características de las especies.

"Comparando los genomas del mamut y de los elefantes actuales, o del neandertal y los humanos modernos, podemos empezar a responder las cuestiones biológicas más fundamentales", afirma Bunce. "¿Qué genes son responsables de qué rasgos físicos? Comparado con sus primos africanos, ¿qué genes alteraron al mamut para adaptarlo a los climas fríos?

En el fondo, Bunce está buscando los mismos genes que los hipotéticos creadores del safari park, aunque por distintas razones: "¿Pero podremos en unos años devolver al mamut a la vida? Nada de eso. Que sepamos la secuencia de ADN de algo no quiere decir que podamos manipularlo genéticamente para recrear el organismo extinto. Este tipo de desarrollo es todavía una fantasía", sentencia el experto.

Pero hay una palabra que aparece por todas partes en este contexto: todavía.

Un túnel del tiempo

Hay túneles del tiempo genéticos que ningún novelista ha explorado, pero que los lingüistas utilizan a diario. No hay grabaciones de hace 10.000 años que demuestren que pie se decía pod en la lengua indoeuropea ancestral. Los lingüistas comparan pie, foot, vot, pes y pada, y deducen cuál es su origen evolutivo. Los biólogos pueden hacer lo mismo con los genes.

La comparación entre genomas y lenguajes es más que una metáfora, porque el ADN es un texto en sentido muy literal. Todos los genes tienen la misma estructura (la famosa doble hélice del ADN). La información genética está en lo único que distingue a un gen de otro, que es el orden de las bases (las letras a, g, c, t) en hileras. Como la información en un texto está contenida en el orden de las letras.

La comparación entre genomas de mamíferos permite reconstruir el genoma del primer mamífero. La comparación entre humanos, moscas y medusas revela el del primer animal, el origen de la evolución animal. Lo mismo vale para cada gen concreto. No hace falta recuperar físicamente aquel ADN de hace 600 millones de años. Se puede deducir, como la palabra pod.

Si hay una conclusión general, es que todas las funciones fundamentales estaban ya en el primer animal, hace 600 millones de años. La evolución ha consistido desde entonces en amplificar y refinar funciones concretas en cada linaje animal. Por ejemplo, los sentidos siempre han existido, y todos tienen una lógica genética similar. Pero los genes de los receptores sensoriales (olfativos, del tacto y demás) se propagan y retraen continuamente en el genoma para adaptarse a las demandas del entorno.

Los genetistas también exploran los futuros posibles. Utilizan los mismos mecanismos que la evolución, sólo que en simulaciones aceleradas. Por ejemplo, las proteínas suelen estar hechas de módulos, y la evolución genera novedad recombinándolos. Las opciones combinatorias son inagotables, y los seres vivos sólo usamos una pequeña fracción de las posibles. En el laboratorio se pueden crear muchas funciones nuevas por este método.

Un safari park verdaderamente rompedor no rescataría el pasado del hielo. Lo deduciría de sus herederos actuales. Y mostraría a éstos sus futuros posibles, aparte de una extinción cierta.

"RESUCITAR AL NEANDERTAL NO ES POSIBLE. TODAVIA"

 

 

1- ¿ Qué se a conseguido con el mamut y qué hace falta para recrearlo?

 

- Se ha conseguido el 0.7% del genoma del mamut de los hielos siverianos.Haría falta 12 veces mas de su genoma con una calidad razonable (un error por cada 10000 bases), o sea, 400000 errores para un genoma de 4 mil millones de bases. Estos errores serían mutaciones del mamut reconstituido. Haría falta mas mamut y dinero, o bien hacer trampas, no tiene que ser fielmente un mamut sino que se le parezca.

 

2- ¿Qué faltaría por hacer una vez conocidos los genes del mamut?

 

- Los genes los empaquetearlos en cromosomas, y meter estos cromosomas en un núcleo, meterlo en un óvulo de elefanta y estimularlo para que empiece a desarrollarse.

 

3- Con qué finalidad se están realizando estos estudios. ¿De qué otro modo se ha intentado?

 

- Recrearlos para safaripark.Se buscaron en los hielos de siverianos testículos de mamut, pues los espermas se mantienen en el frio, para fecundar en un óvulo de elefanta.Si sale bien saldría un mamut elefante.

 

4- ¿ Cual sería otra forma más sencilla de recrear al mamut?

 

- Comparar el genoma del mamut recuperado con su pariente vivo el elfante africano y localizar los genes dobles que los diferencian.Como son el pelo, colmillos, tamaño.... Introduciendoi estos genes en un elefante, se produciría algo muy parecido a un mamut sin serlo,este sería el camino  mas sencillo y evitaría todas las dificultades.

 

5- ¿Qué ocurria en la novela de "Parque Jurásico" de 1990?

 

- Se introducían genes de dinosaurio en una rana y se formaban seudodinosaurios que daban el pego.

 

6- ¿Qué se plantea hacer con el genoma de neandertal?

 

- Exactamente los mismo problemas con las mismas soluciones.

 

7- ¿Cual es el mayor interés científico de estas investigaciones?

 

- Saver como las variaciones en los genes alteran la forma y las características de las especies ¿qué genes se alteraron en el antepasado elefante para adaptarlos a los climas fríos?¿cuales son los genes específicamente neandertales para así crear un seudoneandertal?.