Ver... el calor

Como vimos en clase, la visión se basa en una cavidad con una pequeña abertura en la que los rayos de luz entran y sólo estimulan a unas pocas células nerviosas fotosensibles. El cerebro distingue entonces cuáles son las células que se han estimulado y cuáles no, sabiendo así la procedencia del rayo de luz y formándose la imagen.
Pues bien, en ciertas serpientes, existen dos pares de "ojos". Un par es muy parecido al nuestro. El otro, también está formado por una cavidad, y también hay una zona llena de células sensibles que son estimuladas según la orientación del estímulo. Pero este estímulo no es luz, sino calor. Células que se excitan con calor tapizan una membrana que se encuentra dentro de la llamada "foseta termorreceptora". Según la orientación de la fuente de calor, se excitan unas células u otras, y de esta forma se puede formar una imagen de calor. Sin duda lo mejor de este sistema, es que las células de la foseta acaban mandando la señal al mismo punto del cerebro que la célula equivalente del ojo; es decir, que la imagen visual se solapa encima de la imagen de calor, con lo que el animal de día goza de una mezcla de las dos imágenes, y en completa oscuridad solamente se sirve de una de ellas.
Para hacernos idea de cómo veríamos si tuviéramos fosetas de este tipo, podemos recurrir a la película (por otra parte de escasa calidad) "Alien Vs Predator". Los Predator, extraterrestres reptilianos con un grado de desarrollo muy superior al humano, gozan de esta increíble visión, que puedes disfrutar en este vídeo:

"La mayoría de las historias erróneas son las que creemos que mejor conocemos y, por tanto, nunca examinamos o preguntamos". Stephen Jay Gould.

Stephen Jay Gould es uno de los mejores paleontólogos y biólogos evolucionistas de los últimos tiempos. Además de su trabajo estrictamente científico, se hizo muy famoso por acercar la ciencia al público general, a través de muchísimos libros y ensayos cargados de sentido del humor y rigor científico. ¡Su fama es tal que incluso fue parodiado en un capítulo de los Simpsons!

El tacto

Como vimos en clase, nuestro sentido del tacto se basa en células más o menos especializadas, las cuales transforman el contacto o el cambio de presión en una señal eléctrica transmitida por las neuronas hasta el sistema nervioso central, donde se procesa la información y se envía la respuesta. Todos los animales hacen esto, recibir estímulos, procesarlos y enviar respuestas. Pero esto no quiere decir que en todos los animales esto ocurra de la misma manera. En animales muy sencillos, este proceso puede ser tremendamente simple; y este es el caso del cnidocisto:

El cnidocisto es una única célula que realiza todo el proceso; tiene una pequeña prolongación (llamada cnidocilio) que cuando es tocada dispara la respuesta ante el estímulo, que consiste en la salida repentina de un arpón cubierto de veneno. Esta célula se encuentra cubriendo gran parte del cuerpo de los cnidarios (anémonas y medusas), sobretodo los tentáculos. Cuando un pez toca un tentáculo de una medusa, miles de cnidocistos se disparan clavando el arpón en la piel del pez, el cual muere y queda pegado al tentáculo; cuando un bañista toca una medusa, miles de cnidocistos se disparan, y los arpones se clavan en la piel causando una irritación más o menos fuerte según la fuerza de la toxina del cnidocisto (diferentes en cada especie).

Eventos: Charla sobre Darwin

El lunes 1 de Junio, Arturo Fernandez, director del Instituto Politécnico Jesús Marín, vendrá a nuestro instituto a hablarnos de Charles Darwin. Recordemos que este año se cumplen 150 años de la publicación de uno de los libros más importantes de la ciencia en general y la biología en particular: "El Origen de las Especies".
Cuando Darwin publica este libro en 1859, provoca un impacto descomunal en el ámbito social y científico de la época. Por fin alguien encuentra una explicación satisfactoria a la diversidad de la vida, así como a la pregunta más importante que se ha planteado el ser humano desde la antiguedad; ¿De dónde venimos?

La frase de la semana

"Vivimos en una sociedad profundamente dependiente de la ciencia y la tecnología y en la que nadie sabe nada de estos temas. Ello constituye una fórmula segura para el desastre."Carl Sagan
Carl Sagan fue un astrónomo y divulgador científico que intentó toda su vida acercar la ciencia a todo el público, mostrándola como una manera de pensar y descubrir el mundo. Fue uno de los pioneros en la exobiología, y además de publicar numerosos libros sobre astronomía y ciencia en general, fue el responsable de una de las mejores series documentales: Cosmos.

El olfato

Como hemos visto en clase, la parte superior de la cavidad nasal se encuentra tapizada de células ciliadas encargadas de captar (gracias al mucus que las cubre) moléculas del aire. Cuando se produce la unión de la molécula con su receptor, la célula produce un impulso nervioso hacia el nervio olfativo que acaba llegando al cerebro. Diferentes moléculas se unen (y por tanto estimulan) a diferentes células ciliadas; según qué célula se estimule, la señal es distinta y por tanto la percepción es diferente.
Evidentemente, como poder, una molécula puede entrar y no unirse a ningún receptor; cuantas más moléculas entren, y cuantas más células ciliadas haya, más probabilidad hay de que se de esta unión, y por tanto más probabilidad hay de que se detecten las moléculas en cuestión. Los perros tienen unas 250 millones de células ciliadas (frente a los 5 millones de células ciliadas que tiene el ser humano). Cuando una molécula entra en la nariz de un perro, la probabilidad de que se una a un receptor es máxima (simplemente porque hay muchos receptores) de ahí que puedan oler un rastro dejado por una persona (vamos soltando moléculas nuestras allá donde vamos aunque no nos demos cuenta) a kilómetros de distancia, o las moléculas que libera una droga o un explosivo aunque sea en cantidades mínimas.

La película de la Semana

Parque Jurásico. A partir de ADN de dinosaurio (conservado dentro de mosquitos atrapados en ámbar de la época en cuestión), un equipo de científicos logra clonar a estas impresionantes criaturas con la intención de hacer un impresionante zoo del pasado. Aunque llena de inexactitudes paleontológicas (velocirraptores asombrosamente grandes y sin plumas, tyranosaurios carentes de olfato, etc.) el argumento está trabajado desde un punto de vista científico (lo que no quiere decir que sea posible) y desde luego es una excelente oportunidad para disfrutar de estas criaturas gracias a unos efectos especiales realmente conseguidos.

La frase de la semana

"Preserva tu derecho a pensar, puesto que incluso pensar erróneamente es mejor que no hacerlo en absoluto" Hipatia.

La apasionante historia de Hipatia ha sido llevada al cine recientemente por Alejandro Amenabar en forma de la superproducción Agora.

Cuestión de Hormonas

Como vimos en clase, las hormonas son moléculas secretadas a la sangre que regulan multitud de procesos corporales. Son de destacar las hormonas sexuales, fundamentales en el desarrollo de las características que diferencian la hembra del macho en los animales. Así, un animal macho desarrolla sus caracteres masculinos porque en sus genes está codificada la mayor presencia de hormona masculina durante su desarrollo, mientras que un animal hembra ocurre lo propio con los caracteres femeninos. ¿Qué ocurriría si un embrión genéticamente masculino, por cualquier causa, se desarrolla bajo la presencia de hormonas femeninas? Pues que se produce una femenización de sus caracteres. ¿Y si ocurre al contrario? Pues lo que ocurre con la hiena moteada: el embrión puede ser genéticamente femenino, pero las madres no poseen aromatasa, una enzima que degrada la testosterona producida de forma natural en la placenta. Así que la madre no produce aromatasa, ésta no destruye la testosterona, y por tanto una cría de hiena moteada genéticamente hembra, se desarrolla bajo la influencia de altos niveles de testosterona. El resultado: las hienas moteadas hembras tienen unos genitales externos femeninos asombrosamente parecidos a los de un macho (aunque internamente son muy distintos, pues pueden tener crías). La testosterona es una hormona que provoca agresividad, y como no podría ser menos, las hienas hembras son sorprendentemente agresivas, mucho más que lo machos, dominando los clanes y siendo las primeras en comer.

El Sistema Nervioso

El sistema nervioso, como hemos visto en clase, permite la coordinación de todo nuestro cuerpo, así como la relación de nuestro cuerpo consigo mismo y con todo lo que le rodea. Gracias al sistema nervioso captamos estímulos, procesamos información, tomamos decisiones y llevamos a cabo respuestas. A veces nos tomamos nuestro tiempo para llevar a cabo todos estos procesos, pero lo cierto es que en la mayoría de las ocasiones esto sucede en fracciones de segundos. La altísima velocidad a la que tiene lugar este tipo de fenómenos es posible gracias a la naturaleza eléctrica de la señal; es decir, la información que viaja de un lugar a otro en nuestro cuerpo lo hace en forma de impulso eléctrico que viaja de neurona en neurona hasta su destino. Se puede decir que somos Robots, y nuestro sistema nervioso es el complejísimo circuito que gobierna todas nuestras funciones.
Pues bien, si esto es así, ¿es posible fabricar un robot que tenga como circuito un sistema nervioso biológico? Esto es lo que deben haberse preguntado los científicos de la Universidad de Reading (Reino Unido) a la vista de su último trabajo. Los científicos han colocado neuronas, procedentes de un cultivo de células procedentes de embrión de rata, en un disco integrado por alrededor de sesenta electrodos que captura las señales emitidas por las células, y que de esta forma dirigen los movimientos de un pequeño robot. Éste es capaz de moverse y evitar obstáculos con las "órdenes" que le da este "cerebro". Cada vez que se acerca a un objeto, unas señales emitidas por los electrodos se dirigen al "cerebro" y estimulan a las neuronas, que responden enviando la orden de torcer a la derecha o la izquierda para esquivarlo. Sin duda el desarrollo de este tipo de experimentos nos permitirá conocer más a fondo el funcionamiento del sistema nervioso y sus patologías. Y por qué no decirlo, nos permite recrearnos aún más en la fantasiosa idea (varias veces llevada al cine) de robots inteligentes que persiguen a los humanos.

El ritmo de los animales

Como estamos viendo en clase, los latidos del corazón impulsan la sangre por todo el cuerpo con el objetivo de que los nutrientes y el oxígeno puedan llegar hasta la última célula del organismo. El ritmo al que esto ocurre depende normalmente de las necesidades; en una situación de estrés, el corazón se acelera para que podamos disponer de más energía con la que emprender la huida, por ejemplo. Pero también depende del organismo. Los organismos más grandes tienen un metabolismo lento. Así, mientras que un ser humano tiene un ritmo de unas 75 pulsaciones por minuto en condiciones normales, un elefante puede tener unas 30 pulsaciones. Por otro lado, los organismos más pequeños, tienen un metabolismo muy rápido, de manera de que la demanda de oxígeno es mayor; de esta forma, una musaraña (el mamífero más pequeño que existe) tiene un ritmo cardíaco exagerado, llegando a las mil pulsaciones por minuto. Se puede decir que estos mamíferos viven la vida "con prisas"; no es casualidad que la vida media de una musaraña sea muy inferior a la de un elefante, de manera tal que, si hacemos cuentas, tanto elefante, como ser humano, como musaraña, sienten latir su corazón el mismo número de veces en su vida.

Los pulmones

En los pulmones tiene lugar el intercambio gaseoso. Lo normal es que el aire que entre sea más o menos normal: mucho nitrógeno, bastante oxígeno, y una pequeña porción de otros gases. Sin embargo, podemos tener el mal hábito de introducir otro tipo de gases como amoniaco, monóxido de carbono, alquitrán, y una larga lista de sustancias tóxicas. Al nivel de los pulmones, en esto consiste fumar, y evidentemente, las células de los alveólos pulmonares sufren. Dicho sufrimiento se traduce, entre otras cosas, en una alta posibilidad de contraer cáncer de pulmón. En esta imagen podemos ver una imagen de un pulmón normal y de un pulmón de un fumador.

Tras el esófago, el estómago, y luego el intestino delgado

Tras el esófago, el bolo alimenticio pasa al estómago, donde ciertas enzimas y el HCl, y gracias al movimiento de las células musculares que lo recubren, tiene lugar un alto porcentaje de la digestión. El estómago abre al píloro al intestino delgado, donde el epitelio está replegado para aumentar la superficie de absorción. Si a esto le añadimos que, como se observa en la fotografía de abajo cada célula presenta microvellosidades, la superficie efectiva de un intestino delgado de un adulto puede llegar a los 100 metros cuadrados.

El esófago

Y después de la boca, con la lengua y los dientes, el alimento pasa a la faringe (común al sistema respiratorio) y al esófago. Aquí tenemos un corte transversal del esófago, en el que se observan repliegues que se amoldan al paso del bolo alimenticio, y una capa de células musculares rodeándolo todo que al contraerse van a hacer avanzar el alimento hasta el cardias, la válvula que se abre al estómago.

A modo de curiosidad, aquí tenemos la imagen de la superficie del esófago de una tortuga marina; seguramente, los "pinchos" dirigidos hacia el interior del animal sirvan para evitar que ciertas presas un tanto viscosas (como por ejemplo las medusas) puedan salir hacia fuera después de haber sido tragadas.

Superficie de la lengua con restos de comida

En esta imagen de microscopía electrónica de barrido observamos las papilas linguales llamadas filiformes, muy abundantes en toda la superficie de la lengua, responsables de ese aspecto "rasposo". Como explicamos al comenzar el tema, la lengua nos permite mover el alimento dentro de la boca para masticarlo mejor, así como percibir los sabores. Recordad que aunque decíamos que hoy en día, por nuestro modo de vida, la percepción de sabores tiene más que ver con el disfrute de la comida que con otra cosa, el sentido del gusto tiene un significado biológico muy importante, en tanto en cuanto permite al animal discernir entre un alimento potencialmente peligroso (por ejemplo, en mal estado) de un alimento no peligroso.

Macrófago en plena acción defensiva

Aquí tenemos una imagen de microscopía electrónica de barrido, en la que un macrófago emite unas prolongaciones (gracias al citoesqueleto) con la intención de inmovilizar a bacterias. El macrófago es un componente fundamental de nuestro "ejército" de células que nos defienden de lo extraño, en lo que se llama "Respuesta inmune". La parte de la biología que estudia dicha respuesta es la inmunología.

La neurona

A modo de recordatorio del anterior tema, he aquí la imagen de una de las células animales más peculiares e importantes; la neurona.

Bienvenidos

Bienvenidos a un nuevo blog de Ciencias Naturales donde podremos exponer nuestros trabajos y actividades, así como enlazar con eventos, fotografías o vídeos interesantes relacionados con la asignatura.