Ciencia en breve: de nadar con cabezas de martillo a la comida contraatacando

Los pros y los contras de nadar con cabeza de martillo

La gente bromea sobre preguntar a los caballos: "¿Por qué la cara larga?" Deberíamos redirigir esta pregunta a los tiburones martillo. Sus famosas extensiones de cabeza, llamadas cefalofolios, pueden medir un metro de ojo a ojo. Y los científicos todavía están tratando de precisar exactamente a qué propósitos sirven.

A estudio publicado en Informes científicos exploró cómo los cráneos de forma extraña de los tiburones afectan la forma en que nadan. Aunque el cefalofoil ayudaba con la maniobrabilidad, no parecía generar sustentación. De hecho, agregó mucha resistencia, tanto que algunos tiburones martillo pueden necesitar usar aproximadamente 10 veces más fuerza que otros tiburones solo para atravesar el agua, dice Glenn R Parsons, oceanógrafo biológico y especialista en tiburones de la Universidad de Mississippi y uno de los autores del nuevo artículo.

Hay algunos beneficios de tener un martillo por cabeza. La mayoría de los expertos están de acuerdo en que los ojos, las fosas nasales y los electrorreceptores ampliamente espaciados habilitados por la forma del cefalofoil permiten a los cazadores identificar mejor a sus presas. Las cabezas también pueden servir como armas: los biólogos han observado que una gran tiburón martillo hembra usa su cabeza para golpear a una raya.

Pero tienes que preguntarte cómo es nadar con esa cosa.

Para investigar, Parsons y sus colegas recurrieron a la dinámica de fluidos computacional. Hay al menos ocho especies de tiburones martillo. Los investigadores incluyeron las ocho especies en su estudio, escaneando con láser las cabezas de los especímenes preservados del museo para "capturar la forma física en detalle", dice Parsons. Luego, cada cabeza digitalizada se colocó en un entorno submarino virtual, lo que permitió a los investigadores medir la presión, el arrastre y el flujo del agua. Luego hicieron lo mismo con algunas especies de tiburones con cabezas puntiagudas más típicas.

Cuando el cefalofoil de un tiburón martillo estaba nivelado, como es típico cuando están nadando, no generó sustentación, encontraron los investigadores.

Pero tan pronto como el cefalofolio se inclinaba hacia arriba o hacia abajo, la fuerza entraba rápidamente en juego, lo que permitía un rápido ascenso o descenso. Esto ayuda a explicar por qué los tiburones martillo son "mucho más maniobrables que un tiburón típico", dice Parsons, quien cree que la habilidad puede ayudarlos a atrapar Comida del fondo del mar.

– Cara Giaimo

Conoce a una abeja con un cerebro muy grande

Panurgus bankianus, la gran abeja peluda, vive sola, enterrada en las praderas arenosas de toda Europa. La gran abeja peluda también tiene un cerebro muy grande.

Al igual que los mamíferos o las aves, las especies de insectos del mismo tamaño pueden tener diferentes dotaciones dentro de sus cabezas. Los investigadores han descubierto algunos factores relacionados con el tamaño del cerebro en animales con columna vertebral.

Pero en los insectos, los impulsores del tamaño del cerebro han sido más un misterio. En un estudio publicado en Actas de la Royal Society B, Los científicos examinaron cientos de cerebros de abejas en busca de patrones. Las abejas con dietas especializadas parecen tener cerebros más grandes, mientras que el comportamiento social parece no estar relacionado con el tamaño del cerebro. Eso significa que cuando se trata de insectos, es posible que no se apliquen las reglas que han guiado la evolución del cerebro en otros animales.

“La mayoría de los cerebros de las abejas son más pequeños que un grano de arroz”, dice Elizabeth Tibbetts, bióloga evolutiva de la Universidad de Michigan que no participó en la investigación. Pero, dice, "las abejas manejan un comportamiento sorprendentemente complejo con cerebros diminutos", lo que hace que la evolución de los cerebros de las abejas sea un tema especialmente interesante.

Ferran Sayol, biólogo evolutivo de la UCL, y sus coautores estudiaron esos diminutos cerebros de 395 abejas hembra pertenecientes a 93 especies de todo Estados Unidos. España y los Países Bajos. Los investigadores decapitaron a cada insecto y usaron fórceps para extraer su cerebro.

Un patrón que surgió fue una conexión entre el tamaño del cerebro y la duración de cada generación de abejas. Las abejas que solo pasan por una generación cada año tienen cerebros más grandes, en relación con el tamaño de su cuerpo, que las abejas con varias generaciones al año.

Observar las dietas de las abejas reveló una tendencia más sorprendente.

En las aves, “sabemos que las especies que tienen una dieta más amplia tienden a tener cerebros más grandes”, dice Sayol. El desafío de encontrar y consumir una amplia variedad de alimentos puede exigir un gran cerebro. Sin embargo, Sayol dice: "Encontramos lo contrario en las abejas". Los cerebros más grandes estaban en los especialistas dietéticos, como la gran abeja peluda amante del aster.

Sayol especula que una dieta amplia podría ser menos desafiante para las abejas que para las aves, porque todas las abejas se alimentan de flors. Una abeja con una dieta amplia puede volar a un campo y beber el primer néctar que encuentra. Pero una abeja con una dieta especializada puede tener que detectar su flor preferida, con su color y fragancia específicos, entre un campo completo de flores similares, una tarea que podría requerir más cerebro.

Los cerebros más grandes también se han relacionado con el comportamiento social en primates y otros mamíferos. Pero los científicos no encontraron ninguna conexión entre el tamaño del cerebro y si una abeja vivía en colmenas como las abejas melíferas o era solitaria como nuestra comedora de asteres de gran cerebro.

–Elizabeth Preston

Los vikingos eran más complicados de lo que piensas

Fascinación del público por el Vikingos funciona alto en estos días, con varias series de televisión actuales disponibles para ver en exceso. Pero los vikingos nunca han pasado de moda, ya sea como puro entretenimiento o por su verdadera importancia histórica.

Periódicamente, los académicos recuerdan al público que las personas que llamamos vikingos no se consideraban a sí mismos como un grupo y eran en gran parte, pero no universalmente, del área geográfica que ahora llamamos Escandinavia. La era vikinga, desde aproximadamente 750 a 1050, incluyó incursiones brutales, comercio y comercio extensos y probablemente una mayoría de personas que se quedaron en casa en la granja.

Ahora, uno de los estudios genéticos de ADN antiguo más amplios jamás realizado ha reforzado ampliamente la comprensión histórica y arqueológica actual de los vikingos, pero también ofrece algunas sorpresas sobre sus viajes y descubre algunas historias personales conmovedoras. Noventa investigadores, dirigidos por Eske Willerslev, especialista en ADN antiguo de la Universidad de Copenhague, informaron en la revista Naturaleza en su análisis de los genomas de 443 humanos antiguos de Europa y Groenlandia.

Con base en el análisis de ADN y la comparación con las poblaciones modernas, descubrieron que las personas genéticamente similares a los daneses y noruegos modernos generalmente se dirigían al oeste en sus incursiones y comercio, mientras que las personas "parecidas a los suecos" se dirigían principalmente al este. Los hallazgos se basan en tumbas de asaltantes o comerciantes en Inglaterra, Irlanda, Estonia y otros lugares.

Sin embargo, encontraron que esto era solo un patrón general. A veces, grupos parecidos a los suecos se dirigían al oeste y los demás se dirigían al este.

También encontraron una variación genética considerable en los restos antiguos, lo que indica la migración de los europeos del sur, antes de la era vikinga, al área de Dinamarca, lo que socava cualquier idea de una única identidad genética nórdica.

La evidencia más temprana de una expedición vikinga proviene de un lugar de enterramiento que data de alrededor del año 750 d. C. en Salme, Estonia, donde se enterraron dos barcos vikingos; siete hombres en uno, 34 en otro, con armas, provisiones, perros y aves de rapiña. Nadie sabe si se trató de una redada o de una expedición diplomática o comercial que salió mal, pero los hombres parecen haber sido asesinados violentamente y enterrados como guerreros.

El análisis de ADN mostró que cuatro de los hombres eran hermanos y estaban relacionados con un quinto hombre, quizás un tío. Uno de los autores del informe, Neil Price, arqueólogo de la Universidad de Uppsala en Suecia, dice: "Sospechábamos que ibas a hacer incursiones con tu familia, pero muestra que realmente lo hicieron".

–James Gorman

Esa campera de moto seta nunca pasará de moda

Tradicionalmente, hay dos formas de hacer una chaqueta de cuero. Uno involucra una vaca, y toma años. Otro involucra tela sintética y requiere plástico. Pero hay una tercera opción: láminas gruesas de hongos tejidos, cultivadas durante un par de semanas en cualquier cosa, desde aserrín hasta desechos agrícolas.

"Todavía se siente y huele un poco a hongo, pero parece una vieja chaqueta de cuero", dice Alexander Bismarck, científico de materiales de la Universidad de Viena.

Durante la última década, empresas en los Estados Unidos, Indonesia y Corea han promocionado el cuero fúngico como un reemplazo ético y ambientalmente sostenible tanto para la piel de vaca como para el plástico. Anteriormente, no había mucha investigación para respaldar sus afirmaciones. Pero un estudio publicado por Bismarck y sus colegas en Sostenibilidad de la naturaleza descubre que los cueros fúngicos se acumulan bastante bien cuando se trata de versatilidad y sostenibilidad.

Usar cuero fúngico no significa usar una chaqueta de motociclista en forma de hongo. En cambio, está hecho de una capa de micelio, las redes subyacentes de raíces en forma de hilo de las que surgen los cuerpos fructíferos después de una lluvia. Estas esteras de micelio crecen fácilmente en casi cualquier material orgánico.

A partir de la década de 1950, los inventores comenzaron a presentar patentes basadas en esteras de hongos como material para papel, apósitos para heridas y una variedad de otros productos, pero nunca se dieron cuenta del todo, dice Mitchell Jones, autor principal y científico de materiales de la Universidad de Viena de Tecnología.

Pero en la última década, empresas como MycoWorks y Bolt Threads han comenzado a fabricar y vender productos de cuero con hongos.

“Con el cuero, estás limitado a la piel que produce un animal a lo largo de su vida, mientras que las esteras de micelio se pueden cultivar según las especificaciones”, dice Sophia Wang, cofundadora de MycoWorks.

Bismarck dice que el potencial de los materiales personalizados es enorme porque los diferentes tipos de hongos tienen diferentes propiedades, como la dureza y la resistencia al agua, y hay potencialmente millones de especies para elegir.

El cuero fúngico también es potencialmente más sostenible que otras fuentes de cuero. El proceso de curtido consume mucha energía y produce una gran cantidad de residuos de lodo, y la producción de cuero sintético requiere plástico, que involucra aceite. “Obtiene un organismo biológico que hace toda la fabricación por usted, por lo que no hay un requisito de energía real”, dice Jones.

“No requiere luz. Y una vez que tiene este material, puede procesarlo de acuerdo con tratamientos químicos bastante simples en comparación con lo que haría normalmente para el curtido de cuero”.

–Asher Elbein

A veces la comida contraataca

Mirando a través de un microscopio en 2016, Dania Albini observó una pulga de agua que se alimenta de algas. Su intestino parecía lleno y verde con todo el diminuto ingerido Chlorella vulgaris algas. Pero también observó manchas de color verde brillante de este fitoplancton en un lugar inesperado: la bolsa de cría del herbívoro.

"Me sorprendió mucho verlos allí", dice Albini, ecologista acuático entonces en la Universidad de Swansea en Gales.

A medida que continuaba la colonización, las algas envolvieron los huevos de la diminuta criatura, matando algunos huevos y dando como resultado menos recién nacidos, según un estudio dirigido por Albini y publicado en Ciencia Real Sociedad Abierta. Con las algas aún vivas, los investigadores sospechan que Chlorella implementar una estrategia ofensiva en lugar de una defensa típica para protegerse de la herbivoría.

“No esperas que un alimento ataque a un depredador de esta manera”, dice Albini. “Lo esperas de un parásito, pero no de la comida. Es fascinante."

El fitoplancton son típicamente organismos fotosintéticos unicelulares que forman la base de las cadenas alimentarias acuáticas. Entre ellos se encuentran las microalgas como Chlorella vulgaris que flotan en las superficies de los estanques y lagos, lo que los convierte en comidas fáciles para el zooplancton generalizado como Dafnia magna. Para mantener a raya a los herbívoros, algunas microalgas forman espinas, liberan toxinas o se agregan a un tamaño que es más grande de lo que un depredador puede tragar.

Pero a veces, Chlorella se abren camino dentro del cuerpo de un herbívoro, no en el vientre como alimento, sino en la cámara que alberga a la descendencia del zooplancton. El agua circula a través de esta cámara de cría y suministra oxígeno y nutrientes a las crías, y parece atraer algunas células de algas. Mientras estaban en esta cámara, los investigadores encontraron durante experimentos de laboratorio que imitaban algunas condiciones naturales, las algas estaban vivas y podían duplicar su abundancia.

Cuando las algas lograron colonizar una cámara de cría, el zooplancton apenas produjo huevos viables. Kam Tang, ecologista del plancton también en Swansea y coautor del estudio, reconoce que el "pegamento biológico" que Chlorella Las células que producen les ayudaron a adherirse entre sí y posiblemente a la cámara de cría y a los huevos, sofocando a la mayor parte de la próxima generación de zooplancton.

Por qué Chlorella participar en esta intrusión dañina? Los investigadores sugieren que esta estrategia ofensiva podría proteger a las células de algas de ser rozadas y desencadenar una reducción en las poblaciones de zooplancton en los lagos a largo plazo.

Pero lo que se desconoce es si el live Chlorella dentro Daphnia ¿Las cámaras de cría realmente salen al agua o quedan atrapadas?

“No hay razón para suponer que esto es beneficioso para las algas”, dice Dieter Ebert, biólogo evolutivo de la Universidad de Basilea en Suiza, que no participó en el estudio. “No tienen posibilidad de salir”.

–Priyanka Runwal

© El New York Times