Ciencias Mediambientales

Muchas especies vegetales están amenazadas por la esterilidad masculina citoplasmática que impide que las plantas se reproduzcan. Aunque los mecanismos que causan este fenómeno son desconocidos, es posible reactivar la capacidad reproductora de una planta si se le añade una proteína restauradora de la fertilidad (RF). Una investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado el primer sistema de nomenclatura de estas proteínas que facilitará la selección de la RF más adecuada para cada tipo de esterilidad masculina.

Hasta el momento, “cuando se descubría un nuevo gen RF se le asignaba un nombre de forma prácticamente aleatoria”, explica uno de los responsables del artículo, el investigador del CSIC, José Carlos Jiménez. El equipo de Jiménez ha analizado las 95 proteínas RF conocidas hasta el momento y las ha catalogado según su base genética, estructural y funcional. Este avance ha sido publicado en la revista PLoS One.

Para crear las distintas familias, se ha tenido en cuenta la secuencia de las proteínas RF. Dos proteínas cuyas secuencias presentan más de un 40% de similitudes conforman una misma familia y si sus similitudes superan el 60% pertenecen a la misma subfamilia. Por el contrario, si este porcentaje no supera el 40%, cada proteína pertenece a una familia diferente. En total, el equipo ha descubierto 51 familias de proteínas RF.

La esterilidad masculina citoplasmática se produce por unos genes heredados del material genético femenino, pero se expresa en el tejido reproductivo masculino que genera un polen no viable, incapaz de polinizar a otra planta. No obstante, esto puede solucionarse mediante “la introducción de una proteína RF a través de modificación genética o de cruces clásicos de plantas”, aclara Jiménez. Cada una de estas proteínas tiene una estructura diferente y un mecanismo de acción distinto, por ello cada especie vegetal requiere su RF más adecuada. “El arroz y el maíz comparten una misma familia RF”, añade el investigador del CSIC.

La búsqueda de la proteína que mejor se adapta a cada especie se agiliza gracias a este sistema de nomenclatura, ya que cada nombre se ha establecido en base a sus características genéticas, estructurales y funcionales. Asimismo, el sistema se ha hecho público y abierto para que otros investigadores puedan ir añadiendo las RF que se vayan descubriendo, y también para que los agricultores puedan evitar la esterilidad de sus plantas de cultivo.

Según se vaya generalizando el uso de este sistema de nomenclatura, el equipo espera “que se convierta en el sistema oficial”, concluye Jiménez. El trabajo ha contado con la participación de investigadores de la Universidad de Purdue y de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaing (Estados Unidos).

Simeon O. Kotchoni, Jose C. Jiménez López, Emma W. Gachomo, Manfredo Seufferheld. A new and unified nomenclature for male fertility restorer (RF) proteins in higher plants. PLoS One. DOI: 10.1371/journal.pone.0015906

Un estudio elaborado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha demostrado que cuanto mayor es la división en módulos o compartimentos de una red trófica, mayor es la supervivencia de sus especies como conjunto, su persistencia. Los resultados del estudio podrían ser aplicables también a los sistemas financieros. La investigación aparece publicada en el último número de la revista PNAS.

Una red trófica es un sistema interconectado de especies que describe quién se come a quién. Es decir, las redes tróficas relacionan a los depredadores con sus presas. Dichas redes están organizadas en compartimentos cuando existen grupos de especies que interaccionan entre ellas con mayor frecuencia que con especies de otros grupos. “Cuanto mayor es la tendencia de la red a estar dividida en grupos, mayor es el porcentaje inicial de especies que sobreviven. Nuestro estudio cuantifica este fenómeno y explora el mecanismo responsable”, explica el investigador del CSIC Daniel B. Stouffer, de la Estación Biológica de Doñana.

“La explicación de este resultado se debe a que en una red compartimentalizada, los efectos de una perturbación como la extinción de una especie o la transmisión de un contaminante quedarían confinados en un compartimento en lugar de propagarse por la red entera”, añade Jordi Bascompte, investigador del CSIC en la Estación Biológica de Doñana.

La investigación concluye que los beneficios de que las especies que forman la red se agrupen en compartimentos aumentan cuanto más compleja sea esa red, es decir cuanto mayor sea el número de interacciones entre especies. “Es la evidencia de cómo la naturaleza combina su manifiesta diversidad y complejidad con su necesidad de persistir”, añade Bascompte.

Para llevar a cabo el estudio, los investigadores simularon varios grupos de 250 redes tróficas, con 50 especies cada una y un número similar de interacciones, de forma que solo diferían en su grado de división interna. Tras un periodo de tiempo, analizaron el porcentaje de especies iniciales que había sobrevivido y lo relacionaron con el grado de compartimentalización de la red.

La idea de partida del estudio tiene su origen en un artículo teórico publicado en 1972 por el ecólogo británico Robert May. “En este artículo, May determinó que, contrariamente a lo que se asumía entonces, la complejidad de una red trófica no implicaba necesariamente una mayor estabilidad, pero sugirió que en la naturaleza debían de existir patrones en la estructura de estas redes que asegurasen su persistencia. Además, señaló que la tendencia a la formación de compartimentos dentro de estos sistemas podía ser uno de esos mecanismos”, comenta Stouffer.

La investigación de Stouffer y Bascompte demuestra la hipótesis de May y pone fin a un debate que ha durado casi 40 años.

Aplicación en los sistemas financieros

Las implicaciones de esta investigación van más allá del campo de la ecología. Los investigadores aseguran que los resultados podrían ser de interés en campos como la predicción de riesgo sistémico en sistemas financieros.

“Hay similitudes entre la estructura de las redes ecológicas y las redes financieras. Una comisión del Banco de Inglaterra emitió hace poco dos recomendaciones para minimizar el riesgo sistémico en las redes financieras. Una de las medidas que sugería era la de diseñar redes organizadas en compartimentos para incrementar su robustez ante las perturbaciones que puedan aparecer. Nuestro trabajo actual demuestra de forma cuantitativa que dicha estrategia va por buen camino y permite cuantificar la magnitud del incremento de la robustez de la red”, concluye Bascompte.

Daniel B. Stouffer y Jordi Bascompte. Compartimentalization increases food-web persistence. PNAS. DOI: 10.1073/pnas.1014353108

En los últimos 30 años ha descendido el número de playas donde anidan las tortugas marinas, el número de hembras que acuden a poner sus huevos, el número de estos que hace eclosión y la tasa de supervivencia de las crías. Según una investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), uno de los factores responsables de esta situación es un grupo de cepas del hongo Fusarium solani.

“La investigación ha revelado que este grupo de cepas de F. solani es el responsable de la mortalidad en masa de los huevos de tortuga boba, Caretta caretta, en las playas. Estas cepas representan un riesgo para la supervivencia de estas especies en peligro”, explica la investigadora del CSIC Jullie Sarmiento-Ramírez, del Real Jardín Botánico.

Hasta ahora, el declive del número de playas de cría y de supervivencia de huevos se achacaba siempre al impacto humano, pero este estudio demuestra que existen otras amenazas relacionadas con el periodo de puesta de los huevos y el desarrollo embrionario.

El hongo encontrado se alimenta de materia orgánica en descomposición y, en condiciones microclimáticas idóneas, puede afectar tanto a animales inmunodeprimidos, provocando enfermedades en las uñas y los ojos, como a algunas especies de plantas. En el caso de las tortugas marinas, sólo se han publicado casos aislados de infecciones en caparazón y piel de algunos ejemplares jóvenes.

Una especie en peligro de extinción

La tortuga boba se encuentra en peligro de extinción y el número de ejemplares en el Atlántico disminuye. “Es muy difícil establecer el impacto concreto del hongo en las playas. La mortalidad de nidos en Cabo Verde, donde se ha realizado el estudio, es muy elevada. En torno al 75% de los huevos mueren y la mayoría de ellos están colonizados por hongos, pero hay otras causas de muerte, como inundación de nidos o depredación y es muy complicado establecer el porcentaje de muerte causada por cada factor”, explica el investigador del CSIC, Adolfo Marco, de la Estación Biológica de Doñana.

“Lo que si sabemos”, añade Marco, “es que el hongo puede matar de forma masiva a los huevos de tortuga boba y que este hongo está presente desde el inicio de la incubación en la inmensa mayoría de los nidos de la isla de Boavista (Cabo Verde), la zona donde se realiza la puesta del 90 % de los huevos de todo el Atlántico oriental”.

Una hembra de tortuga boba anida cada dos o tres años, pero la temporada que lo hace puede poner entre cuatro y seis nidos, con un intervalo de 14 a 16 días entre cada puesta. El número de nidos que ponga a lo largo de su vida dependerá de su supervivencia y longevidad.

“Sin el impacto del hombre, una tortuga boba puede vivir más de 50 años, de los que más de 30 son de vida adulta reproductora, lo que suma más de 60 nidos en total. Sin embargo, la mortalidad de los ejemplares juveniles y adultos por la pesca y la caza de madres en las playas están provocando que la cantidad de madres que llegan a edad adulta y su longevidad sea mucho menor, de forma que la mayoría de ellas no llega a poner ni 15 nidos en toda su vida. A esta reducción tan importante de la fecundidad se suma una elevadísima mortalidad de los huevos en la que contribuye la infección por hongos”, concluye Marco.

• Jullie M. Sarmiento-Ramírez, Elena Abella, María P. Martín, María T. Tellería, Luis F. López-Jurado, Adolfo Marco & Javier Diéguez-Uribeondo. 2010. Fusarium solani is responsible for mass mortalities in nests of loggerhead sea turtle, Caretta caretta, in Boavista, Cape Verde. FEMS Microbiology Letters 312: 192-200. DOI:10.1111/j.1574-6968.2010.02116.x

Por quinto año, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Archivo Histórico Ferroviario de la Fundación de los Ferrocarriles Españoles organizan las Jornadas “ArchivoyMemoria”. Las actividades, recogidas bajo el lema “Extraordinarios y fuera de serie: formación, conservación y gestión de archivos personales”, tendrán lugar los días 17 y 18 de febrero en el Centro de Ciencias Humanas y Sociales del CSIC.

El objetivo principal de estas jornadas es establecer puentes entre historiadores, antropólogos, archiveros, expertos en medios de comunicación, bibliotecarios, especialistas en literatura, museólogos, etc., que propicien el diálogo entre proyectos de investigación y profesionales de la documentación y la archivística.

Las actividades se centrarán en el análisis de los problemas conceptuales y metodológicos en torno a los archivos personales, el patrimonio documental generado por los individuos a lo largo de su vida personal o profesional, como cartas, diarios, fotografías y otros materiales, y donado posteriormente a instituciones. A lo largo de los dos días que duran las Jornadas, los participantes harán hincapié en la capacidad social de la recuperación y gestión de ese material por parte de entidades dedicadas a la conservación de nuestro pasado.

Entre los conferenciantes invitados se encuentran el escritor y periodista Jorge Martínez Reverte, autor de varios libros que abordan el tema de la memoria histórica, la profesora de la Universidad de Alcalá Verónica Sierra Blas y el profesor de la Universidad de Barcelona Manuel Cruz Rodríguez. En las Jornadas se presentarán diferentes casos de archivos personales y se analizarán los problemas que estas colecciones documentales presentan para su preservación y difusión.

La diversidad biológica se basa en el equilibrio entre procesos de extinción y producción de especies. Todas ellas están representadas en lo que los biólogos llaman el “árbol de la vida”, cuyo tronco y ramas internas se corresponden con los antepasados de las especies modernas, las cuales aparecen representadas en las ramas más externas. Un estudio con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) analiza por primera vez las consecuencias del cambio climático sobre el árbol de la vida de Europa, en concreto, sobre las relaciones evolutivas de plantas, aves y mamíferos. Según las previsiones de los científicos, reflejadas en el último número de la revista Nature, el sur del continente, la región actualmente más amenazada por el cambio climático, podría registrar una “pérdida generalizada” de diversidad biológica.

El investigador del CSIC Miguel Araújo, uno de los autores del trabajo, explica que la biodiversidad de las regiones mediterráneas es más vulnerable por estar expuesta a cambios climáticos más marcados y por poseer más diversidad filogenética, o dicho de otra manera, más cantidad de información evolutiva independiente en un conjunto de organismos.

“La Península Ibérica será una de las regiones más afectadas por el cambio climático y sufrirá contracciones de las distribuciones de muchas especies o desplazamientos hacia el norte o hacia altitudes más elevadas. En algunos casos, el cambio climático podría llegar a provocar la extinción de algunas especies”, destaca Araújo, científico del CSIC en el Museo Nacional de Ciencias Naturales de Madrid.

Para calcular el potencial impacto del cambio climático sobre el árbol de la vida, los científicos han reconstruido las relaciones evolutivas o filogenéticas de un gran número de especies de plantas, aves y mamíferos y han evaluado el riesgo de extinción en distintos escenarios de alteraciones del clima.

El trabajo apunta a que las alteraciones climáticas impactarán en todas las ramas de la historia evolutiva de estas especies. Estos impactos se sumarán a otros de origen humano como la destrucción y la fragmentación de hábitats, la extracción excesiva de recursos biológicos o la introducción de especies invasoras, acciones que afectarán más a unas ramas del árbol de la vida que a otras.

Riesgo de extinción

El estudio revela que el cambio climático no implicará pérdidas de diversidad en el árbol de la vida diferentes a lo que se esperaría de extinciones aleatorias. “El cambio climático reduce la diversidad filogenética, pero lo hace de forma que no se distingue de lo que se podría esperar del azar. Además, tiene el potencial de afectar a especies en todas las ramas”, subraya Araújo.

En la actualidad, el riesgo de extinción se encuentra distribuido de forma desigual entre los grupos biológicos. Los vertebrados de grandes dimensiones, las especies endémicas de las islas, las montañas y algunas regiones tropicales, así como los anfibios, se encuentran más amenazados que otros grupos. “Si las futuras extinciones afectasen a muchas especies en sólo algunas ramas del árbol de la vida, entonces estaríamos ante una extinción dramática, donde el impacto sobre el funcionamiento de los ecosistemas sería muy elevado”, señala Araújo.

Aunque la situación fuese así de dramática, no estaríamos ante la sexta extinción en masa, un concepto asociado a las cinco grandes extinciones que se han producido en la historia de la Tierra y que llevaron a la desaparición de más del 70% de las especies en un corto periodo de tiempo. “Para que la extinción actual pudiera clasificarse como extinción en masa tendría que tener una magnitud comparable a las cinco anteriores y afectar a organismos de prácticamente todas las ramas”, puntualiza el investigador del CSIC.

Wilfried Thuiller, Sébastien Lavergne, Cristina Roquet, Isabelle Boulangeat, Bruno Lafourcade y Miguel B. Araújo. Consequences of climate change on the tree of life in Europe. Nature. DOI: 10.1038/nature09705