Carbono-14

El carbono-14 (¹⁴C, masa atómica = 14,003241 uma) es un isótopo del carbono. En la naturaleza se suele hallar como carbono-12. Su núcleo contiene 6 protones y 8 neutrones. Debido a su presencia en todos los materiales orgánicos, el carbono-14 se emplea en la datación de especímenes orgánicos.


El método de datación por radiocarbono es la técnica más fiable para conocer la edad de muestras orgánicas de menos de 60.000 años. Para ello se utiliza la ley de decaimiento exponencial de los isótopos radiactivos.


Este isótopo carbono-14 (¹⁴C) es producido de forma continua en la atmósfera como consecuencia del bombardeo de átomos de nitrógeno por neutrones cósmicos. Es inestable, lo que puede da lugar a su trasmutación en nitrógeno-14 (¹⁴N). Estos procesos de generación-degradación de ¹⁴C se encuentran prácticamente equilibrados, de manera que el isótopo se encuentra homogéneamente mezclado con los átomos no radiactivos en el dióxido de carbono de la atmósfera.


Mediante el proceso de fotosíntesis, las plantas incorporan el átomo radiactivo, de manera que la proporción ¹⁴C/¹²C en éstas es similar a la atmosférica. Los animales incorporan, por ingestión, el carbono de las plantas. Ahora bien, tras la muerte de un organismo vivo no se incorporan nuevos átomos de ¹⁴C a los tejidos, y la concentración del isótopo va decreciendo conforme va transformándose en ¹⁴N por decaimiento radiactivo.




Aunque el carbono-14 es muy útil para mediciones de edad, tiene el inconveniente de que si la edad del material analizado supera los 60.000 años, no es demasiado exacto, por lo que se utiliza el radio-isótopo del potasio con el mismo procedimiento.

Vida en condiciones extremas

Existen una serie de organismos, generalmente bacterias, aunque también algunos invertebrados microscópicos, que pueden sobrevivir en condiciones que ningún otro ser vivo podría soportar. Veamos aquí algunos de los ejemplos más curiosos:

GFAJ-1
- Es una bacteria extermófila en forma de vara. Fue descubierta en el lago Mono ( California, EEUU) , que se caracteriza por ser uno de los mayores depósitos naturales de arsénico del mundo. Esta bacteria es muy especial ya que no está constituida por los elementos básicos que forman la vida: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre. Aunque los seis elementos conforman los ácidos nucleicos, las proteínas y los lípidos, y por tanto la mayor parte de la materia viva, es posible teóricamente que otros elementos puedan cumplir las mismas funciones. Esta bacteria en concreto es capaz de incorporar el arsénico, que es un veneno letal para muchos seres vivos, a su ADN y sustituir con él el fósforo del que no disponen estos organismos. El fósforo no tiene obviamente la omnipresencia del carbono, pero sí es un elemento esencial en la vida, ya que interviene en un multitud de procesos básicos, como en la transferencia de energía entre las células, constituye la columna vertebral que sostiene el ADN y el ARN, prosigue el estudio, publicado en la prestigiosa revista Science. También se dice que, "en realidad el arsénico se parece bastante al fósforo por su posición en la tabla periódica". El arsénico es tóxico porque trastorna los procesos metabólicos de los seres vivos, pero en otros aspectos se comporta de manera similar al fósforo. Lo que realmente implica esta investigación es que pudiera haber vida en otros planetas que no tuvieran la misma composición que la Tierra, lo que sucedería si la vida fuera tan flexible como en el caso de este organismo.

Bacterias GFAJ-1 cultivadas en arsénico  

 Thermococcus gammatolerans
 - Es una bacteria extremófila, que habita lugares comprendidos entre 55-95 ºC, conocida por ser el organismo más resistente a la radiación ionizante. Para que nos hagamos una idea de esa resistencia, una dosis de 10Gy es suficiente para matar a un ser humano, y una dosis de 60Gy es capaz de matar todas células en una colonia de E.Coli, el Thermococcus gammatolerans sp. nov puede resistir una dosis instantánea de hasta 5000 Gy sin pérdida de viabilidad, y dosis de hasta 30000 Gy. Esta resistencia se debe a su eficaz reparación cromosómica del ADN: las células en fase estacionaria de crecimiento reconstituyen el ADN mas rápidamente que las células en fase exponencial de crecimiento.

Tardígrados u osos de agua

-Son invertebrados segmentados microscópicos (0.1-1.2 mm) que habitan en el agua. Se conocen más de 1000 especies de tardígrados. Se los puede encontrar muy frecuentemente  en la película de humedad que recubre muscos y helechos, aunque no faltan especies oceánicas y de agua dulce, no habiendo virtualmente rincón del mundo que no pueblen. Tal vez la cualidad más fascinante de los tardígrados es su capacidad, en situaciones medioambientales extremas, de entrar en estados de animación suspendida conocidos como criptobiosis. Mediante un proceso de deshidratación, pueden pasar de tener el habitual 85% de agua corporal a quedarse con tan solo un 3%. En este estado el crecimiento, la reproducción y el metabolismo se reducen o cesan temporalmente y así pueden pasar cientos, quizás miles, de años. A mediados de siglo XX, un científico holandés añadió agua a algunos tardígrados secos que estaban sobre la hoja de un helecho que llevaba seca en un museo desde el siglo XVII y, tras 120 años, se despertaron y continuaron su vida normalmente. Esta resistencia permite a los tardígrados sobrevivir a temporadas de frío y sequedad extremos, radiorresistencia a la radiación ionizante y resistencia al calor y la polución. Existen estudios que demuestran que, en estado de metabolimo indetectable, pueden sobrevivir a temperaturas que oscilan entre los -272º C y los 149º C, así como a la inmersión en alcohol puro y en éter. Científicos rusos afirman haber encontrado tardígrados vivos en la cubierta de los cohetes recién llegados de vuelta del espacio exterior. Recientes investigaciones demuestran que son capaces de sobrevivir en el espacio exterior. Se consideran los seres vivos más resistentes.

El científico estadounidense Craig Venter fabrica una nueva bacteria que vive gracias a un genoma construido por su equipo

Craig Venter biólogo y hombre de negocios estadounidense.

• "Es un proceso imparable"

La primera célula cuyo genoma ha sido creado por el hombre ya existe. Uno de los investigadores que secuenciaron el genoma humano por primera vez. Su meta actual es crear células artificiales capaces de fabricar vacunas, generar energía o limpiar vertidos de petróleo con una eficiencia inusitada. Aunque aún está lejos de conseguirlo, Venter demuestra hoy en Science cómo crear un genoma sintético a partir de sus componentes básicos, introducirlo en una bacteria natural vaciada de genes y transformarla en una especie nueva cuyo ADN contiene, en lenguaje cifrado, una cita de James Joyce, el nombre de Venter y el resto de su equipo, así como direcciones de e-mail.

"Estamos entrando en una nueva era en la que el único límite lo impondrá nuestra imaginación", explica Venter en una entrevista difundida hoy por el instituto de investigación en EEUU que lleva su nombre.

Los genes incluyen una cita de Joyce: "Crear vida a partir de la vida"

En previsión de ese futuro, Synthetic Genomics, una de sus empresas, ya trabaja con la petrolera Exxon en el diseño de algas capaces de generar hidrocarburos que permitan prescindir de la gasolina. Otro de sus socios es la farmacéutica Novartis. Gracias a las nuevas técnicas que está desarrollando, explica Venter, "seremos capaces de reducir el tiempo de fabricación de la vacuna anual de la gripe en un 99%".

El trabajo presentado hoy representa un paso mucho más tímido hacia ese futuro. Por primera vez se demuestra que un genoma compuesto en un laboratorio a imagen y semejanza del original funciona cuando se introduce en otra bacteria zombi a la que previamente se le ha extraído su genoma. Además, la inserción es capaz de borrar el disco duro de la bacteria receptora y convertirla en una especie diferente, según Venter, que compara la información genética del ADN con un programa informático. "Cuando reemplazas el software dentro de la célula es como si la reiniciaras", explica.

 

La creación de esta célula es el fruto de 15 años de trabajo y 40 millones de dólares (unos 30 millones de euros) invertidos en crear el genoma sintético. Es sólo el principio, pues, por ahora, Venter no ha hecho más que recomponer una versión casi idéntica al genoma original de la bacteria Mycoplasma mycoides, que contiene un solo cromosoma. Ahora tendrá que demostrar que otros genomas artificiales con modificaciones más significativas también pueden resucitar células zombis y hacerlas funcionar, tal y como quieren sus diseñadores.

"Hemos creado la primera célula sintética", dice Venter

"Este estudio va a hacer mucho ruido"

 Manel Porcar, experto en biología sintética de la Universidad de Valencia. "Se trata de un primer paso para crear vida nueva, pero las futuras bacterias sintéticas tardarán en llegar aún varias décadas", advierte.

Venter llama a su creación "la primera célula sintética", algo que no es totalmente cierto, ya que su criatura es aún un híbrido entre genoma artificial y chasis natural. "No ha creado vida desde cero, sino que sólo ha transformado una especie en otra", opina Eva Yus, que investiga biología sintética en el Centro de Regulación Genómica de Barcelona.

Lo que está claro es que Venter ha sido el primero en hacer funcionar un genoma artificial. Para conseguirlo, compró más de 1.000 fragmentos de ADN compuestos por otras tantas unidades básicas compuestas por las letras ATGC. Su equipo ya había secuenciado hace años el genoma completo del organismo que querían imitar, el M. mycoides. Para recomponerlo, los investigadores juntaron los fragmentos necesarios en varios pasos. El proceso se hizo dentro de una célula de levadura, un organismo que Venter usa como una especie de hangar para ensamblar su copia modificada del genoma de la bacteria. Al final del proceso, ese hangar microscópico contenía las más de un millón de bases que constituyen el genoma completo de la M. mycoides.  

Aunque era una copia casi exacta del modelo, varios genes estaban modificados y su ADN contenía cuatro marcas de agua para diferenciarlo del original. Entre ellas, había tres citas literarias codificadas usando las cuatro letras del ADN. La primera, escrita por James Joyce, parece un resumen de los últimos 15 años de Venter: "Vivir, errar, caer, intentar y, después, crear vida a partir de la vida".

El nuevo genoma de M. mycoides se inyectó después en una bacteria prima hermana, la Mycoplasma capricolum, a la que previamente se le había extraído su material genético. Las diferentes versiones de genomas sintéticos mataron a las bacterias receptoras durante semanas. A los tres meses, uno de ellos funcionó. Miembros del equipo de Venter vieron que las bacterias trasplantadas habían comenzado a reproducirse. Cuando las analizaron en detalle, demostraron que el genoma sintético había mutado la identidad de la receptora M. capricolum y la había convertido en una nueva forma de M. mycoides cuyos genes esconden los mensajes cifrados de Venter y sus colegas. Las células siguieron multiplicándose miles de millones de veces antes de que los investigadores las metieran en un congelador para conservarlas intactas. Uno de los próximos objetivos será usarlas para ir descartando genes superfluos hasta llegar al genoma mínimo, es decir, la forma de vida más esencial que se conoce.

"Esta técnica tiene un potencial infinito", reconoce Yus. Su equipo lo quiere utilizar para estudiar de forma exhaustiva cómo funciona una célula, algo que aún no está claro, y ser capaz de predecirlo. "Queremos que la biología deje de ser una ciencia descriptiva y se convierta en una ciencia exacta", resume. Otro objetivo más a largo plazo es crear una "píldora viva". Se trata de una célula sintética que genere medicamentos dentro del organismo.

 

Estas aplicaciones "no van a llegar mañana, pero posiblemente vivamos para verlas", explica Porcar. Su objetivo es crear una célula que transforme ramas, serrín y paja en bioetanol.

Venter dice que la creación de estas primeras formas de vida artificial suponen un paso muy importante tanto en lo científico como en lo filosófico. Añade que no cree que la tecnología tenga ningún tipo de inconveniente, pues es casi imposible que estas criaturas sobrevivan fuera de las condiciones que hay en un laboratorio. "El riesgo existe, pero es mínimo", opina Porcar. "Al final, estas bacterias nuevas no son tan diferentes de las que ya existen en la naturaleza", concluye. 

Energía nuclear

• La energía nuclear es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares. Sin embargo, este término engloba otro significado, el aprovechamiento de dicha energía para otros fines, tales como la obtención de energía eléctrica, térmica y mecánica a partir de reacciones atómicas, y su aplicación, bien sea con fines pacíficos o bélicos.

Estas reacciones se dan en los núcleos de algunos isótopos de ciertos elementos químicos, siendo la más conocida la fisión del uranio-235, con la que funcionan los reactores nucleares, y la más habitual en la naturaleza, en el interior de las estrellas, la fusión del par deuterio-tritio (²H-³H). Sin embargo, para producir este tipo de energía aprovechando reacciones nucleares pueden ser utilizados muchos otros isótopos de varios elementos químicos, como el torio-232, el plutonio-239, el estroncio-90 o el polonio-210.

• Las dos formas de obtener energía nuclear son la fisión nuclear y la fusión nuclear.

-Fisión nuclear: consiste en una separación (fisión). Se basa en bombardear el material fisionable con neutrones de baja energía, así el núcleo de este elemento se vuelve inestable y se desdobla en dos núcleos ligeros. Como consecuencia se obtiene una gran liberación de energía y se desprenden nuevos neutrones capaces de seguir una reacción en cadena.

-Fusión nuclear: consiste en una unión (fusión). El proceso se basa en la unión de núcleos sencillos para producir otro más complejo, acompañado de una emisión de energía superior al proceso de fisión. Los elementos químicos más usados son el deuterio y el tritio que se unen para formar un núcleo de Helio. El mayor problema de este proceso es que se necesitan temperaturas muy altas para que se fusionen, del orden de 10⁹ ºC

• Una central nuclear para producir electricidad consiste en:

1- Se produce la reacción de fisión del elemento radiactivo, normalmente plutonio y uranio.
2- La energía nuclear se transforma en calorífica en el reactor y hace calentar un fluido refrigerante.
3- El fluido se evapora y mueve unas turbinas, lo que hace que la energía calorífica se transforme en mecánica.
4- Y finalmente en el alternador se transforma la mecánica en energía eléctrica.

Todo este proceso cuenta con un sistema de refrigeración para controlar la energía desprendida en el proceso de fusión.

Actualidad: Crisis nuclear en Japón

El accidente ha sido concretamente en la central nuclear de Fukushima. Básicamente lo que ha sucedido es que el tsunami dañó el sistema de abastecimiento eléctrico del exterior. La central activó entonces el sistema de emergencia autónomo, pero la inundación lo estropeó. Sin electricidad, fallaron los sistemas de refrigeración y los núcleos empezaron a sobrecalentarse. Se recurrió a agua del mar para evitarlo, pero no bastó. Entonces en el reactor, que es donde se sitúan los materiales radicativos, empezó a subir la temperatura y cuando esto pasa todos esos materiales reaccionan sin control.

En los reactores 1, 2 y 3 ha habido explosiones de hidrógeno y escapes de vapor con esas partículas volátiles, aunque también se han hecho liberaciones controladas de gases para disminuir la presión.

Como resultado han salido las partículas más ligeras. Gases nobles como el kriptón y el radón y elementos como el yodo, el cesio, el estroncio, el rutenio y el tritio. La radiación ha alcanzado en algunos instantes 400 veces más de la dosis anual recomendada.

Debate: ventajas e inconvenientes de la energía nuclear

Las principales ventajas son:

-Las enormes posibilidades energéticas.

-Las buenas condiciones de funcionamiento (combustible de larga duracion y volumen reducido).

-No se necesita oxígeno atmosférico.

Los inconvenientes son:

-Elevados constes de la instalación y en la mantención de la seguridad.

-El almaciento de los residuos radiactivos.

-Las catéstrofes naturales que puede provocar por accidentes como el de Chernóbil o el de Fukushima.

Terremoto y tsunami de Japón.

El terremoto y tsunami de Japón de 2011, a sido denominado oficialmente como el terremoto de la costa Pacífica de la región de Tōhoku, fue un terremoto de magnitud 9,0 grados, que creó olas o tsunamis de hasta 10 metros.  El terremoto ocurrió a las 14:46:23 hora local del viernes 11 de marzo de 2011. El epicentro del terremoto se ubicó en el mar, frente a la costa de Honshu, 130 km al este de Sendai, Japón. En un primer momento se calculó su magnitud en 7,9 grados, que fue posteriormente incrementada a 8,8, después a 8,9 grados por el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS). Finalmente fue de 9,0 grados. El terremoto duró aproximadamente 2 minutos según expertos. El Servicio Geológico de Estados Unidos explicó que el terremoto ocurrió a causa de un desplazamiento en proximidades de la zona de la interfase entre placas de subducción entre la placa del Pacífico y la placa Norteamericana. La placa del Pacífico se mete debajo de Japón en la fosa de Japón, y se hunde en dirección oeste debajo de Asia.


Dos días antes, este terremoto había sido precedido por otro temblor importante, pero de menor magnitud, ocurrido el miércoles 9 de marzo de 2011, a las 02:45:18, en la misma zona de la costa oriental de Honshū, Japón y que tuvo una intensidad de 7,2 grados y una profundidad de 14,1 kilómetros. También ese día las autoridades de la Agencia Meteorológica de Japón dieron una alerta de maremoto, pero sólo local, para la costa este de ese país.


La magnitud de 9,0 grados lo convirtió en el terremoto más potente sufrido en Japón hasta la fecha así como el quinto más potente del mundo de todos los terremotos medidos hasta la fecha. Desde 1973 la zona de subducción de la fosa de Japón ha experimentado nueve eventos sísmicos de magnitud 7 o superior. El mayor fue un terremoto ocurrido en diciembre de 1994 que tuvo una magnitud de 7,8 grados, con epicentro a unos 260 km al norte del terremoto del 11 de marzo del 2011, el cual causó 3 muertos y unos 300 heridos.


Horas después del terremoto y su posterior tsunami, el volcán Karangetang en las Islas Celebes (Indonesia) entró en erupción a consecuencia del terremoto inicial. La NASA con ayuda de imágenes satelitales ha podido comprobar que el movimiento pudo haber movido la Isla Japonesa aproximadamente 2,4 metros, y alteró el eje terrestre en aproximadamente 10 centímetros.


Zona afectada por el tsunami:





Volcán Karangetang en las Islas Celebes (Indonesia):

Inversión térmica


Una inversión térmica es una derivación del cambio normal de las propiedades de la atmósfera con el aumento de la altitud. Usualmente corresponde a un incremento de la temperatura con la altura, o bien a una capa (capa de inversión) donde ocurre el incremento. En efecto, el aire no puede elevarse en una zona de inversión, puesto que es más frío y, por tanto, más denso en la zona inferior.
Una inversión térmica puede llevar a que la contaminación aérea, como el smog adaptación fonética del acrónimo, que deriva de las palabras inglesas smoke —'humo'— y fog —'niebla'—), quede atrapada cerca del suelo, con efectos nocivos para la salud. Una inversión también puede detener el fenómeno de convección, actuando como una capa aislante. Si por algún motivo esta capa se rompe, la convección de cualquier humedad presente puede ocasionar violentos temporales. También este fenómeno puede llevar a una tormenta de hielo en climas fríos.
Cómo y por qué ocurre la inversión térmica
El fenómeno de inversión térmica se presenta cuando, en las noches despejadas, el suelo se enfría rápidamente por radiación. El suelo a su vez enfría el aire en contacto con él que se vuelve más frío y pesado que el que está en la capa inmediatamente superior. Al disminuir tanto, la convección térmica como la subsidencia atmosférica, disminuye la velocidad de mezclado vertical entre las dos capas de aire.
Esto ocurre especialmente en invierno, en situaciones anticiclónicas fuertes que impiden el ascenso del aire y concentran la poca humedad en los valles y cuencas, dando lugar a nieblas persistentes y heladas. Puede también generarse en un frente ocluido, cuando se da una oclusión de frente frío.
Este fenómeno meteorológico es frecuente en las mañanas frías sobre los valles de escasa circulación de aire en todos los ecosistemas terrestres. También se presenta en las cuencas cercanas a las laderas de las montañas en noches frías debido a que el aire frío de las laderas desplaza al aire caliente de la cuenca provocando el gradiente positivo de temperatura.
Generalmente, la inversión térmica se termina (rompe) cuando al calentarse el aire que está en contacto con el suelo se restablece la circulación normal en la troposfera. Esto puede ser cuestión de horas, pero en condiciones meteorológicas desfavorables la inversión puede persistir durante días.
Ayudado por este  fenómeno, los gases procedente de la contaminación de la ciudad (automóviles, fabricas, calefacciones, etc.…) se acumulan en la zona que el aire es más denso.

EL LINCE

En el año 2006 los únicos núcleos con presencia de reproducción segura de la especie se limitaban a Sierra Morena, en concreto el Parque Natural de la Sierra de Andújar (que es la principal población de lince ibérico que hay en el mundo), los parques naturales de Cardeña y Montoro, y el Parque nacional de Doñana y su entorno. Podría haber poblaciones muy reducidas en otras comarcas, con datos de presencia reciente en el Suroeste de Madrid y en Montes de Toledo, donde se han localizado al menos 15 ejemplares distintos mediante fototrampeo:tres hembras adultas, dos machos adultos, cuatro subadultos --dos machos y dos hembras--, y seis cachorros.

Poblaciones

Las poblaciones existentes a finales del siglo XX probablemente se encuentran desaparecidas (Sierra de San Pedro, Villuercas y Sierra de Gata en Extremadura, Sierra Morena Central y Occidental y algunos puntos de las Sierras Béticas de Jaén y Granada). En conjunto, las poblaciones de Sierra Morena Oriental y Doñana sumaban menos de 200 ejemplares en 2005. Sin embargo, parece que la tendencia se invierte muy ligeramente, y en el año 2007 se estima la población en los 2 principales núcleos citados anteriormente (únicos donde hasta ese momento se había confirmado su presencia estable y la reproducción) de entre 215 y 250 ejemplares (50-53 en Doñana y el resto en Sierra Morena). A los que habría que sumar los 15 ejemplares localizados recientemente en Castilla la Mancha.

Hábitat 

El lince ibérico se encuentra en el bosque y matorral mediterráneo, en zonas muy restringidas de la península ibérica. En España en muy pocas áreas, bien conservadas y aisladas de la actividad humana, mientras que en Portugal parece que se ha extinguido. Este tipo de hábitat le proporciona refugio y pastos abiertos para cazar conejos, que supone el 90 % de su dieta.
En Portugal se están haciendo esfuerzos denodados para la recuperación del habitat del lince, como en la Reserva Natural de la Sierra de Malcata.
El tamaño del territorio que necesita cada ejemplar está condicionado por la abundancia de presas potenciales, pero como media un lince ocupa unos 10 km². En zonas ricas en alimento, el territorio del lince será algo menor que en zonas pobres. Dentro de este territorio suelen existir distintas residencias vitales para el lince, como las zonas de monte bajo para el descanso y las zonas de campeo, donde el lince estará en activo, y que coinciden con las de máxima densidad de conejos.
Las preferencias examinadas del hábitat del lince en el área de Doñana, incluyendo el parque y los alrededores, revelan que el lince está generalmente ausente en las tierras de cultivo y en plantaciones de árboles exóticos (eucalipto y ciertos pinos), donde también escasean los conejos. En el parque, la radiotelemetría muestra que más del 90% de los puntos de reposo del día usados por el lince se localizan dentro del matorral denso. El lince se encuentra principalmente entre los 400 y 900 m de altura, pero este intervalo puede extenderse hasta los 1600 m.

Estado de conservación

Evolución de la población de linces en España (1960-2007)[1]

La distribución del lince ibérico se ha restringido desde toda la península ibérica y Francia meridional, donde estaba presente hasta el siglo XIX, a muy pocas zonas de la Península Ibérica en el XXI. Durante el pleistoceno las poblaciones europeas de conejo migraron hacia el sur y una importante población se refugió en la Península Ibérica. Hoy la especie que ocupa esta área alcanza la mitad de la talla de sus congéneres de Europa central. La Península Ibérica es la única parte de la región paleártica que posee una relativamente alta densidad de lagomorfos (conejos), similar a la encontrada en Norteamérica, donde hay espacio para dos especies de linces cazadores de lagomorfos: el bobcat o lince rojo (Lynx rufus) y el lince canadiense (Lynx canadensis).
El efectivo total del lince ibérico, incluyendo subadultos pero no las crías, no excedía probablemente de 1,200 a principios de los años 1990, con solamente cerca de 350 hembras reproductoras. La población se ha visto reducida en los últimos 10 años en más de un 50%. De las 31 zonas en las que habitaba el lince en 1960, solamente quedan linces en 8. La evolución de la distribución de la especie ha sido claramente regresiva. Sólo en puntos muy concretos parece que la especie se ha mantenido en buen estado.
Solamente la población del sur de España, que consiste en tres subpoblaciones, se cree que es viable, estando compuesta por unos cientos de linces. Los efectivos de las subpoblaciones restantes se reparten en pequeños núcleos, difícilmente viables, de unas decenas de individuos.
El lince ibérico fue declararada especie en peligro en 1986 por el centro de seguimiento de la IUCN. Este estatus se mantuvo en las revisiones periódicas de este organismo hasta 2002 en que se cambió a una categoría de mayor amenaza

Programa de cría en cautividad

Artículo principal: Pacto Ibérico (2007)

Ejemplar en un programa de cría en cautividad.

Las dos metas principales del Programa de cría en cautividad consisten en asegurar a corto plazo la conservación del material genético de la especie y crear, a medio y largo plazo, nuevas poblaciones de lince ibérico a través de programas de reintroducción. Esto implica el mantenimiento de 60 reproductores en cautividad, cuyos cruces se seleccionaran de modo óptimo para evitar la endogamia, así como la preparación de animales para su reintroducción a partir del año 2010. Para cubrir debidamente las necesidades de espacio del Programa de Cría será necesario incorporar centros adecuados para la reproducción y el mantenimiento de ejemplares de lince ibérico.
El programa de cría se desarrolla en la actualidad en el Centro de Cría de El Acebuche (en el Parque Nacional de Doñana), con capacidad para 11 ejemplares y en el Zoobotánico de Jerez, con siete instalaciones de diferentes tamaños que pueden ser utilizadas como cuarentena, para mantenimiento de cachorros o para albergar tanto a cachorros o jóvenes como a ejemplares subadultos. El zoo tiene previsto construir dos instalaciones para ejemplares reproductores, según informa el Boletín de Plan de Cría en Cautividad del Lince que elabora el equipo de protección de esta especie en peligro de extinción.

Resultados del programa

Después de cuatro temporadas consecutivas de reproducción en el Acebuche, en el programa han sobrevivido 24 linces nacidos en cautividad. A estos se suman 28 provenientes de la naturaleza de tal manera que en julio de 2008 cuenta ya, después de la incorporación de algunos jóvenes capturados en el campo, procedentes de camadas numerosas y por tanto con pocas expectativas de supervivencia, con 52 ejemplares, repartidos en tres centros, El Acebuche, la Olivilla y el Zoo de Jerez.

 

Células madre

Una célula madre es una célula que tiene la capacidad de auto renovarse mediante divisiones mitóticas o bien de continuar la vía de diferenciación para la que está programada y, por lo tanto, producir células de uno o más tejidos maduros, funcionales y plenamente diferenciados en función de su grado de multipotencialidad. La mayoría de tejidos de un individuo adulto poseen una población específica propia de células madre que permiten su renovación periódica o su regeneración cuando se produce algún daño tisular. Algunas células madre adultas son capaces de diferenciarse en más de un tipo celular como las células madre mesenquimales y las células madre hematopoyéticas, mientras que otras son precursoras directas de las células del tejido en el que se encuentran, como por ejemplo las células madre de la piel o las células madre gonadales (células madre germinales). Es común que en documentos especializados se las denomine stem cells, en inglés, donde stem significa tronco, traduciéndolo lo más a menudo como «células troncales».

Las células madre embrionarias son aquellas que forman parte de la masa celular interna de un embrión de 4-5 días de edad y que tienen la capacidad de formar todos los tipos celulares de un organismo adulto. Una característica fundamental de las células madre embrionaria es que pueden mantenerse (en el embrión o en determinadas condiciones de cultivo) de forma indefinida, formando al dividirse una célula idéntica a ellas mismas, y manteniendo una población estable de células madre. Existen técnicas experimentales donde se pueden obtener células madre embrionarias sin que esto implique la destrucción del embrión. Son células indiferenciadas que tiene la capacidad de dividirse indefinidamente sin perder sus propiedades.

Tipos de células madre

Existen cuatro tipos de células madre:

• Las células madre totipotentes pueden crecer y formar un organismo completo, tanto los componentes embrionarios (como por ejemplo, las tres capas embrionarias, el linaje germinal y los tejidos que darán lugar al saco vitelino), como los extraembrionarios (como la placenta). Es decir, pueden formar todo los tipos celulares.

• Las células madre pluripotentes no pueden formar un organismo completo, pero sí cualquier otro tipo de célula correspondiente a los tres linajes embrionarios (endodermo, ectodermo y mesodermo), así como el germinal y el saco vitelino. Pueden, por tanto, formar linajes celulares.

• Las células madre multipotentes son aquellas que sólo pueden generar células de su misma capa o linaje de origen embrionario (por ejemplo: una célula madre mesenquimal de médula ósea, al tener naturaleza mesodérmica, dará origen a células de esa capa como miocitos, adipocitos u osteocitos, entre otras).

• Las células madre unipotentes pueden formar únicamente un tipo de célula particular.

Fuentes de células madre

Existen diferentes tipos de células madres, aunque las más empleadas en biología son las células madres embrionarias y las adultas:

• Célula madre embrionaria (pluripotentes): Se encuentran en la masa celular interna del blastocisto. El blastocisto está formado por una capa externa denominada trofoblasto, formada por unas 70 células, y una masa celular interna constituida por unas 30 células que son las células madres embrionarias que tienen la capacidad de diferenciarse en todos los tipos celulares que aparecen en el organismo adulto, dando lugar a los tejidos y órganos. En la actualidad se utilizan como modelo para estudiar el desarrollo embrionario y para entender cuáles son los mecanismos y las señales que permiten a una célula pluripotente llegar a formar cualquier célula plenamente diferenciada del organismo.

• Célula madre germinales: Se trata de células madres embrionarias pluripotenciales que se derivan de los esbozos gonadales del embrión. Estos esbozos gonadales se encuentran en una zona específica del embrión denominada cresta gonadal, que dará lugar a los óvulos y espermatozoides. Tienen una capacidad de diferenciación similar a las de las células madres embrionarias, pero su aislamiento resulta más difícil.

• Células madre fetales: Estas células madre aparecen en tejidos y órganos fetales como sangre, hígado, pulmón y poseen características similares a sus homólogas en tejidos adultos, aunque parecen mostrar mayor capacidad de expansión y diferenciación. Su procedencia no está del todo clara. Podrían tener origen embrionario o bien tratarse de nuevas oleadas de progenitores sin relación con las células madres embrionarias.

• Célula madre adulta: Son células no diferenciadas que se encuentran en tejidos y órganos adultos y que poseen la capacidad de diferenciarse para dar lugar a células adultas del tejido en el que se encuentran, por lo tanto se consideran células multipotenciales. En un individuo adulto se conocen hasta ahora alrededor de 20 tipos distintos de células madre, que son las encargadas de regenerar tejidos en continuo desgaste (como la piel o la sangre) o dañados (como el hígado). Su capacidad es más limitada para generar células especializadas. Las células madre hematopoyéticas de médula ósea (encargadas de la formación de la sangre) son las más conocidas y empleadas en la clínica desde hace tiempo. En la misma médula, aunque también en sangre del cordón umbilical, en sangre periférica y en la grasa corporal se ha encontrado otro tipo de célula madre, denominada mesenquimal que puede diferenciarse en numerosos tipos de células de los tres derivados embrionarios (musculares, vasculares, nerviosas, hematopoyéticas, óseas, etc.). Aunque aún no se ha podido determinar su relevancia fisiológica se están realizando abundantes ensayos clínicos para sustituir tejidos dañados (corazón) por derivados de estas células.

La célula madre por excelencia es el cigoto, formado cuando un óvulo es fecundado por un espermatozoide. El cigoto es totipotente, es decir, puede dar lugar a todas las células del feto y a la parte embrionaria de la placenta.

Conforme el embrión se va desarrollando, sus células van perdiendo esta propiedad (totipotencia) de forma progresiva, llegando a la fase de blástula o blastocisto en la que contiene células pluripotentes (células madre embrionarias) capaces de diferenciarse en cualquier célula del organismo salvo las de la parte embrionaria de la placenta. Conforme avanza el desarrollo embrionario se forman diferentes poblaciones de células madre con una potencialidad de regenerar tejidos cada vez más restringida y que en la edad adulta se encuentran en "nichos" en algunos tejidos del organismo.

Recientes investigaciones lograron, mediante partenogénesis, activar óvulos humanos no fecundados, lo cual podría ser en futuro próximo una fuente sin controversias éticas para la consecución de células madre.

Métodos de obtención de células madre

Existen diferentes técnicas para la obtención directa de células madre embrionarias y técnicas basadas en la reprogramación celular:

• Embriones crioconservados: La criopreservación o crioconservación es un método que utiliza nitrógeno líquido (-196 °C) para detener todas las funciones celulares y así poderlas conservar durante años. Estos embriones son procedentes de los tratamientos de reproducción humana asistida, que cuando se fecundan más de los necesarios pueden ser donados por los pacientes que se someten a este tratamiento. Estos embriones criopreservados en fase de blastocisto pueden conservarse durante cinco años, según lo reglamenta el R.D. 413/1996.

• Blastómeros individuales: Con esta técnica, probada primero en ratones y después en humanos, se consigue no destruir el embrión. Se utilizaron óvulos fecundados de ratón que se dejaron crecer hasta que tuviesen de 8 a 10 células. una de estas células se extrae y se cultiva. Con esta técnica se ha logrado obtener dos lineas celulares estables que mostraban un cariotipo normal y presentaban marcadores característicos de pluripotencialidad. El embrión del que se obtiene esta célula es completamente viable por lo que se puede implantar en un útero y seguir un desarrollo normal.

• Activación de ovocitos por transferencia nuclear somática: consiste en extraer un núcleo de un óvulo no fertilizado y sustituirlos por el núcleo de una célula somática adulta. Al encontrarse en un ambiente propicio, el citoplasma del óvulo, este núcleo es capaz de reprogramarse. Una ventaja de esta técnica es obtener células madre que contengan la misma dotación genética que el paciente y evitar así problemas de rechazo. Esta técnica sólo se ha realizado en animales, no en humanos. Las mutaciones producidas en el ADN de estas células adultas hace que se produzcan problemas durante la desdiferenciación.

• Partenogénesis: Este proceso reproductivo no se da en mamíferos. Sin embargo, la partenogénesis puede ser inducida en mamíferos mediante métodos químicos o físicos in vitro. Como resultado de esta activación, se obtiene una masa celular denominada partenote de las que se pueden aislar células pluripotenciales. Esta técnica sólo es aplicable en mujeres.

Células iPS

Investigaciones recientes llevadas a cabo por el doctor Shin'ya Yamanaka, de la Universidad de Kyoto, han demostrado que es posible desdiferenciar células adultas hasta células madre mediante el tratamiento con factores de transcripción insertados en las células mediante retrovirus. Este procedimiento, conocido como Reprogramación celular, facilitaría obtener células madre de cualquier individuo en cualquier momento, aunque se han detectado posibles efectos colaterales, como el carácter canceroso de las células resultantes.

Células madre del líquido amniótico

Gracias a los últimos avances científicos se demostró que el líquido amniótico contiene células de tejidos embrionarios y extra embrionarios diferenciadas y no diferenciadas derivadas del ectodermo, del mesodermo y del endodermo. La tipología y las características de las células del líquido amniótico varían según el momento de la gestación y en función de la existencia de posibles patologías fetales. Recientemente, se ha tenido constancia de experimentos que demuestran la presencia de células madre fetales mesenquimales con potencial diferenciador hacia elementos celulares derivados de tres hojas embrionarias, por ejemplo. Las células madre de líquido amniótico se expanden fácilmente en cultivo, mantienen la estabilidad genética y se pueden inducir a la diferenciación (estudios de Paolo De Coppi, Antony Atala, Giuseppe Simoni etc.) también en células hematopoyéticas. [Por eso representan una nueva fuente de células que podría tener múltiples aplicaciones en ingeniería de los tejidos y en la terapia celular, sobre todo para el tratamiento de anomalías congénitas en el periodo perinatal.

Las células madre de líquido amniótico no presentan controversia ética y pueden conservarse para uso propio.

 Tratamientos con células madre

Muchos descubrimientos médicos, creen que los tratamientos con células madre tienen el sistema para cambiar la cara humana, curar enfermedades y aliviar sufrimiento. Existen algunos tratamientos con células madre, pero la mayoría todavía se encuentran en una etapa experimental. Investigaciones médicas, anticipan que un día con el uso de la tecnología, derivada de investigaciones para las células madre adultas y embrionarias, se podrá tratar el cáncer, diabetes, heridas en la espina dorsal y daño en los músculos, como también se podrán tratar otras enfermedades. Muchos prometedores tratamientos de serias enfermedades han sido aplicados, usando células madre adultas. La ventaja de las células madre adultas sobre las embrionarias es que no hay problema en que sean rechazadas, porque normalmente las células madre son extraídas del paciente. Todavía existe un gran problema tanto científico como social rodeando de esta gran manera las investigaciones de las células madre embrionarias.

En los últimos años se está investigando en la proliferación In Vitro de las células madre de cordón umbilical para aumentar el número de células madre y cubrir la total necesidad para un trasplante. Estos estudios son muy prometedores y pueden permitir en un futuro utilizar células madre de cordón umbilical en terapia génica: podemos así tratar enfermedades causadas por la deficiencia o defecto de un determinado gen. Introduciendo un determinado gen en la proliferación de las células madre In Vitro y trasplantar tales células en el paciente receptor. El uso de otros tipos de células como portadores de genes buenos en pacientes con enfermedades causadas por deficiencias o déficits genéticos, está siendo testeado a nivel clínico.

 Tratamientos Actuales

Recientemente han sido utilizadas las células madre encontradas en la sangre del cordón umbilical para tratar pacientes con cáncer. Durante la quimioterapia, la mayoría de las células en crecimiento mueren por los agentes cito tóxicos. El efecto secundario de la quimioterapia es lo que los trasplantes de células madre tratan de revertir; la sustancia que se encuentra sana dentro del hueso del paciente, el tuétano, es remplazada por aquellas perdidas en el tratamiento. En todos los actuales tratamientos de células madre, obtener células madre de un donante con el mismo tipo de sangre es preferible a que usar las del paciente mismo. Solo si (siempre como último recurso y si no se encontró un donante con el mismo tipo de sangre) es necesario para el paciente usar su propias células madre y si el paciente no tiene guardada su propia colección de células madre (sangre del cordón umbilical), entonces la sustancia contenedora en los huesos será removida antes de la quimioterapia, y re inyectada después.

 Controversia sobre las células madre

La controversia sobre las células madre es el debate ético sobre las investigaciones de la creación, uso y destrucción de las células madres embrionarias. La oposición a las investigaciones dice que esta práctica puede llevar a la clonación y fundamentalmente a la desvalorización de la vida humana. Contrariamente, las investigaciones médicas opinan que es necesario proceder con las investigaciones de las células madre embrionarias porque las tecnologías resultantes podrían tener un gran potencial médico, y que el exceso embrionario creado por la fertilización in vitro puede ser donado para las investigaciones. Esto en cambio, produjo conflictos con el movimiento Pro-Life (Pro-Vida), quienes adjudican la protección de embriones humanos. El constante debate ha hecho que autoridades de todo el mundo busquen regularidad en los trabajos y marquen el hecho de que las investigaciones de las células madre embrionarias representan un desafío ético y social.

De acuerdo con muchas religiones y sistemas éticos, la vida comienza en la fecundación. Según sus argumentos, cualquier medida intencional para detener el desarrollo después de la concepción se considera como la destrucción de una vida humana. Otros críticos no tienen un problema moral con la investigación con células madre, pero tienen miedo de un precedente para la experimentación humana. Algunos críticos apoyan la idea de la investigación, pero quieren que se impongan estrictas normas legales que impidan la experimentación genética, como la clonación y que garanticen que los embriones sólo se obtengan a través de fuentes apropiadas. Prevenir que la investigación con células madre se convierta en una pendiente resbaladiza hacia experimentos genéticos humanos es considerado por la mayoría de la sociedad un punto importante en la controversia de las células madre.

 Puntos de vista

Los debates han motivado al movimiento Pro-Life, el cual se preocupa por los derechos y el estado de un embrión como un humano de temprana edad. Este movimiento cree que las investigaciones relacionadas con las células madre, instrumentaliza y viola lo que llaman la santicidad de la vida y deberían ser consideradas como un asesinato. Las ideas fundamentales de aquellos que se oponen a estas investigaciones son la defensa de lo que llaman inviolabilidad de la vida humana y que la vida humana empezaría cuando un espermatozoide fertiliza un ovulo para formar una sola célula.

Una parte de las investigaciones usa embriones que fueron creados pero no usados en la fertilización invitro para derivar una nueva línea de células madre. La mayoría de estos embriones tiende a ser destruida, o guardada por grandes períodos, pasando su tiempo de vida. Solamente en Estados Unidos, se ha estimado alrededor de 400.000 embriones en este estado.

Las investigaciones médicas señalan que las células madre tienen el potencial para alterar dramáticamente el acercamiento a la comprensión y tratamiento de enfermedades, y para aliviar sufrimiento. En el futuro, la mayoría de las investigaciones médicas anticipan el uso de tecnologías derivadas de las investigaciones de células madre para tratar una variedad de enfermedades. Heridas en la espina dorsal y el Parkinson son dos ejemplos que han sido reconocidos por personas famosas (por ahora, Christopher Reeve y Michael J. Fox)

En agosto de 2000, el Instituto Nacional de Salud de Estados Unidos dijo:

"...Investigaciones alrededor de células madres pluripotentes… prometen nuevos tratamientos y posibles curas para muchas debilitantes enfermedades y heridas, incluyendo las enfermedades de Parkinson, diabetes, problemas del corazón, escoliosis múltiple, quemaduras y heridas en la espina dorsal. La NIH cree que el potencial medico de las células madre pluripotentes beneficiaran a las tecnologías y estarán de acuerdo a los estándares éticos.”

Recientemente, investigaciones en Advanced Cell Technology (Tecnología Celular Avanzada) en Woecester, Mass; lograron obtener células madre de un ratón sin matar a los embriones. Si esta técnica se mejora será posible eliminar algunos de los problemas éticos relacionados con las investigaciones embrionarias de células madre.

En el 2007 también se descubrió otra técnica gracias a los equipos de investigaciones de Estados Unidos y Japón. Se reprograman las células de la piel humana para funcionar mas como células embrionarias cuando se les introduce un virus. Extraer y clonar células madres es caro y complejo, pero el nuevo método de reprogramación es mucho más barato. Sin embargo, la técnica puede alterar el ADN de las nuevas células madre, resultando en una dañada y cancerígena piel. Más investigaciones deberán ser realizadas antes de poder crear a una célula madre no cancerígena.