Ciencia
Un megaestudio genético dibuja el árbol familiar de aves, reptiles y dinosaurios
Algunas de las especies de aves analizadas para el estudio genómico comparativo descansan en una mesa en el Museo Nacional de Historia Natural en Washington, DC. / AAAS-Carla Schaffer
Después de cuatro años de trabajo, un consorcio internacional de más de 200 científicos ha trazado el mapa filogenético de las aves modernas. El estudio resuelve incógnitas sobre las diferencias en el canto, cuándo perdieron los dientes, la relación entre los genomas de las aves y los cocodrilos, y el origen de los cromosomas sexuales de los pájaros.
Hace 66 millones de años, los dinosaurios se extinguieron, pero algunos reptiles y aves sobrevivieron a esta extinción masiva. Las aves que sobrevivieron sufrieron una rápida evolución y una gran diversificación. Hasta ahora, explicar el árbol familiar de las aves modernas no ha sido fácil.
Gracias a la investigación de un consorcio internacional de científicos con participación de investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) en Barcelona, se han obtenido nuevas pistas sobre cómo fue esta evolución. El trabajo propone además un nuevo método para el estudio filogenético basado en datos secuenciación genómica masiva.
Los más de 200 científicos de 80 instituciones repartidas en 20 países que han estudiado la genómica de las aves, liderados por Guoije Zhang del National Genebank BGI (China) y la Universidad de Copenhague (Dinamarca), han trabajado durante cuatro años en la secuenciación masiva de los genomas de 48 especies de aves y los de otros animales como los cocodrilos.
Han estudiado cuervos, patos, halcones, periquitos, grúas, ibis, pájaros carpinteros y águilas, entre otros, en representación de las principales familias de aves modernas. Los primeros resultados se publican simultáneamente en ocho artículos en la revista Science y en 15 artículos más en otras revistas científicas, como Genome Biology y GigaScience.
La genómica, una herramienta clave para explicar la evolución
Los estudios filogenéticos disponibles hasta ahora sobre la evolución de las aves modernas habían estudiado conjuntos de genes concretos que se relacionaban con características anatómicas o de comportamiento. Ahora, los resultados presentados por el Avian Phylogenomics Consortium comparan el genoma entero de todas las especies, lo que ha permitido reconstruir el árbol filogenético de las aves con mucho más detalle e incluir información sobre las relaciones de parentesco entre grupos y el momento en el que se separaron.
Los científicos han descubierto que para poder ser minuciosos y obtener todas las tendencias en la evolución de las especies deben tener en cuenta las regiones del ADN que no codifican proteínas.
Las aves tienen pocas repeticiones de ADN y ya desde su aparición perdieron cientos de genes que compartirían ancestralmente con los humanos. En concreto, los genes que los pájaros han perdido son clave para los humanos y están implicados en funciones importantes como la reproducción, y la formación del esqueleto o los pulmones.
Sin embargo, las aves controlan estos aspectos desde otra aproximación que explicaría por qué tienen un esqueleto más ligero, un sistema respiratorio tan particular, una gran variedad de especialidades en la dieta y muchos otros rasgos característicos diferentes a los mamíferos.
Sobre pájaros y demás parientes
Además de secuenciar los genomas de 48 especies de aves, también se han secuenciado y estudiado los genomas de los reptiles actuales más cercanos a las aves: los cocodrilos. Los científicos esperaban encontrar los puntos de conexión entre ellos y aportar datos sobre la diversificación de los arcosaurios (grupo que incluiría los cocodrilos, los dinosaurios y las aves).
«La secuenciación de tres especies diferentes de cocodrilos nos sirve para contextualizar el trabajo del estudio genómico de las aves que ahora presentamos. Los datos que hemos estudiado nos demuestran que los cocodrilos han evolucionado relativamente poco y que, por tanto, son un reflejo bastante fiable de sus antepasados», explica Toni Gabaldón, jefe del grupo de Genómica Comparativa en el CRG, profesor de investigación del ICREA y uno de los coautores del papel publicado en Science sobre los genomas de cocodrilos.
«Asimismo, el hecho de compararlo con los genomas de las aves nos ha permitido reconstruir parcialmente el que sería el genoma del ancestro común de los arcosaurios, y por tanto, una herramienta muy valiosa para el estudio del origen los cocodrilos, las aves y los dinosaurios», añade Gabaldón.
Según el investigador, «la diversificación rápida de las aves en muchos grupos visiblemente diferentes contrasta con la estabilidad e inmovilidad de los cocodrilos, que se han mantenido prácticamente iguales después de muchos años de evolución». Esto muestra cuán relativa es la velocidad evolutiva en diferentes grupos y cómo la oportunidad de diversificación para ocupar nuevos nichos ecológicos genera «diversidad morfológica y especiación muy rápidamente», concluye.
Cantar, hablar, pensar
Los principales artículos del estudio indican que el aprendizaje vocal –la capacidad para emitir sonidos, modificar el tono y reproducir un sonido por imitación– evolucionó de forma independiente en dos ocasiones, como mínimo. En general, se ha descubierto que los circuitos cerebrales para el aprendizaje musical y vocal en aves y en humanos son similares, pero se ha llegado a ellos por vías diferentes en la evolución.
Algunos de los trabajos destacan que la mayoría de los genes relacionados con el aprendizaje vocal están implicados en la formación de conexiones neuronales.
En otro de los trabajos publicados en Science, los científicos han comparado los pájaros actuales con especies de vertebrados y han constatado que los pájaros presentaban mutaciones en grupos de genes que codifican para el esmalte y la dentina. Cinco de estos genes relacionados con la formación de dientes se habrían inhabilitado hace más de 100 millones de años, en algún antepasado de las aves modernas.
Este trabajo ha sido todo un reto. Los científicos analizaron muestras de tejido congelado y recolectado en los últimos 30 años, procedentes de museos y otras instituciones. En la Universidad de Duke y en la Universidad de Copenhague se separó el ADN. La mayoría de la secuenciación genómica y los primeros análisis se realizaronen el BGI de China y el estudio filogenómico de estos datos se compartió entre más de 80 instituciones en el mundo.
FUENTE SINC
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Referencias bibliográficas:
Jarvis ED, et al. “Whole-genome analyses resolve early branches un tree of life of modern birds”. Science 12 de diciembre de 2014. Doi: 10.1126/science.1253451
Green RE, et al. “Three crocodilian genomes reveal ancestral patterns of evolution among archosaurs”, Science, 12 de diciembre de 2014. Doi: 10.1126/science.1254449
Resto de artículos en Science, disponibles aquí: http://www.eurekalert.org/jrnls/sci (para acceder, es necesario darse de alta como usuario de EurekAlert).
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Ciencia
Expociencia presenta en el Campus de Ponferrada 8 talleres para 24 centros educativos
Un total de 24 centros educativos visitarán hoy y mañana jueves los ocho talleres científicos guiados por 60 investigadores y 71 voluntarios
El Campus de Ponferrada de la Universidad de León (ULE) ha acogido esta mañana la apertura oficial de la 5ª edición de la muestra ‘Expociencia Ponferrada 2024’, dirigida a estudiantes de colegios e institutos, y abierta también a la participación de público general en un evento de divulgación científica con el que se pretende fomentar las vocaciones científicas y emprendedoras, y al tiempo difundir la excelente labor que desempeñan los grupos de investigación de la ULE.
Se trata de un evento de divulgación de la ciencia, organizado por la Unidad de Cultura Científica de la ULE con la colaboración del Consejo Social de la institución académica, y el apoyo del ‘La Fábrica de Luz. Museo de la Energía’, que tiene el objetivo de fomentar la vocación investigadora y emprendedora. También se desea difundir la excelente labor que desempeñan los grupos de investigación que trabajan en la institución académica.
El acto de inauguración ha contado con la presencia del Vicerrector de Investigación de la ULE, Carlos Polanco, la Vicerrectora del Campus de Ponferrada, Pilar Marqués y la directora de la Unidad de Cultura Científica y de la Innovación (UCC+i), Covadonga Palencia.
En esta ocasión participan 24 centros educativos del Bierzo y Laciana: 14 de Ponferrada y 10 del resto de la poblaciones como Bembibre, Toreno y Villablino. Para atender a las visitas se cuenta con la participación de 60 investigadores y 71 voluntarios.
Ocho talleres
Los talleres, que se están desarrollando en el edificio de Servicios del Campus, lugar en el que exponen trabajo los grupos de investigación que participan en Expociencia, atienden por las mañanas las visitas de centros educativos de 10:30 a 13:30 horas. Por las tardes de 16:00 a 18:00 horas están a disposición de todas las personas que deseen conocer el importante trabajo que se desarrolla en la ULE.
Hay que apuntar finalmente que el acceso será libre por las tardes y que quienes acudan quedarán gratamente sorprendidos al conocer las diferentes e interesantes tareas que llevan a cabo los grupos de investigación de la ULE.
Talleres:
1- ETIQUETADO: Un paseo por el laberinto. Conocer los aspectos del etiquetado legal de alimentos envasados para tener una alimentación más saludable.
2- GIGAS: El corazón está en tus manos: protégelo.
3- GEOINCA: Creación y visualización de Modelos Digitales en 3D.
4- FÁBRICA DE LUZ: Enciende tu curiosidad.
5- TACOBI: Rompiendo candados de los reinos de la vida: ¿Cómo nos afecta la pérdida de la biodiversidad?
6- SALBIS: Dime cómo caminas y te diré qué te duele.
7- SALBIS: Tus manos por una vida
8- SALBIS: Los primeros pasos que todos damos.
Ciencia
CIUDEN recibe 813.103€ para investigar sobre la valorización de residuos y tecnologías de reducción de emisiones
Fic-Fighters y BioNetZero son los dos proyectos europeos en los que la Fundación participará a partir de primavera
La Fundación Ciudad de la Energía (CIUDEN) ha recibido la aprobación para participar en dos nuevos proyectos europeos de investigación e innovación (I+I) dentro del programa marco Horizonte Europa.
Actuando como plataforma para el desarrollo de tecnologías, y respondiendo al objetivo de impulsar la transición energética hacia la descarbonización, CIUDEN pondrá en marcha esta primavera dos nuevos proyectos de investigación, vinculadas con el aprovechamiento de residuos y el desarrollo de tecnologías de oxicombustión.
Ambos proyectos han sido presentados esta mañana en el Centro de Desarrollo de Tecnologías de CIUDEN en Cubillos del Sil, de la mano de la directora general de la Fundación, Yasodhara López, acompañada por la dirección ejecutiva y técnica del área de I+D+i Javier Quiñones y Alberto Gómez Barea respectivamente. Al respecto del papel de CIUDEN en estos proyectos, Quiñones ha declarado que en Fic-Fighters se aborda «el tratamiento de residuos y la aseguración medioambiental mediante la prueba y demostración de los procedimientos tecnológicos que permitan valorizar, minimizar y estabilizar esos residuos”. Por su parte, Gómez Barea ha añadido que “el proyecto BioNet Zero consiste en avanzar en nuevas tecnologías energéticas dentro de la descarbonización y promover nuevas técnicas en oxicombustión”.
La implantación de nuevas tecnologías de descarbonización al servicio de la reutilización de residuos para evitar deshechos y el aprovechamiento de la biomasa local como base para el progreso en la reducción de emisiones serán las claves de estas investigaciones en las que la Fundación se embarcará en los próximos meses.
El primero de los proyectos, denominado Fic-Fighters, está basado en los principios de la economía circular y tiene como objetivo el tratamiento de un residuo para nuevas aplicaciones. Se trata del fosfoyeso, un subproducto del ácido fosfórico, del que se demostrará la viabilidad de reutilización en síntesis de detergentes, fertilizantes, embalajes, baterías y también para materiales de construcción. Este proyecto cuenta con un presupuesto total estimado en 11.900.000 euros de los cuales la Unión Europea, financiará aproximadamente 10.000.000 euros. Dentro de esta cifra, a la Fundación Ciudad de la Energía se le han adjudicado 369.353,75 euros. Este proyecto, que dará comienzo en primavera, es una iniciativa internacional cuyo consorcio lo componen 28 entidades de 12 países diferentes, y tiene una duración prevista de 48 meses.
El segundo proyecto obtenido por CIUDEN es llamado BioNetZero, y busca avanzar en tecnologías de oxicombustión de nueva generación a través de estudios regionales, considerando residuos de biomasa local. Estos estudios serán planteados con un enfoque integral, abarcando no solo aspectos técnicos y económicos, sino también aspectos sociales y medioambientales. Los resultados de esta investigación permitirán avanzar en tecnologías de generación de energía con base en biomasa con emisiones casi nulas. BioNetZero cuenta con nueve socios de cinco países europeos: Noruega, Francia, Dinamarca, Polonia y España. Este proyecto, que también comenzará en primavera, se desarrollará durante 36 meses y cuenta con un presupuesto total de 3.999.782,50 euros, de los cuales serán adjudicados a la Fundación Ciudad de la Energía 443.750 euros.
¿Qué es Horizonte Europa?
Horizonte Europa es el programa marco de investigación e innovación (I+I) de la Unión Europea para el período 2021-2027. Este programa será el instrumento fundamental para llevar a cabo las políticas de I+D+i de la UE. El objetivo general del programa es alcanzar un impacto científico, tecnológico, económico y social de las inversiones de la UE en I+I, fortaleciendo de esta manera sus bases científicas y tecnológicas y fomentando la competitividad de todos los Estados miembros.
Con un presupuesto de 95.517 millones de euros para este periodo de siete años, Horizonte Europa será el Programa Marco con el mayor presupuesto hasta la fecha, teniendo el potencial de generar importantes beneficios económicos, sociales y científicos. Se estima que Horizonte Europa generará 11 euros en ganancia del Producto Interior Bruto (PIB) por cada euro invertido, creará hasta 320.000 nuevos puestos de trabajo altamente cualificados para el año 2040 y consolidará el liderazgo de Europa en Investigación e Innovación. El Programa está diseñado con una mentalidad de inversión más que como un instrumento exclusivamente de financiación, y contará con una planificación que ayudará a la UE a realizar la transición hacia un futuro próspero y sostenible.
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