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domingo, 16 de junio de 2013

EL ARO

Hace tiempo puse una entrada sobre una planta de la familia de las aráceas. La titulé "Biarum, el primo moreno del aro"

Arum italicum





Pues bien, ahora le toca el turno al aro (Arum italicum), otra arácea, que suele pasar desapercibida si no está en floración e incluso con ella. Solo cuando ha fructificado se atreve a dar la nota y se vuelve llamativa.

Lo más interesante de esta planta es, como en el biarum, su inflorescencia. Una inflorescencia es un conjunto de flores que se encuentran muy próximas unas a otras.

La inflorescencia de las aráceas consiste en pequeñas flores de ambos sexos reducidas a carpelos las femenimas y a estambres las masculinas. Todas ellas nacen en torno a un eje carnoso llamado espádice rodeado por una hoja modificada denominada espata que recuerda a una corola.

En el caso del aro, el espádice es de color amarillo anaranjado y la espata blanco verdosa.

Nuestro aro se eleva por encima de sus parientes (biarum, cala, poto, anthurium, candilico,...) porque ha convertido su inflorescencia en un mecanismo de polinización de "alta tecnología".

Fijémosnos en la fotografía:

Inflorescencia abierta del aro

Detalle de las flores


 En la base encontramos las flores femeninas, cada una de las cuales es un simple pistilo; le siguen algunas flores femeninas estériles y con aspecto de pelos; más arriba están las flores masculinas, reducidas a estambres y por encima de ellas hay un conjunto de pelos, que son flores masculinas degeneradas, inclinados hacia abajo. Obsérvese que la espata que envuelve la inflorescencia está estrechada justo por encima de la zona de los pelos.

Esta bella y complicada estructura es una eficaz trampa para insectos polinizadores.


Infrutescencias del aro
El aro emite un olor (desagradable para nosotros) que atrae a ciertas especies de pequeños insectos, sobre todo dípteros, que al entrar en la inflorescencia resbalan y caen hasta el fondo. Los pelos impiden que puedan salir y así, estos pequeños prisioneros se mueven dentro de su celda polinizando las flores femeninas. Pasan toda una noche dentro de la trampa hasta la mañana siguiente, momento en que han madurado las flores masculinas y se han marchitado los pelos.

Los insectos salen del aro embadurnados de polen y, "tropezando de nuevo en la misma piedra", caerán en otro aro que con su olor los atraiga, repitiéndose la escena.

La trampa tiene un diseño sin igual y consigue que la polinización sea muy eficaz.

Todas las plantas, salvo excepciones, se las arreglan para evitar la autofecundación y así, por ejemplo, una flor de cerezo necesita de varias visitas de insectos en sucesivos días: el pistilo será fértil en un momento en que los estambres no lo son y pasado un tiempo, ocurrirá a la inversa. Unos insectos traerán polen de otras flores y otros se llevarán el de esta.

Nuestro aro utiliza el mismo mensajero de ida y de vuelta, pero es condición necesaria que pase la noche en el calabozo.
 

lunes, 10 de junio de 2013

LOS CLAVELES DEL AIRE O EL ARTE DE VIVIR SIN RAÍCES



Clavel del aire





El mundo de los vegetales es fascinante. Todos tenemos en mente una idea de lo que es un árbol, un arbusto o una humilde planta. Nos lo han repetido en las clases de Ciencias Naturales desde que éramos pequeños una y otra vez:

"Los vegetales tienen clorofila, hacen la fotosíntesis y presentan raíz, tallo y hojas".

Como la Biología es la Ciencia de las Excepciones, aquí muestro una planta que no cumple con lo de la raíz.

Hay plantas que se aprovechan de otras: son parásitas. Contamos con interesantes ejemplos en nuestro país. Doy solo algunos nombres que ya aparecerán en otra entrada. La cuscuta (especies del género Cuscuta) y los jopos (géneros Orobanche y Cistanche). No fabrican clorofila y pueden limitarse a ser una masa de células indiferenciadas.

Hay plantas que siendo parásitas, mantienen su capacidad de hacer la fotosíntesis. Se las denomina hemiparásitas y tenemos el ejemplo del muérdago. Este vegetal aprovecha la savia bruta (agua y sales minerales) del árbol hospedador y una buena posición en la que recibir la luz sin tener que crear un tronco de varios metros.

La planta que aquí presento es el llamado "clavel del aire". Se trata de un vegetal que, sin ser parásito, vive sobre otros vegetales. Por ello se dice que es un epifito, que literalmente significa "sobre plantas".

Las adaptaciones a este modo de vida son varias y permiten al clavel del aire encontrarse en una posición privilegiada frente a la luz sin tener que competir produciendo enormes y costosos tallos.

Las raíces rudimentarias que posee, sin capacidad de absorción, les sirven para agarrarse a su soporte natural (generalmente una rama del árbol sobre el que viven) así que la absorción de agua la hace a través de las hojas. Y también a través de ellas se absorben los nutrientes, presentes en pequeñísmas cantidades en el polvo atmosférico.

Unas minúsculas escamas (tricomas) en la epidermis de las hojas facilita la captación del agua y los nutrientes dando a la planta un color grisáceo.
Dados los mecanismos de absorción que presenta  y la escasa disponibilidad de los nutrientes, estas plantas son de crecimiento lento.

Los claveles del aire son especies del género Tillandsia (hay más de 600), que pertenecen a la familia de las Bromeliáceas (a la que también pertenece la piña tropical). Son originarias del sur de Norteamérica, Centroamérica y Sudamérica.

Aquí en nuestro país se cultivan como plantas ornamentales, que se cuelgan en los balcones. Una vez al año echan unas pequeñas flores con una vistosa corola de color añil y un cáliz y unas brácteas acompañantes de color rojo carmesí.








miércoles, 22 de mayo de 2013

EL TECLADO QWERTY Y LA EVOLUCIÓN DE LAS ESPECIES




Teclado alfabético de tres filas




 LA CONTINGENCIA Y LA INCUMBENCIA:  una historia sobre Evolución.

Contingencia: posibilidad de que suceda o no algo.
Las cosas son como son, pero podrían ser de otro modo o podrían no haber sido: surgieron los vertebrados (y aquí estamos), pero no hay una razón para que esto ocurriera. Fue una mera cuestión de azar, de ahí la contingencia.
Incumbencia: obligación y cargo de hacer algo.
Siempre se habla de la perfección de los diseños de los seres vivos y, ciertamente, muchos de ellos son sorprendentes, pero ¿son lo mejor que objetivamente habría podido diseñarse? Por supuesto que no. Pero una vez que está ahí, una serie de circunstancias, también azarosas y no decisivas una a una, puede hacer que se mantenga de manera pertinaz sin que ello signifique que sea lo mejor que podía haber sucedido.
La circulación sanguínea en los mamíferos, doble y completa podría haber sido mucho más sencilla (como la de los peces) y seguramente tan eficaz como la que disponemos. Pero evolutivamente procede de la de los anfibios y hemos mantenido el diseño básico. Nuestra retina, de tipo invertido, no es la mejor que podríamos tener (pregúntaselo a los pulpos: la evolución del ojo), pero estando ahí, ha resultado inamovible y es lo que hay.
Este artículo está basado en uno que escribió el gran biólogo-paleontólogo Stephen Jay Gould, padre de la teoría del Equilibrio Puntuado. En dicho artículo (“El pulgar del panda de la tecnología”), el autor ofrece un símil para explicar estas dos condiciones, la contingencia y la incumbencia, que afectan a la vida y a la evolución de los seres vivos.
He tratado de simplificarlo al máximo pero intentando no despojarlo de su significado.
¿Os habéis preguntado alguna vez por qué los teclados de los ordenadores (y los de los teléfonos con whatsApp) tienen esa disposición de las letras y no otra?
Aquí entra el concepto de contingencia: tenemos el teclado QWERTY, pero podríamos estar tecleando sobre cualquier otro de entre los cientos de posibles. De hecho, cuando a mediados del siglo XIX se inventa la máquina de escribir, surgen numerosas distribuciones diferentes de teclas.
¿No sería más lógico colocar las letras en orden alfabético? ¿O disponer las que más se utilizan hacia el centro del teclado para ser pulsadas con los dedos más fuertes (índice y corazón)? ¿Y por qué no en cuatro filas en vez de tres?
La disposición QWERTY (denominada así porque este es el orden de las primeras letras que aparecen en la fila superior por la izquierda) surgió a partir de una distribución de las letras ordenadas alfabéticamente en tres líneas de teclas. 

El inventor de una de estas primeras máquinas de escribir, el norteamericano C.L. Sholes (en la década de 1860) tuvo que resolver un problema. Si habéis visto una máquina de escribir mecánica, seguramente os habrá llamado la atención cómo al pulsar una tecla, se eleva una palanca que tiene el tipo de letra en relieve y se estampa contra la hoja de papel habiendo de por medio una cinta de tela entintada. Cuando dos teclas se pulsan muy seguidas, la segunda golpeaba a la primera y ambas quedan trabadas. Entonces hay que separar una de otra o no se puede seguir escribiendo.  

Detalle de las palancas con los tipos de letras en relieve y la cinta entintada (rojo y negro)

Sholes comenzó diseñando un teclado de tres filas con las letras ordenadas alfabéticamente (de izquierda a derecha y de arriba abajo). Y se encontró con el problema de los frecuentes atranques. Para evitar ese inconveniente optó por separar en el teclado aquellas letras que habitualmente van seguidas en muchas palabras. Así, al alejar esas teclas se conseguía evitar los atascos aunque a costa de hacer más lenta la escritura.
De este modo y por el método de ensayo-error fueron modificándose las posiciones de muchas de las letras, quedando la disposición que ahora conocemos.
Pero al mismo tiempo, otros muchos fabricantes de máquinas de escribir diseñaron sus propios teclados. Es verdad que a finales del siglo XIX, la mayor parte de los mecanismos se había decidido por teclados de tres filas (y con tecla para mayúsculas).
Dos de los muchos tipos de teclado que coexistieron hasta finales del siglo XIX

Pero una vez establecido QWERTY junto con otros muchos tipos de teclados ¿Qué hizo que este llegara a ser universal?
Hasta aquí podría hablarse de contingencia: surgió, pero podría no haber nacido. Ahora hay que buscar el hecho de la incumbencia. ¿Por qué una vez que apareció se ha mantenido? ¿Era el mejor de los sistemas posibles y por eso ganó la partida? Sabemos que no, pero se dieron una serie de circunstancias que inclinaron la balanza a su favor y acabó por ser, casi el único teclado que se ha mantenido hasta nuestros días.
Voy a comentar solo dos de esas circunstancias: La asociación con Remington y un  concurso de mecanografía.
La máquina diseñada por Sholes fue fabricada por una empresa americana (fabricante de armas) que ya entonces gozaba de prestigio. Pero solo esto tampoco habría dado la ventaja.
El espaldarazo final tuvo que ver con las escuelas de mecanografía que enseñaban a manejar las diferentes máquinas de escribir que surgían en el mercado: no bastaba con vender las máquinas.
El invento de la máquina de escribir tuvo una gran acogida al facilitar la escritura en las oficinas y muchas personas deseaban aprender con el fin de tener en su currículo profesional esa nueva habilidad.
Tal fue el auge de esas escuelas que en 1888 dos de ellas se retaron para ver qué método era el mejor. El desafío fue entre dos profesores de mecanografía: un mecanógrafo que utilizaba una máquina QWERTY pero que además escribía con los ocho dedos y que había memorizado el teclado (tal como se enseña ahora, pero no era lo normal entonces: se empleaban dos o cuatro dedos y se miraba el teclado). El otro mecanógrafo utilizaba una máquina no QWERTY, de seis filas, con mayúsculas y minúsculas en filas distintas (el doble de teclas) y que utilizaba cuatro dedos.
Naturalmente el primero vapuleó al segundo porque como mecanógrafo era realmente muy bueno y porque el otro tipo de máquina (había muchos más en el mercado) era claramente inferior. Pero la publicidad que se dio al evento creó en la sociedad la impresión duradera de que QWERTY era el mejor de todos los sistemas y a partir de ahí, no hubo más que decir: nadie pudo desbancar un diseño que no era en absoluto el mejor de los posibles, de ahí la incumbencia.



Epílogo:



En 1936 August Dvorak patentó un teclado con una distribución de letras diferente al que por entonces ya monopolizaba el mercado mundial. Para su diseño, Dvorak estudió todos los defectos que presentaba el teclado QWERTY, que son muchos, y los corrigió. (Para información muy interesante al respecto se puede consultar: http://es.wikipedia.org/wiki/Teclado_Dvorak)





Teclado Dvorak (diseñado para el idioma inglés)



Desde su aparición, el teclado DVORAK demostró claramente su superioridad en cuantos concursos se enfrentó a QUERTY.
Han pasado casi 80 años y ¿qué teclado tienes bajo la pantalla en la que lees estas líneas? Eso es incumbencia.
  
Volviendo a los seres vivos y a la evolución: estamos aquí (los alcornoques, las medusas o los humanos), pero podríamos no haber surgido. Una vez presentes, aunque no somos lo mejor que podría haberse diseñado, funcionamos razonablemente bien y es difícil que alguien nos desbanque (al menos de momento).




jueves, 28 de febrero de 2013

LA ASIMETRÍA DE LOS DELFINES Y LAS LECHUZAS

En una entrada anterior (¡Cómo me gusta tu simetría!) planteaba la hipótesis de que un rostro simétrico era un reflejo de buenos genes, puesto que el proceso de embriogénesis "fabrica dos medias caras" que se sueldan en la línea media frontal.




Pues bien, quien contemple un cráneo de delfín o de cualquier otro cetáceo odontoceto (esto es, con dientes: cachalote, marsopa, zifio, orca...) se dará cuenta de que es muy asimétrico. Su mitad derecha es tan diferente de la izquierda que parece una malformación. Sin embargo aparece en todos los individuos de todas las especies, lo que nos lleva a decir que es un carácter genético que se hereda y que todos los cetáceos mencionados proceden de un antepasado común que ya poseía esa característica.




Cráneo de un zifio visto desde abajo (izquierda) y desde arriba (derecha)


¿Cómo puede ser que una asimetría tan notable pueda ser una característica que la selección natural haya mantenido generación tras generación?

Pues como la mayor parte de las veces, porque supone una ventaja evolutiva.

La línea negra intenta dividir en dos mitades simétricas los cráneos


Hay que comenzar diciendo que el cráneo de los cetáceos es muy curioso porque la cabeza de cualquiera de ellos no refleja lo que hay bajo la piel. Recordando la entrada al blog antes aludida, puede verse que sobre el cráneo hay una estructura blanda llamada melón que canaliza las ondas sonoras (ultrasónicas) transmitidas por el agua y las lleva hacia los oídos, donde serán traducidas a impulsos nerviosos que el cerebro analizará e interpretará.

Cachalote (Physeter catodon)



Hasta aquí, todo normal. Ahora, para poder seguir con la explicación, vamos a pensar en lo siguiente:

Estamos en el monte, hay mucha vegetación y a cierta distancia escuchamos un ruido. Creemos que algún animal se mueve enfrente de nosotros, pero no sabemos con seguridad de donde procede el sonido. Para localizar con más exactitud su origen ladeamos la cabeza (e incluso nos ponemos una mano en la oreja más próxima). Entonces sí podemos conocer la posición del animal con más precisión. Ahora volveremos a enderezar la cabeza e intentaremos encontrarlo con la mirada.  





Hay una buena razón para ladear la cabeza: tenemos dos oídos, uno enfrente de otro y eso nos permite escuchar estereofónicamente (ver entrada "dos oídos mejor que uno...").


Al estar situados los dos oídos en posiciones diferentes, el sonido no les llega a  la vez, salvo que el foco sonoro esté a la misma distancia de ambos y eso solo ocurre si está exactamente enfrente de nosotros. Pero para hacer un cálculo más preciso movemos la cabeza y así, desfasando ambos oídos conseguimos detectar mejor la fuente.

Pero al girar la cabeza ya no contamos con los ojos, pues no estamos mirando directamente hacia la zona de donde procede el sonido: o empleamos el oído, o empleamos la vista.

Un delfín, una orca, un cachalote,... utilizan la ecolocación para comunicarse pero también y sobre todo para capturar sus presas. Se mueven a gran velocidad y resultaría poco práctico tener que girar la cabeza a cada momento para dirigirse con precisión hacia la fuente del sonido o del eco, así que la solución ha sido crear un cráneo asimétrico, que dispone de oídos desfasados y que permite por ello calcular con precisión la posición de una presa o un obstáculo sin tener que mover la cabeza, algo que les supondría un freno en el avance y por ello un gasto extra de energía.


Pero salgamos del agua, porque vamos a ver que ante un mismo problema, la solución puede ser muy parecida y sin que los protagonistas de esta historia se hayan puesto de acuerdo (es un caso de convergencia adaptativa).

Las aves rapaces nocturnas pertenecen al orden estrigiformes, comparten un antepasado común y también presentan asimetrías en sus cráneos. Estas aves cazan en condiciones de poca luz y emplean su desarrollada vista y su fino oído para conseguir sorprender a sus presas.

Necesitan lanzarse con precisión allí donde vean u oigan algo. Y como ya dije antes con los cetáceos, no pueden girar la cabeza para oír bien y dejar de ver mientras tanto. La solución vuelve a ser la de tener los oídos desplazados.

Lechuza común (Tyto alba)

Las aves no tienen orejas para canalizar el sonido hacia el tímpano, pero las rapaces nocturnas tienen una disposición de plumas en el rostro y una forma de "cara" marcada por la forma del cráneo que actúan como verdaderos pabellones auriculares. 

Viendo el cráneo desnudo se aprecia claramente la asimetría que permite ubicar con precisión una fuente sonora sin tener que ladear la cabeza.


Aquí tenemos unos casos de asimetría que precisamente se deben a la existencia de "buenos genes".
La evolución nos sorprende una y otra vez con sus soluciones a partir de lo que hay.













domingo, 10 de febrero de 2013

¡CÓMO ME GUSTA TU SIMETRÍA!



LA BELLEZA DE LA SIMETRÍA o LA SIMETRÍA ES SALUDABLE

Los cánones de belleza cambian a lo largo del tiempo y ni siquiera son los mismos ahora mismo en diferentes culturas. Pero cuando se hacen estudios sobre el atractivo de los rostros, mostrando fotografías, casi todas las personas encuestadas tienden a coincidir en las mismas caras (masculinas y femeninas). Y resulta que las más atractivas resultan ser más simétricas (y casi ningún encuestado sabría decir el porqué de su elección).

Hay una explicación curiosa a este hecho. Una razón que todavía no es una teoría científica pero que podría llegar a serlo.
Cuando comienza el maravilloso y complejo proceso de la embriogénesis a partir del cigoto que fuimos, las células que van formándose se organizan y el embrión se va desarrollando. De una célula inicial, van esbozándose todos los órganos poco a poco. 

Somos seres bilaterales, lo que quiere decir que tenemos dos mitades simétricas (dos ojos, dos brazos, dos piernas, una nariz y una boca enmedio …) al menos externamente. Fabricar dos mitades y que todo salga bien tiene mérito y no siempre sucede.

En el caso del rostro, mitad izquierda y mitad derecha comienzan su desarrollo independientemente y al final se unen en la parte media. Un caso relativamente frecuente que muestra cómo a veces hay errores, es el defecto llamado labio leporino, que provoca una hendidura en el labio superior y que puede continuarse con el paladar, alcanzando mayor o menor longitud.

 1-Hendidura de la boca. 2-Orificio nasal. 3-Ojo
Imágenes extraídas de http://www.virtual.unal.edu.co/unvPortal/index.do
Del desarrollo embrionario se encargan miles de genes que todos conservamos en nuestras células y que no volverán a expresarse (excepto en un óvulo o un espermatozoide afortunados si acaban participando en un nuevo cigoto). Y aunque hay factores externos como infecciones, sustancias químicas y radiaciones, los defectos embrionarios puede suponerse que tienen que ver con genes.

En cualquier caso, una cara en la que el desarrollo de ambas mitades durante el proceso de embriogénesis no haya sido perfecto, lleva a que posea un cierto grado de asimetría.

¿Y qué tiene todo esto que ver con el atractivo?
La hipótesis, insisto que no demostrada científicamente,  viene a decir que “buenos genes” igual a “rostro simétrico”. Podría tratarse de una conducta inconsciente mantenida por la selección natural: “si tu rostro es simétrico seguro que tienes buenos genes. Y yo quiero compartir mis genes con quien tenga los mejores”.  

Según el biólogo Richard Dawkins en su libro “El gen egoísta”, nosotros, los cuerpos, no somos más que los recipientes que emplean los genes para ser transportados y para hacer nuevos genes. Vistas así las cosas, es lógico que el atractivo esté en la simetría de la cara.

Pero los humanos somos gente complicada y a la hora de elegir pareja nos dejamos llevar por más factores: otros atractivos que no están en la cara, las afinidades, la moda, las oportunidades y hasta el enamoramiento.






En cuanto a atractivo, no digo nada. Pero de simetría no estoy del todo mal, o sea, que teóricamente tengo buenos genes.

Podéis hacer la prueba de cuan simétricos/as sois en: ¿Tu cara es simétrica? 
Os pedirá una foto de menos de 100 Kb. Intentad que sea totalmente de frente, que no estéis torcidos y que la iluminación también sea frontal y no lateral. Y el pelo con la raya enmedio. Luego no hay más que seguir instrucciones.