porque los misteriosos caminos de la evolución tienen sus causas, consecuencias y víctimas

18.9.13

La orientación está en el cielo.

Este año, el ganador del premio Ig Nobel en biología y astronomía fueron Marie Dacke,  Emily BairdMarcus ByrneClarke Scholtz, y Eric J. Warrant por su investigación sobre cómo los escarabajos peloteros se orientan para hacer sus bolitas de caca en línea recta. Como sucede en general con un laureado Ig Nobel, la investigación puede parecer al principio cómica y absurda, pero es en realidad una investigación importante por varios aspectos. Además de ser la primer evidencia de que animales se orientan con la vía láctea (y que en si mismo a mi ya me parece fascinante, tanto que lo hagan como que no lo sabíamos), y que el comportamiento de bichos es por ende complejo (¿cómo es que ese comportamiento evolucionó?), el artículo es un ejemplo elegante de diseño experimental donde los recursos que se utilizan son modestos, y los resultados súper lindos. 

Los escarabajos peloteros se llaman así pues hacen pelotitas de excremento de otros animales, que después ruedan hasta encontrar un punto donde el suelo esté lo suficientemente suave para excavar, echar la bolita, depositar un huevo, y enterrar esta cuna que servirá de alimento para cuando nazcan sus hijos. Esto lo deben hacer antes de que el excremento se seque, pues la humedad es importante para el huevo, por lo que el procedimiento tiene que ser lo más eficiente posible. Dar vueltas y vueltas sobre el mismo punto no es una buena estrategia, y se sabe que los escarabajos peloteros ruedan sus bolitas en líneas rectas de modo que hacen más rápida la búsqueda de lugar perfecto. El detalle está en que hacen esto durante la noche, en la obscuridad, donde hay muy pocas señales visuales que sirvan para orientarse. Las únicas señales visuales que tienen están en el cielo.



La luna es el elemento más visible en el cielo nocturno y ya se había comprobado que los escarabajos se orientan con ella. Sin embargo hay horas de la noche y días del mes donde la luna no es visible, y los escarabajos siguen rodando en línea recta. La investigación ganadora del premio Ig Nobel demostró que logran esto orientándose con la Vía Láctea, esa mancha blanca en el cielo nocturno que los griegos pensaban que era leche derramada de Hera, pero que en realidad es la luz de alrededor de las 4000 estrellas visibles para el ojo humano de la galaxia en la que estamos inmersos.

Para comprobarlo, pusieron a escarabajos peloteros en el campo durante la noche, al centro de un área circular. Ahí midieron la longitud del trayecto y el tiempo que tomaban en salir del círculo; la manera más eficiente de hacerlo es en una línea recta, por lo que entre menor trayecto y menos tiempo se tardaran, querría decir que estaban mejor orientados. A algunos escarabajos les cubrieron los ojos con una cachuchita muy coqueta, para impedirles ver el cielo. Resultó que los escarabajos con la cachuchita lo hicieron mucho peor que los que sí podían ver libremente el cielo. 

Escarabajo con artefacto en forma de cachuchita. Imagen tomada de Dackle et al. 

Después pusieron a prueba qué es lo que en el cielo ayuda a los escarabajos a caminar en línea recta. Esto lo hicieron dentro de un planetario que simula el cielo nocturno, pero que ofrece la ventaja de prender y apagar a placer algunos de los astros. Los resultados se explican en la siguiente figura, donde del lado izquierdo están las diferentes condiciones en el campo, y del derecho en el planetario. La orientación se mide con el tiempo que se tardan en salir del área circular. Cuando lo hacen más rápido es a la luz de la luna, pero bajo el cielo estrellado no lo hacen nada mal, tanto en el campo como en el planetario. Los asteriscos sobre las barras quieren decir que la diferencia de tiempo entre esas barras y el tiempo bajo el cielo estrellado es significativa, es decir, de verdad podemos decir con confianza que sí hay diferencias. En el caso del campo, los escarabajos con cachucha (cap/overcast) caminaron hacia afuera del círculo en mucho más tiempo que los otros, no pudieron orientarse. En el caso del planetario, los escarabajos en oscuridad y a los que sólo les dejaron las 18 estrellas más brillantes (bright stars) del cielo tampoco se orientaron bien. 

Imagen tomada de Dackle et al. 

Pero las barras más interesantes son las de la Vía Láctea (Milky Way) y la de las 4000 estrellas menos brillantes (dim stars), que forman la línea que vemos de la Vía Láctea (la diferencia es que en el planetario la Vía Láctea es simulada con un rayo de luz recto sobre la luz de las 4000 estrellas, pero es prácticamente lo mismo). Estas barras no tienen asterisco, lo que significa que no hay diferencias significativas entre la orientación con el cielo estrellado, o la orientación con la Vía Láctea. 

El cielo estrellado se compone de la Vía Láctea (con sus 4000 estrellas visibles y poco brillantes) y las 18 estrellas más conspicuas. Lo que los resultados en conjunto muestran, es que si dejamos sólo a las 18 estrellas más brillantes, los escarabajos comienzan a caminar en círculos, pero si dejamos a la Vía Láctea, lo hacen tan bien como bajo el cielo estrellado. Por lo tanto, la señal visual efectiva en el cielo nocturno es la Vía Láctea. Otra investigación muestra que en octubre, cuando la Vía Láctea está cercana al horizonte durante la noche, los escarabajos peloteros no pueden rodar en línea recta si no hay luna. 

Así que quien busca orientación en el cielo estrellado no está tan equivocado, especialmente si es un escarabajo pelotero. 

10.9.13

Repopoblar, por así decirlo...

Este post se trata de transplantes fecales. Así como se lee. Transplantar heces fecales de una persona a otra. El motivo: curar personas de infecciones intestinales muy severas. La vía: enema o nariz. Nivel de asquerosidad: mil sobre cien. Nivel de efectividad del tratamiento: 94 sobre cien.


En una más de las ironías en que los seres humanos nos hemos metido solos, nuestra mayor herramienta contra el contagio bacteriano nos ha traído como consecuencia directa a varias de las cepas más peligrosas de bacterias para nuestra especie. Los antibióticos han moldeado la evolución de ciertos tipos de bacterias que son ahora resistentes a toda medicina, y que, en otra de nuestras ironías, proliferan en los hospitales. Es aquí donde comúnmente se encuentra Clostridium difficile, patógeno que causa un tipo de diarrea asociado al consumo de antibióticos, y cuya infección ha crecido de manera alarmante en los últimos años. El número de casos de adultos infectados se ha triplicado entre 1993 y 2005, y se duplicó entre 2001 y 2005. Además, nuevas cepas hipervirulentas han surgido con lo que también ha aumentado la tasa de mortalidad de esta bacteria. 



Clostridium difficile se aloja en el intestino, donde libera ciertas toxinas que causan diarrea. Su proliferación está asociada con el uso de antibióticos, pues éstos matan a otras bacterias intestinales, dando lugar a un ambiente libre de competencia que rápidamente se superpuebla de Clostridium. Como tratamiento existen dos antibióticos, pero es común que ninguno funcione en el largo plazo y que la infección reincida. Existe también una opción menos ortodoxa y más eficaz, pero también más escatológica. Claro que tener diarrea de por vida es de por sí bastante escatológico, y tal vez esta sea la razón de que los pacientes accedan a un transplante fecal de un donador sano. Esto, y que los resultados del tratamiento son sorprendentes.



Los transplantes fecales para tratar este tipo de diarrea se han utilizado desde hace más de 50 años, y los doctores que los llevan a cabo no dudan de su efectividad. Sin embargo, fue hasta este año que se hizo un estudio para comprobar su eficacia en comparación con el tratamiento convencional, los antibióticos. Para esto se reclutaron 43 voluntarios que hubieran tenido al menos una recaída en la infección de C. difficile después de tomar antibióticos. Los dividieron al azar en dos grupos: uno para ser tratados durante dos semanas con el antibiótico más utilizado contra esta infección, y otro para recibir una dosis de heces fecales (a través de un tubo de la nariz hacia el intestino) de 15 donadores sanos. El estudio estaba planeado para ir reclutando hasta 120 voluntarios, pero los doctores al ver los primeros resultados decidieron que era poco ético continuar sin darle heces fecales a todos los pacientes. El antibiótico curó al 27% de los pacientes, mientras que el transplante fecal curó al 94%. Todos los pacientes recibieron su dosis fecal después de estos resultados, y todos se curaron después de uno o dos transplantes. 



La idea detrás de esto es repoblar los intestinos desplazando a Clostridium e introduciendo bacterias benéficas para la persona. Es más o menos como tomar yogurt o probióticos, sólo que de una manera más contundente. La forma de hacerlo es bastante sencilla, pues se licúa la caca con una solución salina y después se introduce al paciente. No existen efectos secundarios graves, y la parte más compleja y cara es analizar que los donadores no tengan enfermedades que puedan contagiar a los pacientes. Además de la diarrea, hay otras enfermedades que pueden ser tratadas con transplantes fecales, como ciertos tipos muy severos de colitis. Gracias a lo relativamente fácil del tratamiento, han surgido movimientos que promueven el transplante fecal "hágalo usted mismo", y que dicen tener numerosos casos de éxito. Yo no lo recomendaría, pero creo que bajo supervisión médica es una muy buena alternativa a los antibióticos.  



A pesar de todas las ventajas que tienen los transplantes fecales, una de sus mayores desventajas es el asco que produce la idea. Pero existe una opción un poquito menos asquerosa. Su nombre es "rePOOPulate" (rePOPOblar), y consiste en un sustituto de excremento que contiene las bacterias necesarias para erradicar a C. difficile. Este tratamiento apenas ha sido probado con dos pacientes que recibieron un sustituto basado en las bacterias intestinales de una mujer sana. Ambos pacientes se curaron en menos de 10 días, por lo que también parece ser una opción prometedora. 

Les dejo, sin que tenga nada que ver, esta receta de cupcakes de chocolate traducida de http://sallysbakingaddiction.com/. Disfruten de la vida.

Muerte por cupcakes de chocolate
Death by Chocolate Cupcakes
Para hacer 12 cupcakes. 
Ingredientes
    Cupcakes de chocolate oscuro
  • 1/2 taza de mantequilla.
  • 2 onzas de chocolate semidulce para repostería.
  • 1/2 taza de cocoa.
  • 3/4 taza de harina. 
  • 1/2 cucharada de bicarbonato.
  • 3/4 cucharada de polvos para hornear.
  • 1/4 cucharada de sal. 
  • 2 huevos a temperatura ambiente.
  • 1/2 taza de azúcar. 
  • 1/4 taza de azúcar mascabado.
  • 1 cucharada de vainilla.
  • 1/2 taza buttermilk*
  • Frosting de chocolate oscuro
  • 2 y 3/4 taza de azúcar glass. 
  • 2/3 taza de cocoa. 
  • 6 cucharadas de azúcar, suavizada a temperatura ambiente.
  • 6 cucharadas de crema para batir. 
  • 1 cucharada de vainilla.
  • 1/3 tazas de chispas de chocolate para decorar. 
Instrucciones
  1. Para los cupcakes: Precalentar el horno a 180 grados. Poner los papelitos de los cupcakes en la charola de cupcakes. 
  2. Derretir la mantequilla y el chocolate juntos en el microondas o a baño maría. Dejar enfriar un poco. 
  3. En un bowl mediano, cernir la cocoa, harina, bicarbonato, polvos para hornear y sal. En un bowl grande, revolver huevos, azúcares y vainilla hasta que estén suaves. Añadir la mantequilla/chocolate e incorporar. Añadir la mitad de la mezcla de harinas, después la mitad de la buttermilk. Repetir hasta que todo esté incorporado. Mezclar hasta que se combinen y no más, la consistencia debe ser como de pudín. 
  4. Dividir la mezcla en los 12 cupcakes, hornear por 18 minutos o hasta que al meter un cuchillo éste salga limpio. Dejar enfriar completamente.
  5. Para el frosting: Mezclar azúcar glass y cocoa hasta que no haya bolitas. 
  6. Con una batidora, batir mantequilla a velocidad media hasta que esté esponjosa, más o menos por dos minutos. Gradualmente añadir el azúcar/cocoa alternando con la crema para batir y la vainilla. Batir en velocidad baja después de cada adición. Añadir más azúcar glass si queda muy obscura la mezcla. Añadir sal si está muy dulce. Decorar los cupcakes cuando estén fríos. 
Notes
* En español no sé cómo se diga, es leche cortada... pero se prepara así: 2 cucharadas de vinagre blanco o jugo de limón con media taza de leche, mezclar y dejar reposar 5 minutos.