Arxiu d'etiquetes: Evolució

L’origen del nou coronavirus, segons l’evolució

Abunden les desinformacions sobre l’origen del coronavirus, les quals manquen de tota evidència científica. Aquest article publicat a The Conversation, signat per Carlos Briones, científic del Centro de Astrobiología (INTA-CSIC), i Juli Peretó, catedràtic i investigador de la Universitat de València, parla de com ha pogut aparèixer els SARS-CoV-2 per selecció natural. Llegiu l’article a The Conversation.

Reconstrucció d’un dinosaure amb Francesc Gascó

Dintre de la programació de conferències amb motiu de la Setmana de la Ciència, aquest dimecres dia 13 de novembre ens ha visitat el paleontòleg Francesc Gascó. Presentat pel professor de Biologia i Geologia Josep Benavent, Francesc Gascó és doctor en Paleontologia, assessor científic, divulgador i youtuber. Ha presentat les dificultats per reconstruir una espècie extingida a partir de les seves restes fòssils davant alumnes de 3r d’ESO i de Ciències de la Terra i del Medi Ambient de Batxillerat. Ha fet un recorregut per l’anatomia comparada, des de Cuvier fins el modern paleoart, que utilitza tècniques sofisticades per obtenir informació dels fòssils. Ha explicat com es van descobrir restes de plomes de dinosaures en jaciments extraordinaris o com tècniques de microscòpia electrònica permeten fer hipòtesis sobre els colors d’aquests fascinants animals. La seva intervenció ha captat l’atenció d’alumnes i professors, que hem tingut l’oportunitat de fer preguntes a la recta final d’una conferència molt interessant.

Llegir ciència per Sant Jordi

Els inicis de la vida Lynn Margulis, Michael F. Dolan

Durant la major part de la història de la Terra, la vida ha estat invisible. Les comunitats bacterianes han modelat la superfície i l’atmosfera del planeta al llarg de milers de milions d’anys. Tot i la insignificança d’aquests microorganismes, representen formes de vida molt diverses i originals, adaptades als ambients més insòlits que puguem imaginar. Moltes de les activitats que associem amb els organismes pluricel·lulars, com ara fongs, plantes o animals -la reproducció, la predació, el moviment, el sexe i més- són realment invencions bacterianes antigues. Molt abans de l’aparició evolutiva dels animals i de les plantes més simples, els bacteris ja havien escrit els primers capítols de la història de la vida. Desxifrar aquesta història ancestral és una tasca científica apassionant, i aquesta obra de Lynn Margulis i Michael F. Dolan ens hi aproxima sense que necessitem una formació científica prèvia.

El somni de Lucreci Martí Domínguez

Martí Domínguez ret tribut al poeta Titus Lucretius Caro, que un segle abans de Crist va escriure De rerum natura (‘Sobre la naturalesa’), un poema enciclopèdic que combina la bellesa de la forma i el contingut científic. Precursor de l’evolucionisme, el text destil·la un ateisme incisiu que va ser silenciat per l’Església durant segles. El somni de Lucreci narra precisament la redescoberta del poeta romà a principis del segle XV, quan es va recuperar la darrera còpia del text en un remot monestir alemany, una troballa que va impressionar els pensadors del Renaixement i de la Il·lustració i que va influir en l’evolucionisme darwinista. Martí Domínguez destaca la vigència de l’obra de Lucreci, que ha impregnat la ciència moderna. Lucreci ja parla del pensament empíric en contraposició amb la superstició, i descriu l’home com un producte de la natura, alliberat dels déus. El somni de Lucreci és un llibre contra el dogmatisme i el fanatisme religiós. És un cant a la ciència, al pensament lliurepensador i il·lustrat, i un clam contra la intolerància. Lucreci anima a pensar, i això sempre és necessari.

Les evidències de l’evolució. L’evolució del darwinisme

Per Joan Jordà Vizcarro

Les evidències de l’evolució

La paleontologia: els fòssils

Els fòssils conserven parts d’animals, plantes i altres organismes d’un passat llunyà. Són exemples de fòssils els ossos les dents i les empremtes. Mitjançant l’estudi dels fòssils es posen de manifest evidència de l’evolució.

Un/a paleontòleg/a és un/a científic/a que estudia els fòssils per aprendre sobre la vida en el passat. En els seus estudis comparen les característiques de les espècies de diferents èpoques de la història i amb aquesta informació tracten d’entendre com les espècies han evolucionat durant milions d’anys.

Continua la lectura de Les evidències de l’evolució. L’evolució del darwinisme

XIV Matinal de l’Evolució

El passat 17 de maig, al Jardí Botànic de la Universitat de València (UV), va tenir lloc aquesta jornada d’actualització científica per al professorat de Secundària i Batxillerat, en què vam poder gaudir de les següents ponències:

El mite del cervell reptilià o el negligit paper de les emocions en l’evolució cerebral (Enrique Lanuza i Fernando Martínez-García)

Paul McLean va desenvolupar els anys ’60 la idea que l’encèfal humà està format per la superposició d’un cervell heretat dels rèptils, encarregat de les funcions més mecàniques i estereotipades, un altre dels paleomamífers, responsable de les emocions, i finalment el cervell de primats, on resideixen les funcions superiors. Malgrat que va arribar a ser una idea molt estesa, i encara present en alguns cercles, avui sabem que no és correcta: en primer lloc, als rèptils (i aus) hi ha un sistema límbic (on resideixen les emocions) desenvolupat; a més, ja hi trobem un neurocòrtex al cervell dels mamífers ancestrals; i, finalment, sabem que l’evolució no és lineal, ni funciona per superposició de caràcters heretats.

De fet, els ponents defensen que les emocions han jugat un paper clau en el desenvolupament de l’escorça cerebral o neocòrtex al llarg de l’evolució.

Així, què fa humà al nostre cervell? Ja Darwin va proposar en The descent of man (1871) que són les emocions, la cognició, la capacitat de produir eines, el llenguatge i la sociabilitat, el que caracteritza la nostra espècie, destronant-la, però, del centre de la natura a la categoria d’una espècie més.

La mida relativa del cervell humà és superior a la mitjana, però no és la major del regne animal, així que la clau de la nostra diferenciació no ha d’estar aquí. No sembla existir una relació entre la mida relativa i les capacitats del cervell, però sí entre aquestes i l’àrea del còrtex. Però altres espècies també el tenen molt plegat (el dofí té fins i tot més circumvolucions que nosaltres!).

No tot el còrtex fa les mateixes funcions. En els primats, les àrees visuals han crescut més, comparativament. Tenim neurones que ens permeten reconèixer patrons de cares (lesions com ara l’ictus poden fer que deixem de reconèixer aquests patrons, com es relata al llibre d’Oliver Sacks L’home que va confondre la seva dona amb un barret). Determinades àrees de l’escorça cerebral s’activen quan experimentem emocions com la por. De fet, podem sentir temor sols pel simple fet d’observar una cara expressant por. Si aquestes àrees no s’activen, podem patir autisme, per exemple.

Per altra banda, podríem no ser la única espècie amb llenguatge simbòlic. Els dofins es reconeixen pel seu cant. La ximpanzé bonobo Washoe va aprendre paraules en llengua de signes i les va ensenyar als seus fills. Les àrees de Broca i de Wernicke són els centres del cervell humà que regulen el llenguatge. Existeixen en altres animals? Al mateix lloc que l’àrea de Broca està l’àrea F5 dels cervells de macacos, on estan les neurones espill. La funció d’aquestes podria ser la imitació, ideació motora i aprenentatge motor. S’activen amb la visió i amb el so.

El nostre lòbul frontal és el centre de la planificació i la presa de decisions. Hi són les neurones responsables de la memòria de treball (recordar informació per fer després una tasca), el que permet la planificació de tasques. També hi tenim una zona relacionada amb la previsió de premis, que en humans és la última a madurar (fins la tercera dècada!). És conegut el cas de Phineas Gage, que va patir una lesió al còrtex prefrontal i va perdre tota responsabilitat i inhibició social. El major premi sol ser l’acceptació social, com el rebuig social n’és un càstig. Per això és més fàcil treballar en cohesió social i quan se’ns reconeix la feina.

Noves dades sobre evolució humana a la llum de la paleogenètica (Carles Lalueza-Fox)

La Paleogenòmica és la disciplina que busca recuperar genomes del passat. S’estudia l’exoma, format pels exons (les parts codificants de l’ADN). El 2010 es va reconstruir el primer genoma d’un humà de fa 4000 anys i dos genomes de neandertals i denisovans.

El genoma antic es conserva millor en ambients freds que en càlids (per ara tots els genomes recuperats són de latituds més o menys altes; cap d’Àfrica). Com més antic és, més degradat està i també més danyat (desaminació de citosines, per exemple), i més contaminat per ADN ambiental (com ara per l’ADN de l’arqueòleg).

El primer pas és l’obtenció de la mostra (amb 20 o 50 mg sol ser suficient) i l’extracció de l’ADN. Sovint està barrejat amb ADN bacterià que representa una font de contaminació de la mostra, i que es descarta en processar informàticament les dades. L’eficiència, normalment molt baixa, és un paràmetre important. La cobertura és el número de vegades que hi era el genoma sencer (per exemple, 1,3x o 20x).

Amb els genomes recuperats es poden fer estudis de filogènia, interhibridació, adaptacions, trets físics, diversitat, consanguinitat entre neandertals… Això ha contribuït molt al canvi de la imatge que es té sobre els neandertals en els últims 150 anys.

Entre nosaltres i els neandertals hi canvien uns 90 gens, però calen estudis funcionals (molt complicats de dur a terme, per exemple en ratolins transgènics) per saber si aquests implicarien canvis fenotípics. Els humans moderns tenim un 2,5% de gens neandertals, el que suposa que els humans que van sortir d’Àfrica fa uns 50.000 anys es van creuar amb els neandertals. El coneixement d’aquest fet ha suposat un canvi de paradigma.

Alguns gens dels neandertals, adaptats a climes freds, podrien haver segut un avantatge per als humans africans que arribaven a Europa. Entre ells hi hauria gens del metabolisme dels lípids.

A la localitat de Denisova (Altai, Rúsia) es va trobar una mostra molt petita amb molt d’ADN, que ha resultat ser una línia paral·lela als neandertals a l’Àsia, que hauria arribat a ocupar tot el sud-est asiàtic. Els aborígens australians i melanesis tenen un 5% de genoma denisovà, més el 2,5% procedent dels neandertals. Els propis denisovans també tenen senyals d’hibridació amb algun ésser humà més antic (tal vegada Homo erectus?). La nova idea és que l’evolució humana ha tingut recurrents esdeveniments d’hibridació.

L’aparició als genomes antics de seqüències grans sense heterozigosi és senyal de consanguinitat. És el cas d’alguns individus neandertals i denisovans. Això podria ser conseqüència de la disminució del número poblacional (hi ha menys individus, s’acaben aparellant entre familiars). A mesura que els neandertals s’extingeixen són més consanguinis, la qual cosa té conseqüències negatives, com ara malalties per acumulació d’al·lels recessius.

Fa uns 10.000 anys la revolució agrícola del Neolític es va estendre des de l’Orient Pròxim a tota Europa. La dieta dels humans va canviar, i van aparèixer nous patògens relacionats amb la ramaderia (verola, sarampió…). Això va fer canviar el genoma respecte del dels caçadors-recol·lectors. Estudis genètics dels humans neolítics de La Braña (Burgos) ens mostren individus d’ulls clars i pell fosca (fins fa uns 7.000 anys!). Així, la pigmentació clara dels europeus actuals no estaria tan relacionada amb la radiació solar com amb el canvi de dieta. L’alimentació d’una societat agrícola està més basada en els carbohidrats que la d’una societat de caçadors-recol·lectors, i inclou menys vitamina D. Així, és un avantatge tindre una pell clara que sintetiza major quantitat d’aquesta vitamina.

La fabulosa història del pensament de Lucreci (Martí Dominguez)

Lucreci va ser un poeta del segle I abans de Crist que va difondre a la seua única obra, De rerum natura, una idea de la vida materialista i sense deus. Al cinquè llibre de l’obra parla d’evolucionisme. Els seus textos foren redescoberts a la Itàlia renaixentista del segle XV, i van influir molts artistes i pensadors: La primavera de Boticelli n’és un homenatge al text de Lucreci. També a altres grans personatges de la història, com Galileu, Diderot, Darwin o Dawkins. Martí, que a aquesta ponència presentava el seu llibre El somni de Lucreci, no considera aquests personatges fills d’una època sinó que, al contrari, són ells qui van marcar l’època; podrien no haver existit, i el nostre pensament no estaria en el punt en el que es troba ara.

L’actualització científica és una necessitat per als docents. No podem estar tota la nostra carrera ensenyant la ciència que vam aprendre a la facultat, ja que aquesta ja no és la mateixa. Per això cal agrair la iniciativa a la Universitat de València i a Juli Peretó, principal responsable de les Matinals.

Consulta el programa de la Matinal »

Els fantasmes de l’evolució

Tenim la idea dels ecosistemes en un perfecte equilibri en què cada espècie juga un paper fonamental sobre la resta. Però sovint aquest equilibri es trenca, per exemple per l’extinció d’una espècie, i aleshores el que observem és un ecosistema en transformació lenta però inevitable, la qual escapa als nostres ulls si no ens sabem fixar. El buit ecològic que deixa una espècie que ha desaparegut sol arrossegar d’altres cap a l’extinció. Mentre això ocorre, observem espècies en decadència i mostres de l’existència de la baula desapareguda.

De tot això parla aquesta entrada (en castellà) que vaig trobar al bloc Fogonazos. No sols paga la pena llegir-la sencera, també el còmic (aquest, en anglès) sobre aquest mateix tema que algú recomana als comentaris de la mateixa. A baix d’aquesta entrada hi ha una traducció aproximada.

– Aquí estan aquestes orquídies la flor de les quals sembla una abella femella. Quan els mascles tracten d’aparellar-se amb elles transmeten el pol·len a la flor.
Aquesta orquídia – Ophrys apifera – fa flors, però cap abella hi va. Perquè l’abella a la qual mimetitza va extingir-se fa molt.
Sense la seua companya, la flor ha acabat autopol·linitzant-se, una estratègia genètica com a últim recurs que sols endarrereix l’inevitable. No queda res de l’abella, però sabem que va existir per la forma de la flor.
És una idea de l’aspecte que tindria l’abella femella per a l’abella mascle… segons la planta.
– Vaja, així que…
…l’únic record de l’abella és un retrat
fet per una flor agonitzant.
Recordaré la teua abella, orquídia. Et recordaré a tu.

Llegeix l’entrada a Cultura científica (vist a Fogonazos) »
Trobaràs el còmic a Xkcd »

L’arbre de la vida de Darwin

Durant aquest curs ha aparegut una nova imatge als documents del Seminari de Biologia i Geologia del Departament de Ciències del nostre centre, com ara l’encapçalament dels exàmens. Es tracta d’un requadre amb una línia ramificada que sembla una planta i amb les paraules BIOLOGIA i GEOLOGIA. En realitat no és una planta sinó un arbre evolutiu. Es tracta del nou logotip del Seminari, dissenyat ara fa un any per l’alumna del Batxillerat Artístic del nostre centre Paula Tarrago, i basat en l’arbre de la vida de Charles Darwin.

El dibuix està extret d’un escrit de Darwin de 1837, on ja apareix per primera vegada el seu concepte d’arbre evolutiu, l’any següent de tornar del seu viatge arreu del món al vaixell Beagle, i vint-i-dos anys abans de publicar la seua obra magna, L’origen de les espècies.

Amb aquest mateix títol la BBC va editar el documental Charles Darwin and the tree of life, conduït per David Attenborough i en el que es parla de la importància i la vigència de la teoria evolutiva del científic anglès. Pots veure el documental aquí.


Charles Darwin y el árbol de la vida per Crlsgn

També pots consultar aquest arbre de la vida interactiu:

XIII Matinal de l’Evolució

El passat dissabte 11 de maig va tindre lloc aquesta jornada d’actualització científica per al professorat de Secundària i Batxillerat al Jardí Botànic de la Universitat de València (UV), consistent en tres xerrades i un debat final amb els ponents, moderat per Juli Peretó, professor de Bioquímica i Biologia molecular de la UV.

Després de les paraules de benvinguda de María José Lorente, Manuel Serra i Javier Lluch, en nom del Rectorat per a la Incorporació a la Universitat, l’Institut Cabanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva (ICBiBE) i el Deganat de la Facultat de Ciències Biològiques de la UV, respectivament, va tindre lloc la comunicació d’Anna Albiach, amb un títol ben suggerent: De primats peluts, primats pelats i primats amb plomes. Investigant l’evolució de la cognició. L’Anna ens va presentar un estudi d’etologia comparada entre primats i còrvids, per tractar de contrastar el nivell d’aprenentatge i cognició en les espècies estudiades, així com també una comparativa entre primats i humans de fins a quatre anys. Els experiments es basen en l’obtenció d’una recompensa (un aliment, en la major part dels casos) si es realitza la tasca adequada (triar la tira de paper correcta, per exemple), i comprovar si hi ha una millora en els encerts al llarg dels assajos, és a dir, si hi ha aprenentatge. Les conclusions, a vegades sorprenents, obren nous interrogants i portes a futures investigacions.

Vídeo en què un corb fa servir un instrument com a eina mostrant la seua capacitat d’aprenentatge i cognició, que va servir d’inspiració a la investigació que compara els primats amb els còrvids (d’aquí allò de “primats amb plomes”).

Raquel Ortells, en Ecologia evolutiva i cicles vitals, ens parlà de l’alternaça entre la reproducció sexual i asexual en organismes planctònics com els rotífers o la puça d’aigua (Daphnia sp.) i els factors que indueixen un o altre tipus de reproducció. La reproducció partenogenètica, que únicament dóna lloc a femelles, és més ràpida que la sexual però no assegura la diversitat, fonamental en ambients canviants com les llacunes estacionals, i no genera formes de resistència: els ous sexuals, que queden soterrats entre els sediments i poden eclosionar fins i tot dècades desprès d’haver-se format, i en condicions favorables, el que permet la pervivència del grup. Així, la reproducció sexual hauria d’ocórrer idealment just abans de que arriben les condicions ambientals desfavorables. Aquesta està induïda per la densitat poblacional: les femelles fabriquen una glicoproteÏna que és detectada com un senyal d’un número elevat d’individus, i al que es respon mitjançant la reproducció sexual, normalment de forma progressiva (no totes les femelles a l’hora), el que augmenta la probabilitat d'”encertar” el moment idoni. Estudiar els ous de la columna de sediments és una manera de reconstruir la microevolució d’una població, “ressucitant” els ous de les capes més profundes (més antics).

Continua la lectura de XIII Matinal de l’Evolució