Arxiu d'etiquetes: hibridació

L’abella assassina: el cas que conmocionà Amèrica

A la dècada dels 60, la premsa americana va treure a la llum un cas que posà en alerta mig món: la hibridació entre dues abelles de la mel havia donat com a resultat a un nou organisme “imparable, agressiu i letal”. L’abella assassina havia arribat.

Durant molt de temps, aquest petit insecte va protagonitzar múltiples portades de diaris i revistes, arribant, fins i tot, a inspirar algunes pel·lícules de terror (com “The Swarm”, del 1978). Però en quin moment la ficció va superar la realitat? Què hi ha de verídic en aquesta història? T’ho expliquem en aquest article.

L’origen de l’abella assassina

Les abelles de la mel més famoses pertanyen a l’espècie Apis mellifera, àmpliament distribuïda arreu del món. Totes les seves subespècies són originàries d’Europa, Àfrica i part d’Àsia, tot i que moltes d’elles (sobretot les europees) han estat importades a moltes parts del món degut a la seva importància com a pol·linitzadores i productores de mel.

Pots llegir més sobre aquest tema al post “La vida en família de les abelles i l’apicultura“.

apiario-abejas
La cria d’abelles de la mel (apicultura) és una pràctica molt estesa arreu del món. A Amèrica, les abelles de la mel europees foren importades per aquesta finalitat. Autor: Emma Jane Hogbin Westby, CC a Flickr.

L’origen de les abelles assassines es troba en la subespècie A. mellifera scutellata o abella africana, originària de l’Àfrica subsahariana i del sud-est d’Àfrica. A diferència de les abelles europees, són molt agressives. A Amèrica, aquestes abelles van creuar-se amb abelles de la mel europees importades, generant uns híbrids coneguts com a abelles africanitzades o brasileres. Aquestes abelles híbrides, juntament amb les abelles africanes originals de la subespècie scutellata i els seus descendents al continent americà, són les que van rebre el sobrenom d’abelles assassines.

distriubució-abella_africana
Distribució nativa de l’abella de la mel africana. Font: UF/IFAS, Universidad de Florida. Il·lustració original de Jane Medley, Universitat de Florida.

Com i per què es va expandir?

Als anys 50, la importació d’abelles europees a Amèrica era una pràctica habitual. Ara bé, mentre que l’apicultura funcionava bé als EUA, a Sud-Amèrica el rendiment era baix degut a la inadaptació de les abelles al clima tropical. Així va ser com l’any 1956, el científic brasiler Warwick Kerr proposà la importació d’abelles de la mel africanes a Sud-Amèrica degut a què els seus requeriments climàtics encaixaven perfectament amb el clima brasiler; quedava, però, solucionar el problema de l’agressivitat. La idea del Dr. Kerr era obtenir una varietat dòcil que fos productiva en climes tropicals mitjançant la selecció artificial i l’entrecreuament entre abelles africanes i europees.

Tot podria haver estat un èxit si no fos perquè algunes abelles experimentals van escapar durant el projecte, formant ràpidament noves colònies a la natura i hibridant-se amb abelles europees per donar lloc a les ja mencionades abelles africanitzades, més agressives i menys productives del que Kerr esperava obtenir. Així, els apicultors es trobaven amb què les seves abelles eren a poc a poc substituïdes per híbrids difícils de manipular i potencialment més perillosos.

Actualment, aquestes abelles es troben molt distribuïdes per tot el continent americà. Als EUA, el seu límit es troba als estats surenys, doncs el seu origen tropical va frenar la seva progressió cap al nord.

Expansió-abella_assassina
La progressió de l’abella assassina pel continent americà va ser molt ràpida, arribant fins els estats situats més al sud dels EUA. Font de la imatge original: Harvard University Press (86).

Les abelles assassines de prop

Morfologia

Un dels principals problemes amb què es trobaven els apicultors era distingir les abelles europees de les africanes i les africanitzades, doncs pràcticament no es diferencien a simple vista. El seu estudi, però, ha permès evidenciar dues diferències: tant abelles africanes com africanitzades són lleugerament més petites (aprox. 10%) i sensiblement més fosques que les europees. Tanmateix, continuen sent necessaris anàlisis morfomètrics per diferenciar-les correctament, sobretot quan els gens africans estan més diluïts.

apis_mellifera_scutellata-apis_mellifera_mellifera
A l’esquerra, Apis mellifera scutellata o abella africana; a la dreta, Apis mellifera mellifera o abella de la mel europea. Autor: Scott Bauer, USDA Agricultural Research Service, United States. Domini públic.

Comportament

Les abelles africanes presenten diferències en determinats trets del seu comportament que les fan potencialment més perilloses que les seves parents europees:

  1. Més agressives. L’exposició a diferents pressions ambientals al seus hàbitats d’origen podria ser la causa d’aquesta diferència: a Europa, tradicionalment s’han seleccionat i criat varietats més manses i fàcils de gestionar, mentre que a Àfrica és habitual la recol·lecció directa dels ruscs salvatges. Aquesta pràctica, més la presència d’enemics naturals, podria haver seleccionat individus amb una major capacitat per defensar el niu.
  1. Atac massiu. Mentre que les europees ataquen en números no superiors a 10-20 individus, les africanes ho fan en grups de centenars, podent causar entre 100-1000 picades. Existeixen evidències de la producció de feromones alliberades durant l’atac que incitarien a altres individus a unir-s’hi. Alhora, el territori que defensen al voltant del niu és molt superior i el nivell d’estímul que necessiten per iniciar un atac és molt més baix.

1283

bees_mackley_hospital
Els casos d’atacs massius d’abelles africanes i africanitzades són poc freqüents, però impactants. A dalt, els granjer Lamar LaCaze va ser atacat per una colònia de 70.000 abelles que s’havia instal·lat dins d’un antic escalfador d’aigua (Font: Inside Edition). A baix, el cas de l’escalador Robert Mackley, el qual va ser atacat durant més de 3 hores quan va quedar atrapat mentre efectuava una ascenció; va rebre al voltant de 1500 picades (Font: Phoenix New Times; autor: Robert Mackley) .

  1. Facilitat per formar eixams. Les colònies d’abelles europees formen eixams (quan unes quantes abelles marxen amb l’abella reina per formar una nova colònia) d’1 a 3 cops l’any, mentre que les abelles africanes poden arribar a formar-ne fins a 10 cops l’any, més encara si se senten amenaçades.

eixam_abella-assassina
Eixam d’abelles de la mel africanes. Autor: Michael K. O’Malley, University of Florida.

  1. Selecció del lloc de nidificació. Les abelles africanes són molt poc selectives a l’hora d’escollir un lloc de nidificació, de manera que se’n poden trobar en una gran varietat d’espais, sobretot petits: canonades, cubells de les escombraries, esquerdes de cases, forats al terra, etc.

Niu-abella_assassina
Una colònia d’abelles africanes establerta a l’interior d’un cubell. Autor: Michael K. O’Malley, University of Florida.

africanized_honey_bee_hive
Niu d’abelles africanitzades instal·lat a les estructures d’un habitatge. Autor: Ktr101, CC.

  1. Usurpació de nius d’abelles europees. Aquest és, possiblement, un dels aspectes més curiosos del seu comportament. El procés té lloc molt subtilment: les obreres d’un eixam d’abelles africanes que aterra al niu d’una colònia d’abelles europees comencen a intercanviar menjar i feromones amb les obreres europees; d’aquesta manera, les abelles europees deixen de veure-les com a intruses i les adopten dins del rusc. De cop, en algun moment del procés la reina de la colònia europea mor i és substituïda per la reina africana. Així, les abelles europees són substituïdes per abelles africanes i els seus híbrids.

Biologia

Tot i que la biologia reproductiva i el desenvolupament de les abelles de la mel és molt semblant, hi ha alguns trets de les africanes que els confereixen certs avantatges adaptatius respecte de les europees, fet que explicaria en bona part l’èxit de la seva dispersió a Amèrica:

  1. Major producció de mascles haploides per partenogènesi (abellots). Aquests formen grans núvols durant el vol reproductor que superen amb escreix els dels mascles europeus. Així, la probabilitat que les reines europees entrin en contacte i copulin amb mascles africans és molt superior, fet que afavoreix els gens de la subespècie africana.
  1. Desenvolupament molt més ràpid. Les colònies creixen i es dispersen ràpidament.
  1. Major resistència a patògens i paràsits. Per exemple a la varroa, a l’escarbat dels ruscs Aethina tumida o a les bactèries del gènere Paenabacilis, els quals han acabat amb moltes poblacions d’abelles europees a Amèrica.

varroa_destructor_on_a_bee_nymph_5048094767-min
Varroa destructor sobre una nimfa d’abella de la mel europea. Autor: Gilles San Martin, CC.

La forma com s’expressen tots aquests trets en les abelles híbrides varia segons la proporció de gens europeus i africans que presentin, fet que depèn de la distància al focus original de dispersió. Així, per exemple, als EUA són genèticament més semblants a les europees i generalment resulten menys agressives.

Són realment un risc per a la salut pública?

Amb el número de picades que reben les seves víctimes (provocant reaccions anafilàctiques en persones no al·lèrgiques), la ferocitat de l’atac, la gran versatilitat a l’hora de seleccionar un lloc on nidificar (podent ser més pròximes a zones urbanitzades) i l’especial sensibilitat que presenten vers qualsevol soroll o vibració (podent desencadenar la formació d’eixams), n’hi ha prou per dir que constitueixen un risc per la salut pública.

Tanmateix, els casos més sonats d’atacs massius solen ser fets aïllats, i el que més preocupa a nivell de salut pública són els grups de risc (nens, persones grans i malaltes o incapacitades) i els animals domèstics, els quals tindrien més dificultats per fugir i sobreviure a un atac, encara que aquest no fos tant massiu.

Tot i el risc potencial que poden suposar, actualment la situació està molt controlada gràcies a què el seu estudi i seguiment han permès posar en marxa diferents mesures per tenir un bon control de les seves poblacions i, fins tot, treure’n profit. Per exemple, a Centre i Sud-Amèrica fa anys que les crien per produir mel i pol·linitzar conreus, havent-se convertit en uns grans productors a escala mundial. Per fer-ho, apliquen mesures de gestió dels nius una mica diferents a les habituals, com deixar que es desenvolupi una única colònia per rusc.

warning_killer-bee-area
Cartell en el que s’alerta de la presència d’abelles africanitzades; d’aquesta manera, es minimitza el risc d’entrar en contacte amb les seves colònies. Aquesta mesura, juntament amb la detecció prematura d’individus i a l’eliminació d’espais potencialment colonitzables per evitar l’assentament de colònies, formen part de les mesures de prevenció per evitar la progressió i interacció amb aquests organismes. Font de la imatge: ALTHEA PETERSON/Tulsa World.

.          .          .

Tot i que l'”abella assassina” pot esdevenir perillosa donat el cas, no se l’hauria de considerar un mal major donat a l’enorme informació i control que existeix actualment sobre les seves poblacions. Tanmateix, un cop més es demostra que la interacció de l’ésser humà en els ecosistemes i la introducció d’espècies forànies pot jugar males passades…

REFERÈNCIES

  • Calderón, R. A., Van Veen, J. W., Sommeijer, M. J., & Sanchez, L. A. (2010). Reproductive biology of Varroa destructor in Africanized honey bees (Apis mellifera). Experimental and Applied Acarology, 50(4): 281-297.
  • Ellis J., Ellis A. (2012). Apis mellifera scutellata Lepeletier (Insecta: Hymenoptera: Apidae). Entomology and Nematology Department, University of Florida, USA [en linia].
  • Evans, H. E. (1985). “Killer” Bees, The Pleasures of Entomology: Portraits of Insects and the People Who Study Them. Smithsonian Institution, Washington D.C. Pp 83-91.
  • Ferreira Jr, R. S., Almeida, R. A. M. D. B., Barraviera, S. R. C. S., & Barraviera, B. (2012). Historical perspective and human consequences of Africanized bee stings in the Americas. Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B, 15(2): 97-108.
  • França, F. O. S., Benvenuti, L. A., Fan, H. W., Dos Santos, D. R., Hain, S. H., Picchi-Martins, F. R., Cardoso J. L., Kamiguti A. S., Theakston, R. D. & Warrell, D. A. (1994). Severe and fatal mass attacks by ‘killer’bees (Africanized honey bees—Apis mellifera scutellata) in Brazil: clinicopathological studies with measurement of serum venom concentrations. QJM, 87(5): 269-282.
  • Neumann, P., & Härtel, S. (2004). Removal of small hive beetle (Aethina tumida) eggs and larvae by African honeybee colonies (Apis mellifera scutellata). Apidologie, 35(1): 31-36.
  • O’Malley, M.K., Ellis, J. D., Zettel Nalen, C. M. & Herrera P. (2013). Differences Between European and African Honey Bees. EDIS.
  • Winston, ML. (1992). Killer Bees: The Africanized honey bee in the Americas. Harvard University Press, Cambridge, Massachutes, USA. 176 pp.

Foto de portada propietat de Gustavo Mazzarollo (c)/Alamy Stock Photo.

Difusió-català

Com s’aplica l’enginyeria genètica en plantes?

Durant anys, mitjançant el creuament, s’han aconseguit plantes amb una característica desitjada després de moltes generacions. La biotecnologia accelera aquest procés i permet als científics agafar només els gens desitjats d’una planta, aconseguint així els resultats buscats en només una generació. L’enginyeria genètica ens permet fer tot això. En aquest article explicaré en què consisteix i la seva metodologia.

QUÈ ÉS L’ENGINYERIA GENÈTICA?

L’enginyeria genètica és una branca de la biotecnologia que consisteix a modificar les característiques hereditàries d’un organisme mitjançant l’alteració del seu material genètic. Habitualment s’utilitza per aconseguir que determinats microorganismes, com ara bacteris o virus, augmentin la síntesi de compostos, formin compostos nous o s’adaptin a medis diferents. És una eina més segura i més eficient pel millorament d’espècies que els mètodes tradicionals (creuaments), ja que elimina gran part de l’aleatorietat i l’atzar. D’altra banda, la biotecnologia moderna també esdevé una nova tecnologia, en disposar de la facultat de modificar els atributs dels organismes vius mitjançant la introducció de material genètic preparat in vitro.

Es podria definir com el conjunt de metodologies que permeten transferir gens d’un organisme a un altre i expressar-los (produir proteïnes per a les quals aquests gens codifiquen) en organismes diferents al d’origen. L’ADN que combina fragments d’organismes diferents s’anomena ADN recombinant. En conseqüència, les tècniques que utilitza l’enginyeria genètica es denominen tècniques d’ADN recombinant.

A dia d’avui hi ha molts més organismes vegetals modificats genèticament que no pas animals. Per aquesta raó explicaré l’enginyeria genètica basant-me en plantes.

ENGINYERIA GENÈTICA vs. MÈTODES TRADICIONALS

Aquesta metodologia té tres avantatges fonamentals respecte de les tècniques convencionals de millora genètica basades en la hibridació:

  • Els gens que s’han d’incorporar poden venir de qualsevol espècie, emparentada o no (per exemple un gen d’una bactèria es pot incorporar al genoma de la soja).
  • A la planta millorada genèticament s’hi pot introduir un únic gen nou preservant la resta dels gens de la planta original a la seva descendència.
  • Aquest procés de modificació endarrereix molt menys els terminis que no pas la millora per encreuament.

D’aquesta forma es poden modificar propietats de les plantes de manera més àmplia, més precisa i més ràpida.

Amb el creuament tradicional es genera un híbrid que combina a l’atzar gens d’ambdós organismes parentals, entre ells el gen d’interès que codifica pel tret desitjat. Amb les tècniques de la biotecnologia es passen un o alguns gens, que codifiquen una característica específica coneguda. La nova planta està integrada amb tots els gens originals de la planta i un gen introduït de manera precisa i dirigida (Figura 1).

fig1CAT.jpg
Figura 1. (A) Mètode tradicional on, mitjançant el creuament, s’obté una nova varietat. Aquesta porta el gen d’interès (vermell), però també altres gens a l’atzar. (B) Amb l’enginyeria genètica obtenim una nova varietat de la planta comercial amb el gen d’interès (vermell) de qualsevol altra espècie (Font: Mireia Ramos, All You Need is Biology)

METODOLOGIA DE L’ENGINYERIA GENÈTICA

L’obtenció d’un organisme transgènic a través de tècniques d’enginyeria genètica implica la participació d’un organisme que dóna el gen d’interès i un organisme receptor del gen que expressarà la nova característica desitjada. Les etapes i tècniques del procés són les següents:

0/ DECIDIR L’OBJECTIU: REALITZAR UN KNOCK-IN O UN KNOCK-OUT

Tècnica KNOCK-OUT:

El bloqueig de gens o knock-out és la tècnica que consisteix en suprimir l’expressió d’un gen, substituint-lo per una versió mutada de si mateix, sent aquesta còpia no funcional. Aquesta tècnica permet fer que un gen deixi d’expressar-se.

Tècnica KNOCK-IN:

La tècnica del knock-in és el procés oposat al del knock-out. Es reemplaça un gen per una versió modificada de si mateix, el qual produeix una variació en la funció resultant d’aquest.

En l’àmbit de la medicina, el knock-in de gens s’ha aplicat com estratègia per substituir o mutar els gens que causen malalties com la Corea de Huntington, per tal d’ajudar a crear una teràpia exitosa.

1/ CORROBORAR QUE EXISTEIX UN GEN QUE CODIFICA PER LA CARACTERÍSTICA D’INTERÈS

Primer s’ha de comprovar que la característica que interessa prové d’un gen, ja que així serà més fàcil transferir-la a un organisme que no la té.

2/ CLONAR EL GEN D’INTERÈS

És un procés complex, però a trets generals, els passos que es segueixen són els següents:

  • Extreure ADN
  • Buscar un gen entre tots els gens d’aquest ADN
  • Seqüenciar-lo
  • Construir un vector recombinant

L’ADN d’interès s’insereix en un plàsmid, una molècula d’ADN circular amb replicació autònoma. Els més utilitzats són els plàsmids d’origen bacterià (Vídeo 1).

Vídeo 1. “Clonación plásmido traducido”. Explicació de la utilització de plàsmids en el procés de clonació  com a vector (Font: YouTube)

El desenvolupament d’aquestes tècniques va ser possible gràcies a la descoberta dels enzims de restricció. Aquests enzims reconeixen seqüències específiques, de poques bases, i tallen l’ADN per aquest punt. Els extrems generats es poden segellar amb l’enzim lligasa i així obtenir una molècula d’ADN nova, anomenada recombinant (Figura 2).

adnrecombi
Figura 2. (1) ADN del plàsmid. (2) ADN d’un altre organisme. (3a, 3b) Es talla l’ADN amb un enzim de restricció. (4) L’enzim de restricció reconeix la seqüència AATT i talla entre els nucleòtids A i T de les cadenes d’ADN. (5) Es posen en contacte els dos ADNs perquè es formin molècules recombinants. (6) Un enzim lligasa uneix els extrems de l’ADN per tal de tenir una nova molècula (Font: GeoPaloma)

3/ CARACTERITZAR EL GEN D’INTERÈS

Coneixent la seqüència del gen es pot comparar aquesta seqüència amb la de gens ja coneguts a través de la bioinformàtica, per tal de determinar a quin gen s’assembla i assignar-li una possible funció. Després d’haver predit la funció del gen clonat es confirma la funció in vivo, normalment transferint-lo a un organisme model.

4/ MODIFICAR EL GEN D’INTERÈS

Si es desitja es pot agregar (promotor, introns…) o mutar seqüències dins de la regió codificant perquè es pugui expressar en el sistema d’interès.

5/ TRANSFORMACIÓ D’UN ORGANISME AMB EL GEN D’INTERÈS

Un cop acabada la construcció genètica amb el gen i el promotor desitjat, s’insereix l’ADN recombinant a les cèl·lules de l’individu que es vol modificar.

6/ CARACTERITZACIÓ DE L’OGM

Un cop obtingut l’OGM (Organisme Genèticament Modificat) s’analitza des del punt de vista molecular i biològic. En l’anàlisi molecular cal demostrar, entre altres, si té una (o més) còpies del transgen o com i a quins teixits s’expressa el gen. En l’anàlisi biològic es mira si compleix l’objectiu pel qual s’ha dissenyat.

REFERÈNCIES

 

MireiaRamos-catala

Avantpassats teus que no et van ensenyar a l’escola

Segur que et sonaran algun dels noms següents, ja que són els ancestres clàssics que vam aprendre a l’escola: Lucy, Homo habilis, Homo erectus, l’home de Neandertal… però la nostra història té molts més protagonistes, i de tant en tant es fan nous descobriments que modifiquen l’arbre del nostre llinatge. Descobreix en aquest article les últimes troballes que no van poder explicar-te els teus professors.

HOMO NALEDI

Reconstrucción facial de Homo naledi por John Gurche. Foto de Mark Thiessen.
Reconstrucció facial de Homo naledi per John Gurche. Foto de Mark Thiessen.

És gairebé obligat començar amb un dels descobriments més recents que està animant les discussions dins de la paleoantropologia per guanyar-se un lloc clau en el nostre arbre genealògic. El descobriment d’una nova espècie, Homo naledi, es va publicar el 10 de setembre de 2015 amb Lee Berger al capdavant. Es va descobrir en un sistema de coves de Sud-àfrica anomenat Rising Star, a la cambra Dinaledi (naledi significa “estrella” en la llengua local, el sesotho). És especialment interessant per diversos motius:

  • Al jaciment de moment s’han trobat més de 1.700 fòssils humans acumulats, convertint-lo en el més gran de Sud-Àfrica, per darrere de la famosa Sima de los Huesos (Atapuerca, Espanya), el més gran que existeix, amb més de 6.000 fòssils.
  • La cova és de molt difícil accés, amb passadissos de 19 cm d’ample, pel que va ser un equip seleccionat de 6 paleoantropòlogues primes qui va arribar fins a ells.

Esquema del sistema de cuevas de la cámara Dinaledi. Imagen de Jason Treat, NGM Staff, NGM maps, fuente: Lee Berger, Wits. Tomada de National Geographic.
Esquema del sistema de coves de la cambra Dinaledi. Imatge de Jason Treat, NGM Staff, NGM maps. Font: Lee Berger, Wits. Adaptada de National Geographic.

  • Els ossos van pertànyer a 15 individus de totes les edats, mascles i femelles, de manera que es pot obtenir extensa informació sobre aquesta nova espècie. Alguns fins i tot estaven a simple vista al terra de la cova i sense mineralitzar.
  • Les característiques físiques de H. naledi són una barreja de trets d’Homo (alçada, peus) i Australophitecus (espatlles, pit, pelvis), el gènere a partir del qual la majoria de científics creu que apareix Homo fa 2,8-2, 5 milions d’anys. Això pot suggerir que H. naledi podria ser el primer Homo, la baula perduda entre els australopitecs i nosaltres.

    Una parte de la impresionante cantidad de huesos de Homo naledi descubiertos. Foto de John Hawks
    Una part de la impressionant quantitat d’ossos d’Homo naledi descoberts. Foto de John Hawks
  • El més intrigant d’aquest descobriment és que es creu que els ossos van ser posats deliberadament allà. Per la geografia del lloc, l’accés a la cova era el mateix que l’actual, no van poder caure a la fossa, els ossos no va poder portar-los un torrent d’aigua ni cap animal, no presenten marques de violència… Podria tractar-se d’un ritual funerari? Fins ara, els primers ritus s’atribueixen a H. neanderthalensis, de característiques físiques més modernes i gran capacitat craniana comparada amb H. naledi (1.475 cm3 versus 560 cm3 com a màxim).

La resta d’Homo més antic conegut, amb 2,8 milions d’anys, correspon a una mandíbula trobada a Afar al març de 2015 que no s’ha associat a cap espècie. Va ser H. naledi el primer Homo? És realment una espècie molt antiga? És possible que tingués autoconsciència tan aviat i es preocupés pels seus morts? Malauradament, els investigadors encara no han pogut datar les restes, de manera que encara queden moltes preguntes sense respondre i caldrà esperar a futures interpretacions sobre una de les troballes més importants dels darrers temps.

ELS DENISOVANS

A la cova de Denisova (Sibèria) es va trobar el 2008 un fòssil gens espectacular: un tros d’un os de dit que es va datar en 30.000 anys d’antiguitat i es va atribuir a un individu d’uns 8 anys. Però quan es va extreure l’ADN, es va concloure que no pertanyia ni a H. sapiens ni a H. neanderthalensis, sinó a una espècie nova. Més tard es trobarien dos queixals d’un individu diferent de la mateixa població que el del dit, que va resultar ser una nena. En la mateixa cova a més, es van trobar restes neandertals i de sapiens.

Diente, muela, denisova, denisovanos, teeth, tooth, denisova
Els molars denisovans. Foto de l’Institut Max Planck.

És possible que els denisovans s’hibridessin amb sapiens? Estudis d’ADN en les poblacions actuals, indiquen que un 5% de l’ADN dels aborígens australians, papús i altres pobles de Melanèsia és denisovà. D’altra banda sabem que el 20% acumulat de les poblacions europees és Neandertal.

ON ELS SITUEM EN EL NOSTRE LLINATGE?

Es baralla que neandertals i denisovans van tenir un ancestre comú (H. heidelbergensis), que va emigrar cap a l’oest d’Europa i Àsia central donant lloc a H. neanderthalensis, que posteriorment es va hibridar amb nosaltres, i cap al sud-est asiàtic on donaria lloc al hominí de Denisova que també es va aparellar amb H. sapiens, el que explicaria la presència d’ADN en les poblacions actuals d’Australàsia.

¿COM EREN?

La inexistència de més fòssils o restes d’objectes i eines ens impedeixen saber quin aspecte tenien i quines eren les seves habilitats. Tampoc s’ha trobat explicació a la mancança d’ADN denisovà a les poblacions russes o xineses, tan properes geogràficament a la cova de Denisova. Els denisovans segueixen sent un gran misteri per a la ciència.

LA DONA DE FLORES

Homo floresiensis. Reconstrucción de John Gurche
Homo floresiensis. Reconstrucció de John Gurche. Foto de Chip Clark

Homo floresiensis, com el seu nom indica, va habitar a l’illa de Flores (Indonèsia) fa només entre 95.000 i 12.000 anys. Es va descobrir fa 12 anys. És l’únic jaciment on s’ha trobat aquesta espècie.

Com en els fòssils anteriors, la barreja de característiques va cridar l’atenció de la comunitat científica, sobretot per la seva petita capacitat craniana i la seva poca alçada, el que li va valer el sobrenom de hobbit. Primer es va pensar que es tractava d’un individu amb alguna patologia, o un pigmeu d’una espècie coneguda, ja que la seva morfologia era molt estranya tractant-se de fòssils tan moderns. Però actualment es disposa de restes d’almenys 12 individus amb les mateixes característiques, el que inclina la balança cap al seu rang d’espècie.

COM EREN?

  • Poca alçada: l’esquelet més complet pertany a una femella de només un metre d’alçada i 25 kg de pes.
  • Crani petit: la seva capacitat craniana (380-420 cm3) era semblant a la dels australopitecs o un ximpanzé actual, però el cervell tenia una anatomia més semblant a Homo. Les dents eren grans en relació al crani.

Reproducción de cráneo de Homo floresiensis. American Museum of National History. Foto de Mireia Querol
Reproducció del crani LB1 de Homo floresiensis. American Museum of National History. Foto de Mireia Querol

  • Peus llargs i cames curtes: els peus eren molt llargs en relació a les cames, que eren curtes i robustes. Això i més característiques suggereixen que la locomoció era diferent a la nostra i eren mals corredors.
  • Braços llargs: a més d’una proporció de braços més propera als australopitecs i H. habilis que a sapiens, eren robustos i tenien una musculatura poderosa.
  • Indústria lítica i foc: a més de trobar eines d’hominins anteriors, s’han associat eines a H. floresiensis amb una tecnologia semblant a la Olduvaiana africana, la primera que es va inventar. També dominava el foc.

PER QUÈ EREN TAN PETITS?

La controvèrsia continua: ¿era un descendent directe d’Australophitecus (¿com hauria viatjat tan lluny, des d’Àfrica?), o un membre recent del nostre arbre genealògic que es va quedar petit per manca de recursos?

El nanisme insular és un procés evolutiu conseqüència d’un aïllament a llarg termini en una zona petita amb recursos limitats i absència de depredadors. A Flores també es van trobar elefants pigmeus (Stegodon) que H. floresiensis caçava  amb aquesta adaptació. El procés contrari seria el gegantisme insular, en què animals que solen ser petits en el continent són gegants a les illes, com per exemple, les tortugues de les Galápagos o rates i llangardaixos extingits de Flores.

Un lagarto gigante se enfrenta al hombre de Flores. Imagen de National Geographic
Un llangardaix gegant s’enfronta a l’home de Flores que ha caçat una rata. Imatge de National Geographic

H. floresiensis podria ser resultat d’aquest nanisme, i alguns científics creuen que podria tractar-se en realitat d’Homo erectus reduïts. L’opinió majoritària en l’actualitat és que ja eren petits en arribar a Flores (com l’australopitec del que provenia), i que els trets moderns es deuen a una evolució convergent amb H. sapiens. Malauradament no s’ha pogut extreure ADN en bon estat per posicionar-lo a l’arbre filogenètic de manera segura.

Com va arribar a Flores? ¿Tenien llenguatge, feien art o tenien expressions culturals? ¿Van entrar en contacte amb la nostra espècie? Es van extingir a causa d’una erupció volcànica? Qui va fer les eines anteriors a H. floresiensis? El debat i les incògnites continuen obertes.

REFERÈNCIES

 

Ets una mica Neandertal

Els neandertals són potser, juntament amb Australophitecus afarensis (Lucy), els avantpassats més coneguts pel públic en general. La visió clàssica d’ells, uns éssers rudes, maldestres, bèsties, poc intel·ligents, encara segueix viva en l’imaginari popular (fins i tot s’utilitza com a insult), però en els últims anys les investigacions indiquen que no eren així. Descobreix en aquest article qui eren i per què ets una mica Neandertal.

COM ERA UN NEANDERTAL?

Homo neanderthalensis va ser el primer hominí fòssil descobert i actualment disposem de centenars de fòssils d’espècimens de totes les edats, amb el que és el millor conegut. Va obtenir el seu nom de la vall de Neander (Neanderthal en alemany), una vall propera a Düsseldorf.

distribución geográfica neandertal
Distribució geogràfica de l’home de Neandertal. Imatge de Ryulong

Van viure a tota Europa (fins a Sibèria) i a Àsia sud-occidental, fa uns 350.000-28.000 anys (40.000 segons les fonts), una època marcada per cicles glacials. Van estar doncs en el món més temps del que portem nosaltres, els Homo sapiens.

Els neandertals presentaven diverses adaptacions al fred, com la seva robustesa i alçada menor a H. sapiens, així com una cavitat nasal ampla.

Comparación del cráneo de sapiens i neanderthalensis. Cleveland Museum of Natural History. Foto de Matt Celeskey.
Comparació del crani de sapiens i neanderthalensis. Cleveland Museum of Natural History. Foto de Matt Celeskey.

Del crani destaca la seva grandària, amb una capacitat mitjana de 1.475 cm3, una mica més gran que la dels humans moderns i més allargat cap endarrere (protusió o monyo occipital). També s’observa fàcilment un poderós torus supraorbitari (os sobre de les conques oculars). La seva pelvis era més ampla que la nostra i les cames més curtes.

homo neanderthalensis, hombre de neandertal, neanderthal, american museum of natural history, amnh
Reproducció d’esquelet de H. neanderthalensis. American Museum of Natural History. Foto de Mireia Querol

COM VIVIEN?

ALIMENTACIÓ

Els neandertals eren caçadors hàbils i selectius que s’enfrontaven a grans animals (així ho testifiquen les seves lesions, algunes mortals) i utilitzaven estratègies de caça igual que les poblacions d’Homo sapiens que van arribar a Europa després d’ells. Eren caçadors estacionals a causa del clima (bàsicament rens a l’hivern, cérvols i senglars a l’estiu). La seva dieta doncs estava basada en la carn, però a prop de la costa també menjaven mol·luscs com musclos, que bullien per obrir-los. És probable que practiquessin el canibalisme. També capturaven mamífers marins com foques monjo i dofins, probablement encallats a la platja, i a més consumien cereals cuinats.

ESTRIS

Homo neanderthalensis posseïa una indústria lítica (treball de la pedra per a la construcció d’eines) anomenada mosteriana, associada també a altres espècies com H. heidelbergensis i fins i tot Homo sapiens, que requeria una gran habilitat i planificació. En alguns jaciments s’han trobat eines compostes usant adhesius.

Neandertal con ornamentación de plumas. Reconstrucción de Fabio Fogliazza.
Neandertal amb ornamentació de plomes. Reconstrucció de Fabio Fogliazza.

No s’han trobat restes de roba, però és probable que usessin pells per cobrir-se atesos els canvis climatològics als quals es van enfrontar.

En coves espanyoles s’han trobat petxines perforades amb restes de pigments, el que suggereix que van ser usades com a platerets per a tints per a pintura corporal o de pells. Es suggereix que potser van ser els primers en fer pintures rupestres, en contra de la creença que som els únics que ho fèiem. També van tallar ossos i van usar plomes com a decoració personal. Tot això suggereix algun tipus de pensament simbòlic, associat fins fa poc com un tret exclusiu d’Homo sapiens.

pintura rupestre, manos, arte rupestre, pinturas rupestres más antiguas, pinturas neandertales
Pintures rupestres de mans (“Grup de les mans”) i discs vermells a la cova de El Castillo, Espanya. Són les més antigues d’Europa (41.000 anys) i pot ser que les fessin els neandertals, en lloc dels sapiens com es creia fins ara. Foto de Science.

SOCIETAT

Els neandertals es creu que vivien en grups familiars, encara que els últims estudis suggereixen que les femelles en arribar a l’edat adulta es traslladarien a d’altres famílies, mentre que els homes adults romanien amb la família original.

entierro, neandertal, neanderthal, compasion, autoconciencia
Neandertal mostrant compassió cap a un company mort. Reproduccions de Elisabeth Daynès , CosmoCaixa Barcelona. Foto de Mireia Querol

Un dels trets més importants dels neandertals és que van ser probablement els primers ancestres humans que enterraven als seus morts, el que evidencia una consciència pròpia de l’individu i dels seus companys, a més de cert pensament simbòlic o abstracte com hem esmentat anteriorment. Això augmentava la supervivència dels individus i feia més forts els llaços socials, ja que també ajudaven a altres congèneres dependents com ancians i malalts (com el vell de la Chapelle-Aux-Saints). La seva esperança de vida era d’uns 40 anys.

PARLAVEN ELS NEANDERTALS?

Una altra pregunta sense resposta, encara que cobren força opinions d’alguns científics com Juan Luis Arsuaga, que gràcies a les restes del jaciment amb més fòssils d’Homo del món, La Sima de los Huesos (Burgos), són partidaris que posseïen un llenguatge oral, en contra del pensament generalitzat fins ara de comunicació a base de grunyits. A més de les adaptacions anatòmiques al llenguatge, l’ADN neandertal conté el gen FoxP2, relacionat amb la parla en H. sapiens.

neanderthal
Recreació d’un campament neandertal. Neanderthal Museum a Krapina, Croàcia.

EXTINCIÓ DELS NEANDERTALS

L’extinció dels neandertals és un dels debats més controvertits de la paleoantropologia. Van desaparèixer fa 28.000 anys, després de l’arribada dels humans anatòmicament moderns a Europa, fa uns 60.000 anys. Durant molt temps la seva extinció es va associar a la seva menor capacitat intel·lectual, però ja hem vist que no va tenir perquè ser així, atès que s’assemblaven molt a nosaltres. Incapacitat d’adaptar-se a canvis climàtics? Menys capacitat reproductora? Major mortalitat infantil? Menys eficiència per aconseguir recursos o caçar? Guerres directes? Importació de malalties? O … potser el sexe?

HIBRIDACIÓ ENTRE H. SAPIENS  I H. NEANDERTHALENSIS

Negat durant molt de temps, avui sabem que la nostra espècie es va reproduir amb els neandertals quan estaven a punt de ser incompatibles genèticament (fa uns 100.000 anys), ja que van conviure entre 2.600 i 5.400 anys i van deixar descendència fèrtil. Tal és així, que la quantitat de genoma neandertal acumulada per tots els éssers humans actuals és del 20%, tot i que el percentatge per individu -sense arrels africanes- és de l’1 al 3%.

El 22 de juny es va publicar a Nature la troballa d’una mandíbula a Romania d’Homo sapiens anatòmicament modern (de fa 40.000 anys) que contenia entre el 6 i 9% d’ADN neandertal, la qual cosa implica que la seva ascendència neanderthalensis va ser de només 4 o 6 generacions enrere en el seu arbre genealògic.

pelirrojo, redhead, neanderthal
Homo sapiens pèl-roig i recreació de H. neanderthalensis. Foto de Science

Així que una altra possible explicació de la seva extinció, és la deguda a aquests creuaments reproductius. Homo sapiens eren molt més nombrosos, el que podria haver provocat que els gens neandertals es diluïssin” amb el pas de milers de generacions. Això es coneix com exterminació per hibridació.

QUINES IMPLICACIONS TÉ QUE SIGUEM UNA MICA NEANDERTALS?

Es creu que els gens neandertals ens van aportar alguns avantatges, com algunes característiques a la pell i cabell, com el color i gruix, que van poder ajudar a la nostra espècie a colonitzar zones més fredes. De fet alguns neandertals, segurament eren pèl-rojos i de pell clara.

Per contra algunes malalties es poden associar a aquesta herència: més risc de patir cirrosi biliar, lupus, diabetis, malaltia de Crohn i fins i tot dificultat per deixar de fumar (fumadors: no val fer-ho servir com a excusa).

En definitiva, resulta apassionant pensar que vam conviure i fins i tot ens vam aparellar amb una espècie tan semblant a la nostra i que d’alguna manera, encara perduren en cadascun de nosaltres. Potser no som tan especials com pensem.

Actualment som els únics representants del gènere Homo, però en l’antiguitat no va ser així. Us imagineu un món on us creuéssieu pel carrer amb un neandertal i us diguéssiu “bon dia“?

neanderthal, suit, traje, camisa, nenadertal
Neandertal vestit d’etiqueta. Foto: Neanderthal Museum/H. Neumann

REFERÈNCIES

mireia querol rovira

Flors amb turbant, la febre de les tulipes

Amb l’arribada de la primavera molts de vosaltres haureu gaudit dels colors tan macos que tenen les flors de les plantes que ja han florit. Aquesta vegada justament us vull parlar d’una de les flors més vistoses, senzilles, però meravelloses que segurament ja haureu tingut l’oportunitat d’observar en molts jardins o en la natura. Es tracta de la tulipa. A més d’introduir-vos aquesta planta, en aquest article també us faré una descripció més detallada de les seves parts. Crec que és un bon cas per començar a introduir vocabulari, degut a que la seva estructura és bastant clara i simple. Per tant, si esteu interessats en aprendre un vocabulari més tècnic, ara tindreu l’oportunitat. Però, no penseu que només parlaré dels aspectes tècnics, per que també podreu conèixer la història que les tulipes porten al darrera, i, com veureu, aquestes flors van causar una bona febre!

tulipes
Imatge artística de diferents tulipes (Foto de Adriel Acosta).

 INTRODUCCIÓ

Les tulipes (Tulipa sp.), flors que quan són tancades tenen forma de turbant, són unes de les plantes més populars i conegudes des de fa segles degut al seu alt interès ornamental.

El seu gènere està distribuït per l’Àsia central i occidental, per la Mediterrània i per Europa. Se sap que el seu origen es troba al centre d’Àsia i des d’allà s’ha anat expandint tant de forma natural com per accions antròpiques. I, tot i que es coneixen aproximadament unes 150 espècies a la natura, la intervenció de l’home ha fet augmentar molt la llista d’espècies. Ocasionades tant per hibridacions (forçant la descendència de dues espècies d’interès) com per millora genètica (seleccionant els individus fills que més valor tenen).

Tulipa_cultivars_Amsterdam
Cultiu de tulipes a Amsterdam (Foto de Rob Young). 

 LA FEBRE DE LES TULIPES

Com ja s’ha esmentat anteriorment, les tulipes són de les plantes més utilitzades en ornamentació, tant en decoracions com en jardineria. I tot i que el cultiu d’aquestes flors és ben antic, el boom a Europa es va donar al segle XVII. Originant el que es conegué com a tulipomania o febre de les tulipes. En aquells moments, especialment als Països Baixos i a França, es despertà un alt interès pel cultiu d’aquestes plantes. La febre va ser tan gran que la gent va arribar a vendre possessions de tota mena per tal de comprar bulbs de tulipes, arribant fins i tot a vendre els bens més apreciats com la casa o animals de granja.

La causa d’això s’origina a Holanda, on en aquells moments ja es venien els bulbs de tulipes d’un únic color. Però, després van aparèixer els bulbs d’orient que originaven flors de diversos colors barrejats entre ells i que resultaren molt atractius. Tot i que es desconeixia la causa, es sabia que si es tocaven els bulbs de les flors d’un sòl color amb els bulbs de les flors amb varis colors, aquests primers es transformaven. Això va fer que el preu de les tulipes comences a augmentar i poc després es va provocar la primera bombolla especulativa de la història.

Ara se sap que la causa es deguda a un virus que es transmet d’uns bulbs a uns altres; aquest virus es coneix com Tulip breaking virus.

Semper Augustus Tulip 17th century
Aquarel•la anònima del segle XVII de “Semper Augustus”, una de les tulipes més famoses, venuda a preu rècord als Països Baixos (Imatge de domini públic).

CARACTERÍSTIQUES MORFÒLOGIQUES

 La planta

Les tulipes són geòfits, és a dir, consten d’òrgans de resistència sota terra per a sobreviure durant l’època desfavorable, l’hivern. Aquests òrgans són els bulbs, els quals s’han utilitzat per a fer cultius i per a conservar aquestes plantes.

 Les seves fulles són linears o linear-lanceolades, és a dir, són llargues i estretes i acaben en pic. Tenen nervació paral·lela, un nervi al costat del altre i amb el mateix sentit. La disposició de les fulles acostuma a ser en roseta basal: això vol dir que les fulles neixen aglomerades a la part baixa de la planta, per sobre del bulb, i en un mateix nivell. Tot i que a vegades també es poden observar algunes fulles al llarg de la tija, les caulinars. Aquestes són sèssils, sense pecíol, i envolten una mica la tija.

 Per a cultivar les tulipes, es poden utilitzar tant els bulbs com els fruits. En aquest cas parlem de càpsules, uns fruits secs, que s’obren gràcies a unes valves. Al principi les llavors estan enganxades al interior d’aquestes càpsules i després es van alliberant i repartint per l’entorn.

20150329_165102[1]
Tulipa (Foto de Adriel Acosta).

 Les flors

Les tulipes apareixen als primers mesos de la primavera, és a dir, fan floració primerenca. Això és degut a que són plantes adaptades a climes mediterranis secs o bé a zones molt fredes.

Com em vist, les flors són solitàries o bé apareixen fins a 3 reunides en una mateixa tija. A més, són generalment grans i vistoses, hermafrodites, per tant, tenen òrgans reproductors tan masculins com femenins, i són actinomorfes, és a dir, poden ser dividides simètricament per més de dos plans de simetria.

Aquestes flors consten de 3 tèpals interns i 3 externs lliures entre ells, sense estar units o soldats. Parlem de tèpals quan els sèpals (peces del calze) i els pètals (peces de la corol·la) són similar entre ells. En aquest cas són tèpals petaloides, ja que adopten colors i formes típics dels pètals.

A la part interna de la flor podem observar 6 estams repartits equitativament en 2 verticils, tot i que com aquests dos verticils estan molt junts entre ells, sembla que els estams neixin d’un mateix punt. I just al centre, envoltat per aquests estams, hi ha el gineceu, la part femenina de la flor. Aquest gineceu consta del seu ovari i de 3 estigmes units a aquest directament. Els estigmes són la part del òrgan reproductor femení on ha d’arribar el pol·len per tal de fecundar els ovaris.

part tulipa
Parts de la flor d’una tulipa: 1. Sèpal, 2. Pètal, 3. Estam, 4. Òrgan reproductor femení (ovari i 3 estigmes) (Foto de Adriel Acosta).

 Com heu vist en aquest article, moltes de les flors tenen històries ben curioses i han causat impacte en la nostre societat. A més, heu pogut observar amb detall les parts de la flor de la tulipa. Un cop més, espero que us hagi agradat.

Difusió-català

REFERÈNCIES

  • A. Aguilella & F. Puche. 2004. Diccionari de botànica. Col·leció Educació. Material. Universitat de València: pp. 500.
  • Bolòs, J. Vigo, R. M. Masalles & J. M. Ninot. 2005. Flora manual dels Països catalans. 3ed. Pòrtic Natura, Barcelona: pp. 1310.
  • Apunts de Fanerògames i de Fisiologia Vegetal Aplicada, Grau de Biologia Ambiental, UAB
  • F. Schiappacasse. Cultivo del tulipan. http://www2.inia.cl/medios/biblioteca/seriesinia/NR21768.pdf
  • Fundación para la Innovación Agraria; Ministerio de Agricultura. 2008. Resultados y Lecciones en Tulipán. Proyecto de Innovación en XII Región de Magallanes. Flores y FOllajes/ Flores de corte (11).