Biológica BOLETÍN A

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Boletín BIOLOGICA - Número 2- Mayo 2007

Alevinos de Pejerrey (Odontesthes bonariensis). Foto: Gastón Guilgur.

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DE DIVULGACIÓN DE TEMAS REFERIDOS A LAS CIENCIAS BIOLÓGICAS

Sumario

Secciones fijas

Editorial

Un investigador nos cuenta su trabajo

Una molécula clave para la reproducción - pág. 4 Comentarios teóricos

Biodiversidad: Taxonomía y filogenia - pág. 7 La Página del Club de Ciencias

Las hojas y el viento...

- pág. 12

Conociendo nuestros hongos El hongo de la risa - pág. 3 -

Poesía - pág. 3 Recursos en Internet - pág. 11 Juegos - pág. 14 -

NUEVA SECCION: La nota prestada

Una editorial imperdible...

- pág. 2 -

- pág. 18

NUEVA SECCION: Experiencia de laboratorio.

Factores que influyen en la actividad - pág. 19 enzimática

Comentarios Bibliográficos

Las Plantas: entre el suelo y el cielo - pág. 16 Publicaciones Científicas: PLOS

Biology - pág. 17 1

C AMBIARÉ DE OPINIÓN TANTAS VECES Y TAN A MENUDO COMO ADQUIERA CONOCIMIENTOS NUEVOS. EL DÍA QUE ADVIERTA QUE MI CEREBRO HA DEJADO DE SER APTO PARA ESTOS CAMBIOS , DEJARÉ DE TRABAJAR . FLORENTINO AMEGHINO

EDITORIAL:

http://ar.geocities.com/biologicaboletin

Boletín BIOLOGICA - Número 2- Mayo 2007

Esta edición esta dedicada a todos aquellos que nos concedieron unos minutos, se apartaron de sus tareas y decidieron leer el primer número del boletín BioLógica. Abrimos las puertas de este proyecto y pronto tuvimos respuesta: comentarios, ideas, críticas, cuestiones por resolver. En el transcurso de este primer mes, descubrimos que del «otro lado» hay personas como nosotros con las mismas necesidades de encontrar un espacio de intercambio, un lugar donde no sólo podamos conocer y analizar cuestiones referentes a la biología y su enseñanza sino que además, nos permita contactarnos con pares que estudian, investigan y enseñan sobre lo que tanto nos apasiona. BioLógica nació de la necesidad y las inquietudes de unos pocos, no vamos a negarlo, pero recibió el apoyo y el aliento de todos ustedes. Muchos de los que compartieron su trabajo con nosotros encuentran hoy, sus palabras en estas páginas; otros, las verán en los próximos números, lo importante es que estamos compartiendo, estamos construyendo juntos y eso nos hace crecer. En las siguientes páginas, el lector encontrará nuevas secciones como una experiencia de laboratorio acerca de los factores que influyen en la actividad enzimática. En el comentario bibliográfico, referido a otro libro de la colección de ciencia joven y a cargo del Ing. Agrónomo Rafael Mac Donough, se incluyen para agendar, el resto de los títulos de esta colección. Resolvemos la incógnita de la foto del número anterior, y recordamos la vida y los aportes que este científico centenario alemán, realizó a la biología. Además, el Club de Ciencias nos enseña sobre la poda en nuestra zona y, el biólogo Gastón Guilgur nos cuenta su trabajo sobre endocrinología de la reproducción del pejerrey. Pero no queremos demorar la lectura, en esta segunda entrega del boletín BioLógica hay mucho más y los invitamos a compartirlo. Prof. Amparo Dolabani (Comité editorial).

AGRADECIMIENTOS: A todos aquellos que leyeron el primer número de BioLógica y lo recomendaron a otras personas. Gracias a ustedes BioLógica puede cumplir su objetivo de ser un espacio de intercambio. No los nombramos, por que fueron muchos y no queremos omitir a nadie. A Magalí Bassarsky, por compartir con los lectores de BioLógica sus Comentarios Teóricos acerca de la Biodiversidad y la clasificación. A Gastón Guilgur, quien una vez más, demostró ser un investigador preocupado por la educación. A Alejandra Donato por sus aportes poéticos. A Rafael Mac Donough por el comentario bibliográfico. GRACIAS!! Comité editorial

El Boletin BioLógica, es editado por un grupo de docentes de biología del Partido de La Costa. Su elaboración y difusión no posee fines de lucro. Se distribuye por correo electrónico en formato PDF a todo color.

Si Usted recibió este número del boletín sin haberlo solicitado y luego de leerlo, le gustaría recibir los próximos números, envíenos un mail a: [email protected]

En BioLógica queremos ser más:

Editores: Pablo Adrián Otero ([email protected]) y Amparo Dolabani ([email protected]). Revisión ortográfica y de estilo: María Eugenia Medina Sitio web: http://ar.geocities.com/biologicaboletin Correo electrónico: [email protected] Blog: http://my.opera.com/biologicaboletin/blog/2007/04/08/boletin-biol

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Todos los textos y artículos de este boletín pueden ser utilizados, copiados o editados sin previa autorización del editor o los autores, pero con la correspondiente cita. En el caso de las ilustraciones e imágenes se aclara su permiso de uso. Cada autor es responsable de lo expresado en la nota de su autoría.

Los editores de BIOLOGICA invitamos a docentes de biología que deseen colaborar con la edición del boletín a sumarse al equipo editorial. Los interesados pueden comunicarse al (02246)421826 o por correo electrónico a: [email protected]

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D ONDE HAY EDUCACIÓN, NO HAY DIFERENCIAS DE CLASE CONFUCIO

CONOCIENDO NUESTROS HONGOS El hongo de la Risa Gymnopilus spectabilis

Hongo de la Risa, especie de hongo que puede aparcer en nuestros jardines al pie de pinos y eucaliptos. Foto derecha: anillo membranozso en el pie. Foto inferior: aspecto de los cuerpos fructíferos, recién salidos. Fotos: Pablo A. Otero. Mar del Tuyu.

Esta especie de hongo se encuentra frecuentemente en verano y otoño, en los pies de troncos de eucaliptos o pinos, o en tocones de árboles talados. La coloración predominante es anaranjada. Su carne es compacta y dura. El pié es cilíndrico, grueso, a menudo curvado con anillo membranoso en su tercio superior (ver fotos). El sombrero puede tener hasta 12 cm de diámetro. No es comestible y su carne es de sabor amargo y contiene sustancias tóxicas, que entre varios síntomas indeseables produce hilaridad. Mas información en: http://www.setasysitios.es/ http://www.rednaturaleza.com/mw_setas.asp

Boletín BIOLOGICA - Número 2- Mayo 2007

POESIA

[email protected]

El hombre y el agua Si el Si el Si el Si el Si el Si el Si el

el hombre es un gesto agua es la historia. el hombre es un sueño agua es el rumbo. el hombre es un pueblo agua es el mundo. el hombre es recuerdo agua es memoria. el hombre está vivo agua es la vida. el hombre es un niño agua es París. el hombre la pisa agua salpica.

Cuídala como cuida ella de ti. Brinca, moja, vuela, lava, agua que vienes y vas. Río, espuma, lluvia, niebla, nube, fuente, hielo, mar. Agua, barro en el camino, agua que esculpes paisajes, agua que mueves molinos. ¡Ay agua!, que me da sed nombrarte, agua que le puedes al fuego, agua que agujereas la piedra, agua que estás en los cielos como en la tierra. Brinca, moja, vuela, lava, agua que vienes y vas. Río, espuma, lluvia, niebla, nube, fuente, hielo, mar... Joan Manuel Serrat

NOTICIAS Capacitación en Biotecnología La Dirección de Cultura, Educación, Ciencia Y Tecnología del Municipio de La Costa, el Club de Ciencias del Pdo. de La Costa, la Jefatura de Inspección Distrital, y el área de Actividades Científicas y Tecnológicas Juveniles (ACTJ), te invitan a una Jornada de capacitación gratuita en BIOTECNOLOGÍA en adhesión a la V Semana de la Ciencia y la Tecnología. Se trata de un seminario presencial de 4 horas destinado a docentes y profesionales que se llevará a cabo el martes 12 junio de 2007, entre las 9 a 13 hs, en las instalaciones del Hotel del Sindicato de Luz y Fuerza Eléctrica cito en la calle Chiozza al 2400 de la localidad de San Bernardo. La capacitación será ofrecida por el Programa Educativo de ArgenBio - Consejo Argentino para la Información y el Desarrollo de la Biotecnología: Por Qué Biotecnología, que impulsa la enseñanza de la biotecnología en los diferentes niveles de la educación (www.porquebiotecnologia.com.ar). Está destinada a docentes de nivel primario a partir de 5to grado, y a docentes de Nivel Medio y/o Polimodal; profesionales en ciencias biológicas, agronomía, veterinaria, medio ambiente, y materias afines (química, medio ambiente, salud, física, y tecnología); y técnicos y ayudantes de laboratorio que desarrollan sus tareas en instituciones educativas de nivel primario y secundario. Quienes deseen conocer más detalles o estén interesados en participar pueden comunicarse a: [email protected] El plazo de inscripción ha sido extendido hasta el 24 de mayo de 2007.

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.. .. jo a b a tr su ta n e u c s o Un investigador n

UNA MOLÉCULA CLAVE PARA LA REPRODUCCIÓN Por Leandro Gastón Guilgur La investigación biológica dedica notables esfuerzos y recursos al estudio de la reproducción sexual, ya que este fenómeno permite la transmisión de la información genética de unas generaciones a otras, la existencia de la diversidad biológica y la perpetuación de las especies. Para que la reproducción tenga éxito, es preciso que se produzca una sincronización de los reproductores entre sí y de estos con las variaciones de los factores ambientales. Esta sincronización permitirá que los individuos maduren simultáneamente y en el momento más apropiado para garantizar la mayor sobrevida de la progenie. Así, cada individuo debe disponer de un sistema que reciba las informaciones procedentes tanto del exterior como del interior del organismo, que las integre y determine el establecimiento de un estado endocrino apropiado que regule, a su vez, todos los eventos fisiológicos que conducirán a la reproducción. Estas complejas funciones se llevan a cabo a través de múltiples interacciones que tienen lugar a lo largo del eje cerebrohipófiso-gonadal (ver figura). Los estímulos sociales (presencia de otros individuos, densidad de población, proporción de sexos, etc.) y ambientales (temperatura, fotoperíodo, salinidad, nutrientes, etc.) son captados por sistemas sensoriales específicos y transmitidos al sistema nervioso central (SNC). Este sistema responde por medio de circuitos neuronales precisos, mediante la liberación de determinadas neurohormonas que regulan la actividad de la hipófisis. La hipófisis, en respuesta a estos factores neuroendocrinos, sintetiza y secreta gonadotrofinas, hormonas encargadas de dirigir el desarrollo de las gametas y la secreción de esteroides en las gónadas. En vertebrados, las gonadotrofinas están principalmente representadas por dos moléculas: la hormona luteinizante (LH) y la hormona folículo estimulante (FSH). Podemos decir, en general, que la gametogénesis en el ovario y el testículo, dependen de la acción de estas gonadotrofinas. Su acción está mediada por

la unión de las mismas a receptores situados en la membrana de ciertas células de las gónadas e implica la activación de la ruta de síntesis y secreción de diferentes esteroides sexuales (estrógenos, andrógenos y progestágenos). Los esteroides son capaces de actuar sobre la propia gónada, sobre la hipófisis y el cerebro en un circuito de retroalimentación. Si bien, como acabamos de ver, el control de la reproducción depende de la interacción de múltiples factores, existe una molécula clave en la regulación de la actividad del eje reproductivo (cerebro-hipófisogonadal). Esta molécula, es la hormona liberadora de gonadotrofinas GnRH (Gonadotropin Releasing Hormone). Como su nombre lo indica, la principal función de esta neurohormona (secretada por el cerebro) es llegar a la hipófisis y estimular la producción y secreción de las gonadotrofinas hipofisarias (FSH y LH). La molécula de GnRH es un decapéptido, esto significa que es una «proteína chica» formada por 10 aminoácidos. Existen distintas formas de esta molécula con pequeñas variaciones entre ellas. ¿A que nos referimos cuando hablamos de distintas «formas moleculares» de GnRH? Sucede que de los 10 aminoácidos, 4 siempre son los mismos y ocupan la misma posición (1, 4, 9 y 10) pero las posiciones restantes no están conservadas y varían de acuerdo a la molécula (o sea que los aminoácidos que ocupan esas posiciones no siempre son los mismos) esto es lo que determina que existan distintas formas moleculares para GnRH. Hasta el momento, se han identificado 14 formas distintas en el grupo de los vertebrados. Otra cosa importante a tener en cuenta y comprender, es que el cerebro de todos los vertebrados, posee al menos dos formas moleculares distintas de GnRH (digo «al menos» porque en el caso particular de algunos peces existen hasta tres moléculas distintas), las cuales se producen en distintas áreas cerebrales. La coexistencia de múltiples formas de GnRH en el cerebro de un individuo, nos plantea interrogantes acerca de cual es la función específica de cada una

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Leonardo Gaston Guilgur es licenciado en Ciencias Biológicas. Becario doctoral (CONICET) en el Laboratorio de Ictiofisiología y Acuicultura del instituto de Investigaciones Biotecnológicas-Instituto Tecnológico de Chascomús (IIB-INTECH).

([email protected])

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Boletín BIOLOGICA - Número 2- Mayo 2007

Cariotipo de Escuercito (Odontophrynus americanus) especie tetraploide. Foto: Sergio Rosset

Figura 1: Esquema representativo del circuito hormonal a lo largo del eje reproductivo en vertebrados.

de ellas teniendo en cuenta que sólo una es la encargada de cumplir con la función hipofisiotropa (es decir, sólo una de ellas es la que llega a la hipófisis). ¿Que rol fisiológico cumplen las restantes en el cerebro? Poco se conoce, sus funciones no están aún del todo esclarecidas, sin embargo, algunos estudios parecen relacionarlas con acciones de neurotransmisión o neuromodulación, durante la recepción de estímulos sensoriales que tengan que ver con la reproducción (por ejemplo detectar al sexo opuesto por medio del olfato), o durante la manifestación de algún tipo de comportamiento reproductivo (por ejemplo durante el cortejo). El grupo de trabajo al que pertenezco centra su interés en el estudio de la endocrinología de la reproducción en peces teleósteos, utilizando como modelo una de las especies más emblemáticas de nuestro país y la región pampeana: el pejerrey bonaerense, Odontesthes bonariensis.

Los estudios sobre la reproducción de esta especie se han centrado en aspectos como la distribución de sexos, épocas reproductivas, variación de tamaño, tamaño de gónadas, etc., pero poco se conoce acerca de la fisiología de la reproducción analizada desde un punto de vista bioquímico y molecular. Mi trabajo en particular consiste en la caracterización a nivel molecular del «sistema GnRH» en el pejerrey. Sabíamos por estudios anteriores que el pejerrey posee tres formas moleculares de GnRH en su cerebro. Mediante la utilización de herramientas de biología molecular pude aislar y caracterizar las secuencias de ADNc (ácido desoxirribonucleico copia) que codifican para las correspondientes tres formas proteicas de GnRH en esta especie. Conociendo las secuencias codificantes para las tres moléculas puedo analizar los niveles de expresión génica de cada forma de GnRH, es decir, nuevamente, usando téc-

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pejerrey. La pregunta que nos podemos hacer es la siguiente: ¿De que nos sirve conocer como funciona el sistema GnRH en el pejerrey? Acabamos de ver que GnRH es una molécula clave para que se produzca la maduración gonadal, es decir, para que los organismos alcancen su madurez sexual y estén aptos para reproducirse. De modo, que tener un conocimiento amplio de cómo funciona este y otros mecanismos fisiológicos asociados a la reproducción nos puede permitir controlar de manera efectiva la reproducción del pejerrey en cautiverio y hacer posible a través de la manipulación hormonal o de otros factores inducir la reproducción en esta especie. En alguna otra edición de este boletín podemos compartir cuestiones que están más relacionadas con la actividad realizada por nuestro grupo de trabajo sobre el desarrollo de la Acuicultura del pejerrey bonaerense en cautiverio.

Boletín BIOLOGICA - Número 2- Mayo 2007

nicas de biología molecular observar si hay variaciones (aumento o disminución) de estas moléculas en el cerebro de pejerreyes que se encuentran en distintos estadios de su ciclo de vida o que fueron sometidos a condiciones ambientales que estimulan los procesos fisiológicos que desencadenan la maduración gonadal (como por ejemplo fotoperíodo y temperatura). Además, otra cuestión que me interesa resolver es poder establecer cuál es la localización exacta de estas moléculas en el cerebro, para ello estoy tratando de obtener anticuerpos que reconocen específicamente a cada una; y así, por medio de técnicas inmunocitoquímicas, poder detectar en cortes histológicos de cerebro de pejerrey, en que regiones se localiza exactamente cada variante de GnRH. Todos estos procedimientos tienen el propósito de obtener información útil que permita esclarecer el posible rol fisiológico de cada una de las formas de GnRH en el

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Invitamos a otros investigadores a difundir mediante esta sección su trabajo y experiencia. Difundir el trabajo de los científicos, acerca la ciencia a la gente y nos vuelve más criteriosos, y ... libres. Contáctese con nosotros: [email protected]

NOS

INTERESA MUCHO SU OPINIÓN:

Correo electrónico: [email protected] En el próximo número su opinión puede aparecer en..

INTERNET

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CARTAS DE LOS LECTORES

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comentarios

teóricos

BIODIVERSIDAD: TAXONOMÍA Y FILOGENIA por Magalí Bassarsky Entendemos por biodiversidad a la variedad de especies que coexisten en un determinado hábitat. Si consideramos a la biósfera en su conjunto, ¿cuántas especies conviven actualmente en nuestro planeta? La curiosidad y las múltiples aplicaciones de este conocimiento llevan a muchos científicos a investigar acerca de la diversidad biológica. Hasta el momento se han registrado aproximadamente un millón y medio de especies actualmente vivientes (un dato curioso: la mitad corresponde sólo a insectos). Pero esta cifra dista mucho del número total. En realidad no se sabe con precisión cuál es ese número, dadas las dificultades que aparecen al intentar estimarlo. Distintos métodos arrojan valores que van desde los 10 hasta los 80 millones de especies. Una estimación reciente indica 30 millones. A lo largo de la historia, el conocimiento de un número cada vez mayor de especies fue llevando a la necesidad de crear sistemas de clasificación que resultaran útiles para estudiarlas, y que permitieran a los científicos de todo el mundo compartir la información. Como sabemos, en la actualidad se utiliza el sistema propuesto por el naturalista Carl von Linné (1707 –1778), que presenta dos características fundamentales:

1) Utiliza una nomenclatura binomial, es decir, a cada especie se le adjudica un nombre genérico y un nombre específico, análogos a nuestro apellido y nuestro nombre respectivamente. 2) Es jerárquico. Esto significa que un conjunto de especies que comparten características se agrupan en un conjunto de mayor jerarquía llamado género; a su vez un conjunto de géneros que comparten características se agrupan en un conjunto de mayor jerarquía llamado familia, y así sucesivamente. Es decir, este sistema está formado por conjuntos inclusivos llamados categorías taxonómicas (en orden creciente, a la familia le siguen: orden, clase, filum o división, y finalmente reino). La taxonomía es la rama de la biología que se encarga de ponerle nombre a las especies y clasificarlas según sus características; también se encarga de establecer las reglas internacionales para que esto sea posible. La clasificación más difundida en las últimas décadas (propuesta por Whitakker en 1959 y revisada por Whitakker y Margulis en 1978) agrupa a los organismos en cinco reinos: Animalia, Plantae, Fungi, Protista y Monera. Este agrupamiento tiene en cuenta dos criterios principales: la organización celular y el modo de nutrición (ver tabla 1). Si bien ha sufrido algunos cambios y no hay acuerdo acerca de los límites exactos de

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Magalí Bassarsky es licenciada en Ciencias Biológicas (FCEyN - UBA). Actualmente se desempeña como docente de biología en el CBC (UBA).

([email protected])

Tabla 1: Características de los organismos clasificados en los diferentes Reinos.

Reino

ANIMAL

PLANTAE

FUNGI

PROTISTA

MONERA

Tipo de célula

Eucarionte

Eucarionte

Eucarionte

Eucarionte

Procarionte

La mayoría son pluricelulares. Hay unicelulares como las levaduras.

La mayoría son unicelulares, algunos (como muchas algas) son pluricelulares.

Unicelulares.

Heterótrofos.

Las algas son autótrofas, el resto (protozoos y protistas semejantes ahongos) son heterótrofos.

La mayoría son heterótrofas, algunas como las cianobacterias son autótrofas.

Número de Pluricelulares. Pluricelulares. células

Tipo de nutrición

Heterótrofos.

Autótrofos.

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algunos de los reinos, esta clasificación resulta muy útil como primera aproximación al ordenamiento de la enorme biodiversidad conocida (ver tabla 2).

La sistemática es la rama de la biología que estudia las relaciones filogenéticas (de parentesco evolutivo) entre los organismos. Los científicos ocupados en la sistemática tratan de averiguar cuál es la historia de cada especie, y de establecer cuáles fueron (o al menos hace cuánto tiempo existieron) los antecesores comunes de dos o más especies. Uno de los métodos más utilizados para establecer parentescos es el de comparar secuencias de nucleótidos del ADN o del ARN de los organismos. Estos estudios se basan en que, por lo general, mientras más emparentadas estén dos especies, más similares serán sus secuencias de nucleótidos. Los científicos tienden a que la taxonomía respete la filogenia. Seguramente Linné no sospechó que esto podía ser así, dado que en su época predominaban las ideas fijistas1. Sin embargo, de hecho realmente sí ocurre. Tomando prestado un concepto del artículo publicado en esta sección en el

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Acerca de la biodiversidad, no sólo interesa su estado actual, sino también su historia evolutiva. En este caso, la gran pregunta que se intenta responder es: ¿cómo es el «árbol genealógico» del conjunto de los seres vivos? Las investigaciones abarcan temas tan variados como la formación de las primeras células, los eventos de diversificación y extinción masivas, el origen de las células eucariontes o el pasaje de la vida al ambiente aeroterrestre. Nuestra propia historia –la del Homo sapiens-, y la del origen de la vida, son las que probablemente generan más pasión y polémica. Otra línea muy polémica por sus implicancias, es el estudio de las extinciones que se están produciendo en la actualidad debido a la actividad humana.

boletín anterior, podemos decir que lo que ocurrió fue algo análogo a una exaptación, en este caso no biológica, sino cultural: una idea surgida originalmente con una función –la de ordenar jerárquicamente el conocimiento de la biodiversidad- resultó posteriormente útil para otra función, que es la de establecer relaciones filogenéticas entre las especies. Casi cualquier ejemplo que se nos ocurra confirma lo dicho: mariposas y mosquitos están más relacionados entre sí que cualquiera de ellos con los hipopótamos, tanto en la taxonomía clásica como en sus historias evolutivas. Si esto se cumple, un género constituye un grupo de especies que divergieron muy recientemente, una familia es un grupo de géneros que divergieron hace más tiempo, etc. Es decir, cada taxón resultaría ser una unidad histórica real, en la cual todos sus miembros son descendientes de un único antecesor. A esta hipótesis se la conoce como el ideal monofilético. Intentemos entonces aplicar este principio a la clasificación en cinco reinos descripta más arriba. Estudios basados en el análisis del ARN ribosomal de numerosas especies, revelaron que, una vez que la vida surgió en nuestro planeta hace más de 3.500 millones de años, un único antecesor común dio origen a tres ramas. Este descubrimiento –respaldado por otras evidenciasobligó a crear una nueva categoría taxonómica: el dominio (Woese, 1990). Si consideramos a un dominio como una categoría de rango superior al de reino, podemos reagrupar a los seres vivos de la siguiente manera (ver figura 1): - Dominio Eubacteria: incluye un único reino, considerado el más antiguo. Aquellos primeros seres vivos compartían características con las eubacterias actuales, que son organismos con los más variados metabolismos (autótrofos y heterótrofos, aerobios y anaerobios), y que se encuentran en casi todos los hábitats, por lo que su clasificación resulta compleja.

Tabla 2: Cantidad de especies descriptas en cada uno de los Reinos.

Reino

ANIMAL

PLANTAE

FUNGI

PROTISTA

MONERA

Nº aproximado de especies conocidas

1.000.000

300.000

100.000

60.000

3.000 8

Figura 1: Dominios propuestos por Woese en 1990 a partir de estudios filogenéticos utilizando genes de ARNr. Los números corresponden a diferentes grupos de organismos: 1) cianobacterias, 2) bacterias púrpuras, 3) bacterias Gram-positivas, 4) metanobacterias, 5) bacterias halófilas extremas, 6) animales, 7) plantas verdes y 8) hongos. No se aclara el nombre de todos los grupos para facilitar la comprensión de la imagen (adaptado a partir de Woese (1990)).

Como vemos, el agrupamiento de todas las bacterias en un único reino no tiene su correlato en el árbol filogenético de los do-

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- Dominio Archaea (o arquibacterias): incluye un único reino, que surgió hace entre 1.500 y 2.600 millones de años. Nótese que el significado de su nombre («arcaico») confunde, dado que son más modernos que las eubacterias. Las arquibacterias se caracterizan por su capacidad para vivir en ambientes extremos, por lo que se las conoce como «extremófilas». Comparten características con las eubacterias (fundamentalmente su estructura procarionte, también su genoma organizado en operones), pero también presentan características propias (como la composición lipídica de sus membranas) y otras que comparten con los eucariontes (por ejemplo, la presencia de intrones en sus genes). - Dominio Eukarya (o eucariontes): incluye los otro cuatro reinos; todos ellos de organismos con células que presentan núcleo y otras organelas. Se estima que las células eucariotas se formaron en un largo y complejo proceso, que probablemente culminó con el surgimiento de los primeros protistas, hace aproximadamente 1.500 millones de años.

minios. Entonces ¿debemos desechar la clasificación de los cinco reinos? La realidad es que esto todavía no ha sucedido; por el contrario, ambas clasificaciones coexisten. Y es así porque, a pesar de la discrepancia, mantener el Reino Monera como tal simplemente resulta práctico. Pero éste es sólo un ejemplo de lo que sucede con el llamado ideal monofilético, que no siempre se cumple. Sucede que muchos taxones son polifiléticos, es decir, contienen organismos que descendieron de más de una línea ancestral (como ocurre con el Reino Monera). El hecho de que la clasificación taxonómica no siempre coincide con la filogenia, puede deberse a que simplemente la información con la que se cuenta es insuficiente. Suele suceder que los avances en el estudio de la filogenia permiten modificar una clasificación ya formada. De hecho en la actualidad, cualquier clasificación que se plantee es considerada una hipótesis, plausible de ser modificada. Sin embargo, como en el ejemplo de los reinos y los dominios, puede ocurrir que se reconozcan diferencias entre una determinada clasificación taxonómica y los nuevos descubrimientos filogenéticos, pero que de todas maneras no resulte conveniente o práctico modificarla2.

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Figura 2: Clasificación clásica. En la Clase Reptiles se agrupan a las tortugas, lagartos, serpientes, cocodrilos y los extintos dinosaurios; mientras que a las aves se las incluye en una Clase aparte, Aves.

rentesco sea muy remoto. En otros casos, la discrepancia se produce debido a las diferencias en la velocidad a la cual evolucionan ciertos grupos. Veamos un ejemplo: taxonómicamente la Clase Reptiles está separada de la Clase Aves (ver figura 2). Los lagartos y los cocodrilos pertenecen al primer grupo, mientras que cualquier ave o pájaro pertenece al segundo. Sin embargo hoy se sabe que las aves y los cocodrilos comparten un antecesor común más reciente que el antecesor común de los tres grupos (ver figura 3). Lo que sucedió fue que, una vez que surgieron las aves, esta novedad evolutiva resultó muy exitosa y se produjo una rápida radiación adaptativa. En cambio, los diferentes grupos de reptiles, mucho más antiguos, evolucionaron a una tasa menor. Nuevamente estamos frente a un caso en el que no se cumple la intención de que la clasificación respete la historia, y es seguro que, la Clase Reptiles seguirá estudiándose en universidades y escuelas tal cual se hizo hasta ahora. El tema desarrollado en este artículo es un buen ejemplo de que la biología es una ciencia dinámica, que dista mucho de ser un dogma, dado que sufre cambios constantemente. Además, distintas maneras de encarar un asunto pueden coexistir, a veces confrontadas, otras sin molestarse. Sin embargo, si observamos qué ocurre con la

A veces, la información con la que se cuenta lleva a errores, o resulta engañosa, como ocurre en los casos de convergencia evolutiva: Figura 3: Relación filogenética entre los anfibios (gris), reptiles (amarillo), dos especies (o gruaves (celeste) y mamíferos (rosa). Como se muestra en la figura, aunque pos de especies) las aves están emparentadas con los reptiles, se los clasifica en una Clase muy alejadas en su aparte; por lo que la Clase Reptiles sería un taxón parafilético. filogenia, pueden presentar características fenotípicas similares, debido a que dichas características resultan de procesos de adaptación al mismo ambiente (por ejemplo las alas de aves y de insectos, o el cuerpo fusiforme de los peces y de los mamíferos acuáticos). Como la taxonomía clásica desconoce la filogenia, puede ocurrir que considere a dichas especies dentro de un mismo grupo, aunque su pa-

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enseñanza de la biología, generalmente se la muestra como un conjunto de verdades acabadas e indiscutibles. En nuestras clases podemos usar los ejemplos de este artículo u otros similares para desterrar esta idea equivocada.

Bibliografía citada y recomendada: Crisci, J.V.; P. E. Posadas; y J. J. Morrone. La biodiversidad en los umbrales del siglo XXI. Revista Ciencia Hoy. Vol. 6 nº36, 1997. Curtis, H y N. S. Barnes. Biología. Quinta edición. Editorial Panamericana, 1994. Enger, E. D. y F. C. Ross. Concepts in Biology. Novena edición, Ed. Mc Graw Hill, 2001. Mark, R. Evolution. Tercera edición. Editorial Blackwell Publishing. 1998. Woese, C.; O. Kandler y M. Whellis. Towards a natural system of organisms: Proposal for the domains Archaea, Bacteria and Eucarya. PNAS. Vol. 87, pp. 4576-4579. 1990.

Invitamos a otros investigadores o docentes de biología a compartir con otros colegas, trabajos o revisiones teóricas de temas biológicos. Contáctese con nosotros: [email protected]

Fe de erratas Nº 1 En el artículo: El término «adaptación» en biología, escrito por Pablo Otero y publicado en el número anterior, existe un error que el autor quiere salvar con esta fe de erratas. En el último párrafo del artículo, dos conceptos quedaron invertidos. El párrafo debería decir: «Como corolario podríamos afirmar que: la selección natural es el mecanismo evolutivo que produce las adaptaciones, pero no todas las características adaptativas son producto de la selección natural».

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EN INTERNET

(sección fija)

El objetivo de esta sección es difundir direcciones de internet, a partir de las cuales, se puede descargar gratuitamente material bibliográfico en formato digital. Si conoce alguna dirección y desea compartirla con nosotros y sus colegas docentes, la incluiremos en próximas ediciones.

Libro de evolución: El Origen de las Especies

por Charles Darwin Esté clásico de la biología e historia de la ciencia, se puede descargar completo en formato PDF. Para eso luego de acceder al sitio Libros en Red (www.librosenred.com), utilice el buscador para acceder al libro. El tamaño del archivo es 1900 kb.

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Notas: 1) El fijismo sostenía que las especies fueron creadas de manera independiente unas de otras, y que permanecen inmutables a lo largo de toda la historia del mundo. Recién durante la segunda mitad del siglo XIX ocurrió la gran batalla entre fijistas y evolucionistas. 2) La taxonomía y la sistemática se valen de diversas herramientas (como la secuenciación de ácidos nucleicos, el análisis del desarrollo embrionario o la datación de los fósiles). También cuentan con varios métodos (como la fenética, la cladística y métodos que resultan de una combinación entre ambos), pero en muchos casos éstos pueden arrojar resultados contrapuestos, y entre los científicos no siempre hay acuerdo acerca de cuál es más conveniente aplicar.

RECURSOS

Cuadernillos: Publicaciones de la SEBIOT

por Soc. Española de Biotecnología En la sección publicaciones de la SEBIOT hay disponibles para descargar en formato PDF, cuadernillos referidos a: plantas transgénicas, biotecnología y salud, ambiente y alimentos. Los archivos son como máximo de 2000Kb. Para descargarlos ingrese a http:// www.sebiot.org/espa/publicaciones.htm

SU

APORTE ES FUNDAMENTAL:

Si luego de leer este boletín, encontró su contenido interesante, tal vez pueda colaborar con nosotros. ¿Cómo?: - Enviándonos información sobre eventos interesantes para docentes de biología, como: cursos, encuentros, talleres, etc. Nosotros la difundiremos en los próximos números. - Escribiendo y compartiendo experiencias didácticas o de laboratorio. - Enviándonos direcciones de internet con material para docentes. - Enviándonos direcciones de correo electrónico de docentes a los que usted crea les pueda interesar el boletín.

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CIENCIAS DE

CLUB DEL

En estos meses de otoño, basta detenerse a observar el aspecto de los árboles urbanos, con sus deformidades y mutilaciones, para de intuir que algo debería hacerse de otra manera en esta especie poda. la año: ritual que repetimos año tras

Podar un árbol para que produzca más frutos es una práctica cultural casi obligada, tal como ocurre en plantaciones frutales donde el resultado productivo, y por ende económico, depende de ella. Pero si se trata de un árbol ornamental, es decir los que son parte de un diseño paisajístico, cortina forestal o borde de calles y caminos... la cosa varía, y de hecho la poda que es aplicada sin un criterio técnico ocasiona diversos problemas en la salud de los árboles. Cada año, cuando comienza a descender la temperatura, se empiezan a cortar ramas de los árboles, en general con argumentos de tipo decorativos como por ejemplo «que tienen muchas hojas», «que da sombra en el invierno», «que molesta a alguna edificación» y hasta «para que la planta rebrote mejor en primavera». El árbol es importante en el ecosistema urbano porque hace a la estética de la ciudad, permitiendo la formación de microclimas más frescos en las temporadas estivales; porque al realizar la fotosíntesis, aporta oxígeno y capta dióxido de carbono atmosférico, y porque es el hábitat de numerosas especies de aves, entre otras muchas razones. El manejo que se hace de los árboles en las ciudades no siempre es el adecuado, y es muy común obserFigura 1: Formas correctas e incorrectas de cortar una var la realización de depredaciones rama. sumamente importantes. Es común observar en las calles, arboles que han sido podados de un modo excesivo, a los que se les han cortado algunas de sus ramas principales o que se han podado en una época inadecuada. A la hora de decidir una poda en forestaciones urbanas, deberíamos: -respetar la época en que se debe ejecutar esta tarea, no debe hacerse durante la foliación (primavera) y defoliación (otoño), dado que se altera el proceso de movimiento de reservas en la planta. Si se poda en otoño, el árbol pierde las reservas energéticas que debería emplear en su posterior rebrote primaveral. Por otro lado, si se poda hacia fines del otoño, las heridas tardan más en cicatrizarse, quedando expuestas a los patógenos xilófagos que son los responsables de las pudriciones de los troncos y ramas. Los daños que esto causa a la planta no se perciben en

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LA PÁGINA

LAS HOJAS Y EL VIENTO...

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el momento sino solo en el desarrollo y longevidad de los ejemplares. -no cortar ramas principales, de más de 10 cm de diámetro. -considerar que hay especies como el tilo que no admiten poda. -no hacer la poda total, sino conducción, raleo y escamonda. -no remover con la poda más de un 30% de la superficie foliar. -realizar el corte con las herramientas correctas, sesgados en relación al cuello de la rama y sin desgarros en la herida (ver figura 1), para que se vaya formando un callo de cicatriFigura 2: Callo de cicatrización en forma de zación, que es como un labio que se va cerrando sobre la herida (ver figura 2). Los tocones deben eliminarse, porque son estructuras fácilmente infectadas por patógenos que degradan la madera. Un corte que no deja tocón, favorece la formación de un callo de cicatrización circular que limita la entrada de microorganismos. Para mayor tranquilidad pueden aplicarse sobre el corte, productos fungicidas e insecticidas para evitar el ataque de enfermedades y para favorecer la cicatrización, si bien la savia de los árboles contiene sustancias con estas propiedades. Podar solamente las plantas que estén en formación, sin alterar gravemente la fisiología de la planta; mediante una poda correctiva, de conducción y mantenimiento. Si inevitablemente debemos podar ante situaciones puntuales, como ser cuando las ramas invaden zonas de cableados, o de una edificación, lo que se recomienda es hacerlo cuando las ramas son aún de diámetro reducido. La poda debe entenderse como una agresión; por eso si aprendemos a mejorar nuestra técnica; podremos minimizar el estrés que, a veces involuntariamente, ocasionamos en las plantas. Por la Ing. Agr. Adriana Balzarini. Para mayor información sobre este tema: http://www.unrc.edu.ar/publicar/24/cinco.html http://www.ci5.org.ar/poda2.htm ht.glacoxan.com/podadearboles.htm Imágenes: http://articulos.infojardin.com/arboles/como_hacer_cortes.htm

CLUB DE CIENCIAS DEL PARTIDO DE LA COSTA Visitá nuestro sitio web y conocé nuestros proyectos y actividades:

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EL PRÓXIMO BOLETÍN:

Un investigador nos cuenta su trabajo. Otro artículo de teoría de la biología. Nueva secciones: Historia de la Biología. Entrevista. Además, las secciones fijas: comentario bibliográfico, juegos (nuevos y resoluciones), conociendo nuestra flora y publicaciones.

[email protected] 13

BIOGRILLA La segunda entrega de la BIOGRILLA está dedicada a la flora 1 de la zona. Incluiremos en este jue2 go tanto las especies de plantas nativas como las introducidas. 3 Al completar con las respuestas correctas, se formará en la columna 4 marcada con negro, el nombre de la disciplina biológica que estudia las 5 plantas. Definiciones: 6 1. Nombre común de una espe7 cie de árbol cuyo nombre científico es Erythrina crista-galli. Pertenece 8 a una familia de plantas, que incluye un sinnúmero de especies que nos brindan recursos alimenticios, forestales, medicinales, etc. 2. Nombre de un género de plantas de la familia Onagraceae. Hugo De Vries realizó sus experimentos con los que descubrió las mutaciones con una especie de este género. En nuestra zona, crece una especie nativa perteneciente a esta familia. 3. Nombre común de una planta gramínea de alto porte con cañas floríferas de hasta 3 metros de largo que crece espontáneamente en suelos arenosos. 4. Nombre común de un árbol con grandes hojas acorazonas y con flores blancas y perfumadas que embellecen algunas de las calles de nuestro partido. Un dato más: pertenece a la misma familia que el Jacarandá. 5. Nombre del género al cual pertenece una planta que produce una gran cantidad de flores naranjas, organizadas como en «pisos». Muy visitada por picaflores. Es originaria de Africa y crece muy bien en nuestros jardines. 6. Nombre del género al cual pertenece una planta crucífera que crece en los médanos. Sus tallos u hojas son carnosas y sus flores de un color blanco a rosado. 7. Nombre de un género de árboles de los que en nuestra zona se encuentran varias especies. Son nativos de Australia, pero crecen muy bien por estos pagos. Florecen en primavera y despiden un hermoso «aroma». 8. Nombre común con que se conoce a los árboles pertenecientes al género Populus. Brindan una sombra espesa en verano pero por ser caducifolios dejan pasar el tibio sol del invierno.

¿QUIÉN F O T O?

LA ES LA DE

acida en uímica n l Q : s to a 58 en e D ió en 19 c e ll fa . , 1920 carrera r de su esplendo n e dios Sus estu l ADN rafía de ara cristalog ntales p a m a nd la e fueron fu d to brimien el descu . En el del ADN ra etu c u estr respond , ro núme próximo le y cógnita . mos la in s unos párrafos o m dedicare

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[email protected]

N O ACOSTUMBRO ATIBORRAR MI MENTE CON COSAS QUE PUEDO ENCONTRAR EN CUALQUIER LIBRO . A LBERT EINSTEIN

Resolución de la Biogrilla Nº 1: En la columna central: Milstein. En las filas: 1) Morgan, 2) Crick, 3) Lamarck, 4) Woese, 5) Watson, 6) Krebs, 7) Griffith y 8) Mendel. Fe de erratas: Aunque no impedía resolver el acertijo, cabe señalar que Carl R. Woese propuso en un artículo publicado en 1977, una nueva estructura filogenética para los procariotas. En ese trabajo los clasificó en tres grupos: Archaebacteria, Eubacteria y Urkaryotes. La propuesta de clasificar los seres vivos en tres dominios, llamados Archaea, Eubacteria y Eucarya, corresponde a otra publicación de Woese en PNAS, pero del año 1990. Gracias a Rafael Mac Donough por señalar el error.

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Biografías Breves ¿QUIÉN RESOLVEMOS

ES?

NUESTRA

INCÓGNITA DEL NÚMERO ANTERIOR:

ERNST MAYR (1904-2005)

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Nació en Kempten, Alemania el 5 de julio de 1904, en el seno de una familia de clase media culta. Desde niño disfrutaba la observación de aves y aunque siguiendo la tradición familiar estudió medicina, nunca se alejó de la ornitología. A la edad de 21 años y con la licenciatura en medicina en mano, ingresa a zoología en la Universidad de Humbolt (Berlín) y 16 meses después obtiene su doctorado. En seguida, acepta el cargo en el Museo de la universidad pero la estructura rigurosamente jerárquica de la institución, pronto lo lleva en busca de otros horizontes. Fue contratado como colector de aves lo que lo llevó durante 2 años y medio de Nueva Guinea a las Islas Salomón. De regreso, su ascendente reconocimiento dentro de la ornitología, lo llevó a Nueva York como investigador del Museum of Natural History. Durante los próximos 22 años, Mayr continúo dedicándose a la sistemática de aves y a la teoría sistemática, sin embargo, dichos estudios no fueron excluyentes. Publicó novedosos artículos ornitológicos que se alejaron de las tradicionales publicaciones taxonómicas, abarcando otros campos como la biología básica, la morfología, las variaciones geográficas y desembocaron en el terreno de la especiación y la evolución. Bajo la influencia del genetista Theodosius Dobzhansky, Mayr escribe: Systematics and the origin of species, su primer gran aporte al campo de la evolución; en el cual se indagan los mecanismos de especiación, proponiendo el aislamiento geográfico como mecanismo de aislamiento biológico en la especiación alopátrica. Es junto a Dobzhansky y al paleontólogo Gaylord Simpson que Mayr conforma el Círculo de Nueva York, pieza principal en la construcción conceptual e institucional de la Teoría de la síntesis evolutiva y sin lugar a dudas, su mayor contribución a la biología. Los tra-

bajos de Mayr nunca cesaron, dejó atrás el trabajo empírico, aceptó un puesto como profesor en el Museum of Comparative Zoology, centró su atención en los problemas teóricos de la evolución y publicó su hipótesis sobre la mayor velocidad evolutiva en pequeñas poblaciones periféricas aisladas respecto de las poblaciones centrales. La misma fue recogida por Eldredge y Gould en la «teoría de los equilibrios puntuados». En 1953, el hallazgo de la doble hélice centró la atención en la biología molecular y Mayr intentó revertir la situación promoviendo la biología evolucionista histórica. Fundó en 1967 el Journal of the History of Biology y realizó diferentes publicaciones acerca de la historia del pensamiento evolutivo. La fisiología y la genética permiten conocer cómo ocurren determinados procesos pero, la biología va más allá de las «causas próximas», son la ecología y la evolución las que al acercarnos a las causas remotas, nos permiten responder el por qué de dichos fenómenos. Ernst Mayr en el transcurso de sus 80 años dedicados a la biología, publicó más de 700 artículos científicos y 25 libros sobre el estudio de la sistemática, la evolución y la filosofía e historia de la biología. Su capacidad, tenacidad e iniciativa, lo convirtieron en un referente para la biología, al que la comunidad científica distinguió y que desde aquí, queremos recordar. Prof. Amparo Dolabani Bibliografía consultada: González del Solar, R y López de Casenave, J. Obituario Ernest Mayr. Revista Hornero 20(2): 193-196, (2005). Mayr, Ernst. 80 Years of Watching the Evolutionary Scenery. Science. Vol. 305: 46-47. July 2004.

Ernst Mayr (a la derecha) a los 24 años en Nueva Guinea.

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(sección fija)

COMENTARIOS BIBLIOGRÁFICOS Las plantas, entre el suelo y el cielo Jorge Casal. (2006). Colección Ciencia Joven Nº 3 , Editorial EUDEBA.104 páginas. Tapa color. 20 x 13 cm. ISBN 950-23-1449-2. $12.

Este libro es parte de la misma colección a la que pertenece «Evolución y selección natural» comentado en Biológica Nº1.

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El libro cuenta lo que ocurre a una planta a lo largo de su ciclo de vida. El lenguaje y redacción del libro son amenos y su principal virtud es la claridad que indudablemente surge de la vasta experiencia de Jorge Casal como profesor de la facultad de Agronomía de la UBA. Como se explican cuestiones complejas debe hacerse un esfuerzo importante por comprender ya que el autor no sobre simplifica las explicaciones para no sacrificar la profundidad de una visión científica. Aunque sin pretensiones de totalidad y sin los detalles de las pruebas experimentales existe una intensión implícita de eliminar las fantasías y la sensación de «misterio» que solemos tener frente al estudio de los seres vivos. El texto está dividido en siete capítulos y es muy rico en esquemas que simplifican las explicaciones. La introducción explica la importancia de dos aspectos esenciales en todo estudio sobre vegetales: a) las plantas interactúan intensamente con el ambiente que las rodea y b) los procesos ocurren en diversos niveles de organización, desde las interacciones moleculares hasta una comunidad vegetal. Los capítulos 2 y 3 consideran la primera etapa del ciclo de vida de la mayoría de las plantas: la transformación de una semilla en plántula. Se explica qué es y cómo funciona una semilla y se describen los principales efectos del ambiente desde que son dispersadas hasta que emergen del suelo. Sus títulos «Durmiendo en el suelo hasta que llegue el momento» y «¡Rápido! Del suelo a la luz», sintetizan la importancia ecológica de este período y justifican la existencia de la «dormición» en la mayoría de las semillas. El capítulo 4 explica el vínculo entre las plantas y el agua comenzando por las características de los suelos y cómo almacenan agua, cómo las plantas la absorben y finalmente cómo ocurre la transpiración. Se

explica cómo las plantas regulan la absorción y transpiración mediante la apertura estomática y las consecuencias que esto tiene sobre el crecimiento. El capítulo tiene dos virtudes principales: a) muestra que el movimiento del agua dentro de la planta obedece a principios físicos universales y b) rompe la idea equivocada y vastamente distribuida de que la sequía afecta las plantas porque es un sustrato del proceso bioquímico de la fotosíntesis. El capítulo 5 explica cómo las plantas absorben y regulan la absorción de nutrientes del suelo. Nuevamente el proceso se explica con principios fisicoquímicos universales mostrando que las plantas no escapan a las generales de la ley de funcionamiento del mundo inanimado. El capítulo 6 nos enfrenta a los problemas que debe resolver una planta por estar fija al suelo. Esta condición de inmovilidad fuerza a la mayoría de las plantas a convivir con otros organismos y competir por recursos. El desafío más importante para comprender estos problemas consiste en convencerse previamente de que las plantas no tienen conciencia, y que sus respuestas se explican por mecanismos codificados en su genoma que les confieren plasticidad. Las explicaciones permiten contestar preguntas como: ¿Por qué las hojas de las plantas son más gruesas cuando crecen en lugares soleados?, ¿Por qué las plantas son más altas cuando crecen en comunidades muy densas?, ¿Cómo hacen las plantas de una especie para florecer siempre en la misma fecha?, etc. El último capítulo cuenta los desafíos que tienen hoy los fisiólogos vegetales y esboza el modo en que intentarán resolverlos. Permanentemente se explican los procesos atravesando varios niveles de organización aunque excluye detalles acerca de la organización molecular. Aunque el asunto da para otro libro, quizás se pudo haber elegido algún ejemplo (como los fitocromos, tema en el cual

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Rafael Mac Donough ([email protected])

funcionamiento. Claudio M. Ghersa. Nº 8 • Entre el calamar y el camello. O del control del medio interno. Carlos Amorena y Alejandra Goldman. Nº 10 • La intimidad de las moléculas de la vida. De los genes a las proteínas. Martín Vazquez. Nº 13 • El lenguaje de las neuronas. Osvaldo Uchitel. Nº 14 • Biología Marina. Pablo E. Penchaszadeh y Martín I. Brogger. Nº 15 • Respuesta inmune. Anticuerpos, alergias, vacunas y reproducción humana. Ana Cauerhff y colaboradores. Nº 20 • El agua y el aire en nuestro planeta. Inés Camilioni y Carolina Vera. Nº19 • Contaminación y medio ambiente. Daniel Cicerone. Nº 21 Editorial Eudeba: http://www.eudeba.com.ar/ index.htm

Otros títulos referidos a temas biológicos de la Colección Ciencia Joven que editó EUDEBA: • Introducción a la geología. Andrés Folguera, Víctor A. Ramos y Mauro Spagnuolo. Nº4 • Reproducción humana. Marta Tesone. Nº 6 • Biodiversidad y ecosistemas. La naturaleza en

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Invitamos a otros investigadores o docentes de biología a compartir sus comentarios sobre libros que sean interesantes para realizar nuestro trabajo en el aula y/o continuar nuestra formación.

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[email protected]

Jorge Casal es especialista) y explicar sintéticamente su funcionamiento. También me hubiera gustado encontrar una sección donde el autor cite y comente bibliografía que permita profundizar el estudio de los temas discutidos. El libro está escrito en un lenguaje que permite usarlo como material de lectura para estudiantes de Polimodal. Además es una muy buena manera de enterarse del «estado del arte» de la fisiología de las plantas, lo que lo convierte en un excelente texto para la actualización de los profesores.

Contáctese con nosotros: biologicaboletí[email protected]

PUBLICACIONES CIENTIFICAS (sección fija)

PLoS Biology (link) PLoS Biology es una revista de acceso libre y gratuito editada por la Biblioteca Científica Pública (Public Library of Science - PLoS-), una organización de científicos sin fines de lucro que tiene como objetivo que la bibliografía científica y médica sea un recurso público. Todo el material publicado está disponible sin ningún costo, y se puede descargar, redistribuir y utilizar de cualquier forma, con la única condición de citar la fuente. PLoS Biology publica artículos de diferente tipo (ensayos, revisiones, etc), todos de excepcional importancia y relevancia para muchas áreas de la biología, desde la biología molecular hasta la ecología; incluidos trabajos interdisciplinarios con otras ciencias como química, medicina y matemáticas. Como parte del contenido de PLoS Biology se encuentran: trabajos de investigación (research articules), foros de discusión (community page), misterios no resueltos (unsolved mysteries), ensayos (essays), comentarios de bibliográficos (book review) y más. Otras publicaciones de PLoS: La Biblioteca Científica Pública (www.plos.org/journals/index.html) edita otras publicaciones referidas a temas relacionados con la biología: PLoS Medicine, PLoS Computational Biology, PLoS Genetics, PLoS Pathogens, PLoS Clinical Trials, PLoS ONE y PLoS Neglected Tropical Diseases.

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una

editorial imperdible

EL MAYOR DESAFÍO DE LA CIENCIA * por Douglas Futuyma **

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El andar del progreso de las ciencias biológicas, como generalmente en las ciencias, es tambaleante. Como un joven miembro del claustro universitario en los 70, yo no podía concebir que pronto tuviéramos a mano, siquiera la secuencia completa del genoma de un virus, mucho menos del genoma humano. Lo mismo se puede sostener para las aplicaciones de la ciencia. Cuando era estudiante, asistimos a la aparición de una plaga letal causada por una clase de virus que era desconocida; no obstante hemos podido describir el agente y desarrollar terapias efectivas en poco menos de una década. El progreso ha sido tan grande que se dio por sentado y no se discute sobre él. Incluso se creó una excesiva satisfacción generalizada: no se preocupe por el futuro, la tecnología resolverá nuestros problemas. Es verdad que la ciencia es aceptada bajo la capa de la tecnología. Somos gente pragmática y apreciamos que trabaje para nuestro beneficio, mientras que sea bastante inmediato (y preferentemente económico). Muchos aprendemos suficiente sobre tecnología como para conectar nuestros sistemas de audio, pero pocos aprendemos como los científicos descubrieron los principios que hacen esos sistemas posibles. ¿Cuántas personas comprenden que la tecnología en la cual confían, existe en virtud de las teorías científicas (conocimiento legítimo y fidedigno de las regularidades fundamentales de la física, química, biología y otras ciencias)?. Aún cuando la gente aprecia la tecnología, desconfía ampliamente de la ciencia, como queda claro cuando los científicos ponen en tela de juicio las creencias o dicen una «verdad inconveniente». Entre los temas contemporáneos, la evolución, el cambio climático y los desastrosos e impredecibles efectos del crecimiento poblacional son los ejemplos más conspicuos. Gran parte de los norteamericanos no aceptan el más importante y unificador principio de la ciencia de la vida; los políticos menosprecian el consenso científico unánime sobre el cambio climático; y los derechos religiosos aseguran que aún la anticoncepción es un tema políticamente riesgoso. Algunas conclusiones científicas son desconcertantes, ¿pero puede una persona pragmática no ver que un consenso científico es más confiable que

los pronunciamientos de una industria esponsoreada o un presidente ignorante en biología o física? El mayor desafío de la biología y la ciencia no es lograr un entendimiento más profundo de los genomas, ecosistemas o agujeros negros (ese conocimiento ya está progresando). El desafío que importa ahora es asegurarnos que la ciencia sea tomada seriamente. Los científicos necesitan convencer a la gente de que hemos desarrollado procedimientos honrados para entender como el mundo funciona, que hemos podido poner límites de confianza a la mayoría de nuestras conclusiones, y que nuestros antecedentes muestran que hemos alcanzado un conocimiento confiable y aún incompleto. A este respecto, como ex presidente de la AIBS (American Institute of Biological Science), Kent Holsinger describió en su editorial de diciembre de 2006, que la AIBS trabajará con la Academia Nacional de Ciencias, para que el 2009 sea «el año de entendimiento público de la ciencia». Mientras tanto, muchos de nosotros podemos hacer nuestra contribución, enseñando a nuestros alumnos como trabaja la ciencia. Es sólo a través de la educación que podemos esperar una población culta científicamente. ¿Es demasiado decir que el futuro del mundo depende de ello? * Título original: Science´s Greatest Challenge. Editoria de BioScience. Enero 2007. Vol 57 Nº 1, página 3. ** Douglas Futuyma es un biólogo de renombre mundial. Obtuvo su título de grado en en la Universidad de Cornell, y su Master y Doctorado (1969) del Departamento de Zoología de la Universidad de Michigan. Es profesor de biología evolutiva en la Universidad Estatal de Nueva York. Fue presidente de la Sociedad para el Estudio de la Evolución y de la Sociedad Norteamericana de Naturalistas y editor de las revistas científicas Evolution y Annual Review of Ecology and Systematics. Futuyma recibió el Premio Sewall Wrigth de la Sociedad Norteamericana de Naturalistas. Entre sus numerosos libros publicados, es autor de Biologia Evolutiva (tercera edición, 1998.), libro utilizado en cursos de biología de pre- y postgrado. Sugerencias en la traducción: Romina Hildebrandt ([email protected].) Capacitación bilingüe y traducciones.

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Experiencias de Laboratorio El objetivo de esta sección es compartir experiencias de laboratorio entre los docentes. Todos nosotros en nuestras clases hicimos alguna experiencia que resultó exitosa o no tanto. En esta sección podemos compartir con otros docentes, datos y consejos para que nuestra incursión al laboratorio, sea lo más provechosa posible para los alumnos. Además, es una realidad que no todas las escuelas poseen laboratorios equipados, por lo que intentaremos que en estas experiencias los materiales y sustancias utilizadas sean accesibles.

FACTORES QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA de una velocidad de acción muy rápida y los resultados se obtienen inmediatamente (ver figura), lo que la hace ideal para experiencias en escuelas. La catalasa es una enzima que en la célula se encuentra contenida dentro de los peroxisomas y su función es romper la molécula de peróxido de hidrógeno, en agua y oxígeno gaseoso (ver ecuación). El peróxido de hidrógeno se produce en la oxidación de los lípidos y es un oxidante muy fuerte que puede dañar otros compuestos de la célula. Objetivo El objetivo de esta experiencia es demostrar como los cambios de pH y de temperatura afectan la actividad de la enzima catalasa. La experiencia es muy sencilla y requiere de poco

equipamiento, e incluso se puede realizar en un aula si se carece de laboratorio. Muchos de los

Materiales: 10 tubos de ensayo. Agua oxigenada (peróxido de hidrógeno) de 10 volúmenes. Agua destilada. Bicarbonato de sodio. Hidróxido de sodio (se puede utilizar soda cáustica, que se consigue en ferreterías). Acido Clorhídrico (se puede utilizar ácido muriático, que se consigue en ferreterías). Papel indicador de pH (de 0 a 14). Hígado de vaca (no se requiere más que un pedazo pequeño). Filtro de papel para café. Pipetas de 10 ml y 1ml.

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Introducción teórica Las enzimas son proteínas cuya función en los seres vivos es acelerar las reacciones bioquímicas. Una particularidad de las enzimas es que son altamente específicas y reaccionan sólo con determinadas sustancias, llamadas sustratos. Esta alta especificidad por un sustrato, está determinada por la estructura espacial (estructuras 2º, 3º y 4º) que posee la enzima. Si bien los aminoácidos que forman las proteínas, están unidos entre sí por uniones covalentes (uniones peptídicas); la forma de una proteína se produce por las uniones débiles (puentes de hidrógeno y uniones iónicas) entre los radicales de los aminoácidos. Algunos factores del medio acuoso en el que actúan las enzimas pueden alterar y romper estas uniones débiles, modificando la forma de la enzima y como consecuencia su función. Entre estos factores se encuentran: la temperatura y el pH. Una enzima ideal para experimentar con los factores que afectan la actividad enzimática es la catalasa. Las razones son numerosas: es una enzima que se puede obtener fácilmente ya que se encuentra en la sangre e hígado de animales y en tubérculos como la papa. El sustrato de esta enzima es agua oxigenada (o peróxido de hidrógeno) que se puede conseguir fácilmente. La cantidad de uno de los productos liberados puede ser visualizada, ya que son pequeñas burbujas de oxígeno. Además es una enzima

Figura: Secuencia de la reacción obtenida luego de agregar el sustrato de la enzima. a: sin sustrato, b: recién agregado y c: diez segundos después de agregado.

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Tabla: Características de los tubos armados para esta experiencia. En la última fila se muestra la actividad obtenida en cada tubo. Los tubos 1 al 4 permiten observar el efecto del pH sobre la actividad de la catalasa. Los 2, 5 y 6 permiten observar el efecto de la temperatura sobre la actividad de la catalasa.

1

2

3

ambiente

Temperatura (ºC)

6

>90

50

2

7

9

7

8

12

0.5

0.5 nada

si

si

materiales y sustancias utilizadas las encontramos en cualquier cocina o las podemos conseguir en comercios del barrio (ferreterías y farmacias). Preparación de la experiencia Se prepararon cuatro soluciones de diferente pH. Cabe destacar que el pH de las soluciones no debe ser exacto, sino que la idea es poseer medios acuosos con valores de pH diferentes entre sí, desde muy ácido a muy básico. Se recomienda tener especial cuidado en el manejo del hidróxido de sodio (o soda caústica) y del ácido clorhídrico (o ácido muriático) ya que ambos pueden causar daños graves en la piel y mucosas. Las soluciones utilizadas fueron: Solución muy ácida (pH 2): preparada con agua destilada y ácido clorhídrico. Solución neutra (pH 7): simplemente agua destila-

0.1

1.0

2.4

1.5

0 nada

mayor

nada

nada

0.5 ¿?

¿?

da. Solución básica (pH 9): preparada con agua destilada y bicarbonato de sodio. Solución muy básica ( pH 12): preparada con agua destilada e hidróxido de sodio.

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Armado de los tubos 1. Rotular los tubos de forma tal de poder identificarlos a lo largo de todo el experimento. 2. Colocar el volumen correspondiente de la solución de pH indicado. Si no se dispone de una pipeta por cada una de las soluciones, lavar bien entre pipeteado de diferentes soluciones. 3. Colocar el volumen de la solución con enzima. 4. Controlar el pH mediante un tira de papel indicador. 5. En el caso de los tubos 5 y 6. Para el tubo 5, hervir agua en una vaso de precipitado (o recipiente similar) y colocar el tubo dentro cuando arranque el hervor por 2 minutos. Para el tubo 6, calentar agua hasta la temperatura de 60ºC y dejar en tubo dentro hasta realizar la experiencia. 6. Agregar el agua oxigenada. Tratar de hacerlo lo más rápidamente posible para poder comparar la reacción en los diferentes tubos. 7. Comparar la actividad entre los tubos teniendo en cuenta la altura que alcance la espuma y el tiempo que se produce.

nada

10

7 2

Agua oxigenada (ml)

9

ambiente 0

Agua (ml)

Actividad enzimática

5

0.5

Solución enzimática (ml) pH del agua

4

Preparación de la solución enzimática: Se colocó el pedacito de hígado en una licuadora con un poco de agua (preferentemente destilada), para favorecer su procesamiento. Luego de licuar bien el hígado se tomaron dos cucharaditas y se las colocó en un vaso junto con 40 mililitros de agua. La suspensión obtenida se pasó por un filtro de cocina fino (tipo filtro de té). La solución resultante de coloración rosada fue conservada en la heladera hasta la realización del experimento. Este paso de dilución de la solución enzimática es importante, ya cuando se utilizó directamente el licuado, no se apreciaron buenos resultados seguramente por la gran concentración de enzima agregada. Una vez preparadas las soluciones, se armaron diez tubos con diferentes soluciones y temperaturas (ver tabla). El efecto de la temperatura sobre la actividad enzimática se aprecia comparando los resultados de los tubos 2, 5 y 6. El efecto del pH en la actividad de la catalasa se observó en los tubos 1 al 4. Los tubos 7 y 8 son controles. Resultados La actividad fue determinada cualitativamente, según la cantidad y tiempo que se produce espuma. Las actividades obtenidas figuran en la tabla. Efecto del pH: En los tubos de pH 2 y 12 no se visualizó la producción de burbujas, por lo tanto no hubo actividad de la enzima. En los tubos de pH 7 y 9 se liberó una gran cantidad de burbujas que llegaron a levantar hasta 3 cm de espuma por sobre el líquido. Aunque tal vez existió diferencia entre estos dos tubos, no puede discriminarse a simple vista en cual hubo mayor actividad.

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http://ar.geocities.com/biologicaboletin

FOTOS

experimento, pero en la tabla se sugiere como hacerlo mediante los tubos 9 y 10. También siguiendo el mismo protocolo, se pueden armar tubos para observar la diferencia en la actividad con distintas concentraciones de sustrato. Para ello convendría hacer diluciones sucesivas del agua oxigenada y agregar a todos los tubos el mismo volumen de soluciones con diferente concentración de peróxido de hidrógeno. Preguntas sugeridas para trabajar en clase después de realizar la experiencia: 1- ¿Cualquier enzima tiene mayor actividad a pH neutro? 2- ¿Por qué se utiliza agua oxigenada para decolorar el pelo? 3- ¿Por qué se utiliza agua oxigenada en las heridas –sobre todo las punzantes o las producidas

DE LA

por objetos oxidados? 4- ¿Por qué cuando se prepara masa de pan o pizza no hay que disolver la levadura en agua hirviendo? 5- ¿Por qué una vez preparada la masa se deja en un lugar cálido para que levante? 6- ¿Qué objetivo tuvo preparar los tubos 7 y 8? ¿Cuál sería la explicación, si en estos tubos hubiera actividad? Lic. Pablo A. Otero ([email protected])

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Boletín BIOLOGICA - Número 2- Mayo 2007

Efecto de la temperatura: En el tubo con solución a temperatura ambiente (tubo 2) las producción de burbujas fue notablemente menor y más lenta que en el tubo a 60 ºC (tubo 6). En el tubo 5, que había sido colocado en agua hirviendo se formó un precipitado y no se produjo actividad alguna. A parte de estos tres tubos, se trató de determinar la actividad de la enzima a bajas temperaturas. El resultado obtenido fue llamativo, ya que incluso cuando se congeló la solución acuosa con la enzima, se obtuvo una importante actividad, pero difícil de comparar con los resultados de los otros tubos, ya que la actividad se daba sobre la superficie del líquido congelado. Efecto de la cantidad de enzima: No se realizó esta parte del

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