¿Qué es la ADN polimerasa?

La ADN polimerasa es una enzima que se encarga de catalizar la polimerización de la nueva hebra de ADN durante la replicación de esta molécula. Su función principal es emparejar los desoxirribonucleótidos trifosfato con los de la cadena molde. También participa en la reparación del ADN.

Esta enzima permite el emparejamiento correcto entre las bases de ADN de la cadena molde y la nueva, siguiendo el esquema de A se aparea con T, y G con C.

El proceso de replicación de ADN debe ser efectivo y debe llevarse a cabo con rapidez, por lo que la ADN polimerasa actúa añadiendo unos 700 nucleótidos por segundo y solo comete un error cada 10⁹ o 10¹⁰ nucleótidos incorporados.

Existen diferentes tipos de ADN polimerasa. Estas varían tanto en eucariotas como procariotas, y cada una tiene un papel específico en la replicación y reparación del ADN.

Tipos

Procariotas

Los organismos procariotas (organismos sin un núcleo verdadero, delimitado por una membrana) poseen tres ADN polimerasas principales, abreviadas comúnmente como pol I, II y III.

La ADN polimerasa I participa en la replicación y en la reparación del ADN y posee actividad exonucleasa en ambos sentidos. Se considera que el papel de esta enzima en la replicación es secundario.

La II participa en la reparación del ADN y su actividad exonucleasa es en el sentido 3´-5´. La III participa en la replicación y revisión del ADN, y al igual que la enzima anterior, presenta actividad exonucleasa es en el sentido 3´-5´.

Eucariotas

Los eucariotas (organismos con un núcleo verdadero, delimitado por una membrana) poseen cinco ADN polimerasas, denominadas con letras del alfabeto griego: α, β, γ, δ y ε.

La polimerasa γ se localiza en la mitocondria y es la responsable de la replicación del material genético en esta organela celular. En contraste, las otras cuatro se encuentran en el núcleo de las células y están involucradas en la replicación del ADN nuclear.

Las variantes α, δ y ε son las más activas en el proceso de división celular, lo que sugiere que su función principal está asociada con la producción de copias de ADN.

La ADN polimerasa β, por su parte, presenta picos de actividad en las células que no se están dividiendo, por lo que se asume que su función principal se asocia con la reparación del ADN.

Distintos experimentos han logrado comprobar la hipótesis que asocian mayormente a las polimerasas α, δ y ε con la replicación del ADN. Los tipos γ, δ y ε presentan actividad exonucleasa 3´-5´.

Arqueas

Los nuevos métodos de secuenciación han logrado identificar una enorme variedad de familias de ADN polimerasas. En las arqueas, específicamente, se ha identificado una familia de enzimas, denominadas familia D, que son únicas de este grupo de organismos.

Funciones

Replicación del ADN

La replicación del ADN requiere de una serie de enzimas que catalizan el proceso. Entre estas moléculas proteicas, resalta la ADN polimerasa.

Todas las ADN polimerasas conocidas comparten dos propiedades esenciales asociadas al proceso de replicación.

• En primer lugar, todas las polimerasas sintetizan la hebra de ADN en dirección 5´-3´, añadiendo los dNTP al grupo hidroxilo de la cadena en crecimiento.
• Segundo, las ADN polimerasas no pueden empezar a sintetizar una cadena nueva de la nada. Necesitan un elemento adicional conocido como primer o cebador, el cual es una molécula formada por unos pocos nucleótidos que otorga un grupo hidroxilo libre, donde la polimerasa puede anclarse y empezar su actividad. Esta es una de las diferencias fundamentales entre las ADN y ARN polimerasas, ya que esta última sí es capaz de iniciar la síntesis de una cadena de novo.

Reparación del ADN

El ADN está constantemente expuesto a factores, tanto endógenos como exógenos, que pueden dañarlo. Estos daños pueden bloquear la replicación y acumularse, de manera que afectan la expresión de los genes, generando problemas en los diversos procesos celulares.

Además de su función en el proceso de replicación del ADN, la polimerasa también es un componente clave de los mecanismos de reparación del ADN. También pueden actuar como sensores en el ciclo celular que previenen la entrada a la fase de división si el ADN está dañado.

Estructura

Actualmente, gracias a los estudios de cristalografía, se ha logrado dilucidar las estructuras de diversas polimerasas. Basados en su secuencia primaria, las polimerasas se agrupan en familias: A, B, C, X e Y.

Algunos aspectos son comunes a todas las polimerasas, particularmente los relacionados con los centros catalíticos de la enzima.

Estos incluyen dos sitios activos claves que poseen iones metálicos, con dos residuos de aspartato y un residuo variable, ya sea aspartato o glutamato, que coordina los metales. Existe otra serie de residuos cargados que rodean al centro catalítico y están conservados en las distintas polimerasas.

En procariotas, la ADN polimerasa I es un polipéptido de 103 kd, la II es un polipéptido de 88 kd y la III consta de diez subunidades.

En los eucariotas, las enzimas son más grandes y complejas: la α está formada por cinco unidades, la β y γ por una subunidad, la δ por dos subunidades, y la ε por 5.

Aplicaciones

PRC

La reacción en cadena de la polimerasa (PRC) es un método usado en todos los laboratorios de biología molecular, gracias a su utilidad y simplicidad. El objetivo de este método es amplificar de manera masiva una molécula de ADN de interés.

Para lograrlo, los biólogos emplean una ADN polimerasa que no es dañada por el calor (las altas temperatura son indispensables para este proceso) para amplificar la molécula. El resultado de este proceso es un número elevado de moléculas de ADN que pueden ser utilizadas con distintos propósitos.

Una de las utilidades clínicas más resaltantes de la técnica, es su uso en el diagnóstico médico. La PRC puede ser usada para comprobar la presencia de bacterias y virus patógenos en los pacientes, como en el caso del coronavirus.

Antibióticos y medicamentos antitumorales

Un número importante de medicamentos tienen como objetivo truncar los mecanismos de replicación del ADN en el organismo patógeno, ya sea un virus o una bacteria.

En algunos de estos, el blanco es la inhibición de la actividad de la ADN polimerasa. Por ejemplo, el medicamento quimioterapéutico citarabina, también denominado arabinósido de citosina, inhabilita a la ADN polimerasa.

Referencias

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., … & Walter, P. Essential cell biology. Garland Science.
2. Cann, I. K., & Ishino, Y. Archaeal DNA replication: identifying the pieces to solve a puzzle. Genetics.
3. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. The cell: Molecular approach. Medicinska naklada.

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¿Qué es una raíz tuberosa?

Una raíz tuberosa, o de almacenamiento, es una raíz especializada que cumple la función de almacenar fibras y reservas nutricionales. Estas estructuras se forman bajo la superficie del suelo a partir de la base o corona de la planta, en donde emerge el tallo.

La expresión tuberosa procede del latín tuberosum, cuyo significado es “llena de protuberancias”. De hecho, se le denomina tubérculo radical, ya que, contrario a los tubérculos, el órgano que cumple funciones de reserva no es el tallo sino la raíz.

Por otra parte, se diferencian de los tubérculos en que las yemas se originan solo en la corona, en el punto de inserción del tallo. En contraste, en el extremo opuesto regularmente se desarrollan raíces fibrosas.

Algunas especies herbáceas perennes —como chirivía, dalia, yuca o mandioca, remolacha, zanahoria— desarrollan raíces tuberosas en las que acumulan reservas nutritivas. A pesar de las diferencias morfológicas entre especies, la raíz presenta las propiedades internas y externas típicas de una raíz.

En efecto, las raíces tuberosas son raíces verdaderas que incrementan su espesor lateralmente debido a la acumulación de nutrientes. Asimismo, cada raíz de almacenamiento crece en conjunto a partir de un punto central, formando un racimo.

Características de la raíz tuberosa

• Esta raíz es una raíz modificada, gruesa y ensanchada, que desarrolla brotes y raíces en cada extremo.
• Los nutrientes son almacenados en la raíz por debajo del suelo, ya que el tallo crece a partir de las raíces a nivel superficial.
• Las raíces secundarias que se desarrollan a partir de la raíz tuberosa facilitan el transporte de agua y nutrientes.
• Este tipo de raíz se presenta en diversas especies de plantas perennes del tipo herbáceo.
• Las raíces tuberosas generalmente son perennes y sobreviven bajo tierra largo tiempo.
• Debido a que están formadas por un tejido radicular efectivo, la planta puede sobrevivir en caso de que se destruya la parte aérea.
• Para reproducir las raíces tuberosas se requiere la presencia de un brote o yema de crecimiento, que dará lugar a una nueva planta.
• Estas plantas anuales o bianuales presentan un crecimiento continuo, aumentan su tamaño y forman brotes adicionales a la altura de la corona.
• Las tuberosas incluyen plantas como azucenas, batatas, begonias, dalias, remolachas, mandiocas, ranúnculos y zanahorias, rábanos, entre otras.

Propagación

La propagación de las raíces tuberosas se realiza a través de la división de la corona en plantas de crecimiento activo. Cada corona que será propagada debe contener varias yemas y una raíz de almacenamiento que proporcione nutrientes a la nueva planta.

En el caso de utilizar raíces tuberosas que no presenten crecimiento activo, se debe promover la formación de brotes adventicios. Por ejemplo, las raíces carnosas de la especie Ipomoea batata tienen la capacidad de generar raíces adventicias bajo condiciones adecuadas de humedad y temperatura.

Empleando arena como medio de propagación, se colocan las raíces a 5 cm de profundidad con suficiente humedad y poca luz directa. Una vez desarrollados los primeros brotes, se vuelve a cubrir con arena hasta formar una capa de entre 8 y 10 cm.

Raíces generadas de los brotes

A partir de los brotes adventicios se desarrollan múltiples raíces adventicias. Una vez determinado el efectivo desarrollo de las raíces adventicias, los brotes se retiran de la planta madre y se procede a trasplantar en el campo.

En tuberosas ornamentales, como la dalia (Dahlia spp.), la propagación se realiza acondicionando las raíces extraídas directamente de la planta. Se procede a almacenar las raíces en aserrín o turba en un sitio seco y aireado durante entre 10 y 15 días.

Para la siguiente temporada de siembra, a inicios de la primavera, se procede a dividir las raíces de forma equidistante. Bajo condiciones óptimas de sustrato, humedad y temperatura, las yemas brotan con mayor vigor y la división de estas secciones dará origen a una nueva planta.

Por ejemplo, las begonias tuberosas (Begonia tuberhybrida) presentan una raíz pivotante que se transforma en raíz tuberosa. Estas raíces carnosas pueden ser divididas y plantadas directamente siempre que contengan una yema vegetativa.

Ejemplos

Rábano (Raphanus sativus)

Es una planta herbácea anual o bianual perteneciente a la familia de las Brassicaceae. Al consumirse directamente ofrece un sabor fresco, picante y algo amargo. Presenta una raíz comestible de forma axonomorfa y carnosa, con alto contenido de minerales y vitaminas, también tiene propiedades digestivas y diuréticas.

Dalia (Dahlia spp.)

Es un género de plantas ornamentales perteneciente a la familia de las Asteráceas y caracterizado por raíces gruesas, de las cuales emergen talos con hojas aserradas.

Las flores de diversos colores son cultivadas para jardinería, así como también por los beneficios que brindan contra la diabetes y la obesidad.

Remolacha (Beta vulgaris)

Es una planta herbácea anual, frondosa y ramificada, perteneciente a la familia de las Amaranthaceae. Se caracteriza por sus raíces tuberosas comestibles, redondas o alargadas, robustas y carnosas, de colores rojizos o violáceos brillantes.

Es rica en antocianinas, pigmentos que le proporcionan el color característico y un efecto antioxidante.

También contiene carotenoides luteína y zeaxantina, así como un alto contenido de agua, hidratos de carbono y fibra, potasio, hierro y vitaminas del grupo B.

La variedad dulce (Beta vulgaris var. saccharífera) es de alto valor industrial por su contenido de sacarosa, que ronda entre el 15 y 20%.

Batata (Ipomoea batatas)

Es una hortaliza conocida como boniato, camote o patata dulce, perteneciente a la familia de las Convolvulaceae. Es una especie trepadora de hojas dentadas y fasciculadas, tallos herbáceos largos y delgados, y raíces tuberosas comestibles.

La batata es una hortaliza usada ampliamente como un alimento bastante eficaz en la lucha contra la desnutrición, principalmente por el alto contenido de provitamina A, vitamina B1 y vitamina E.

Yuca o mandioca (Manihot esculenta)

Es un arbusto perenne adaptado a las condiciones intertropicales y perteneciente a la familia de las Euphorbiaceae. Puede medir 2 metros de altura y tiene raíces tuberosas de alto valor alimenticio, especialmente por su contenido de almidones.

El cultivo de yuca permite su total utilización: los tallos se emplean para la propagación vegetativa y las hojas para obtener harina. Además, las raíces tuberosas son empleadas para el consumo directo, en la agroindustria o en la exportación.

Zanahoria (Daucus carota)

Es una bienal especial perteneciente a la familia de las Apiáceas. La planta se caracteriza por las hojas en forma de roseta, tallos de 10 cm de altura y raíces tuberosas de color amarillo, naranja o morado.

Las raíces almacenan carbohidratos, betacaroteno, provitamina A, vitamina E y minerales como calcio, fósforo, magnesio y yodo. Esta hortaliza se consume de forma fresca, cocida, frita o al vapor, y es ampliamente usada en la agroindustria.

Referencias

1. Learn differences between tuberous roots, bulbs, corms. Recuperado de chippewa.com.

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¿Qué es la clasificación de Woese, o el sistema de tres dominios?

Los tres dominios de la biología, o sistema de tres dominios, es una clasificación propuesta por el biólogo Carl Woese (1928-2012) a finales de los años 70, que divide a los seres orgánicos en los dominios Bacteria, Archaea y Eukaryota.

Esta clasificación en “dominios” es superior al sistema tradicional de división en cinco o seis reinos, con el que estamos más familiarizados. La división fundamental de los dominios es dividir a los procariotas en dos dominios, donde las arqueas están más relacionadas con los eucariotas, que con el otro grupo de procariotas, las bacterias.

Esta ordenación filogenética es ampliamente aceptada por la mayoría de los biólogos. Con el desarrollo de las herramientas bioinformáticas y estadísticas, algunos autores han propuesto nuevas relaciones entre los seres vivos, que desafía la clasificación de Woese.

Historia de la clasificación

División en dos reinos: Animalia y Plantae

Antes de la publicación de los trabajos de Woese y sus colegas, los biólogos usaban una clasificación “tradicional”, usando una dicotomía sencilla e intuitiva que dividía a las plantas de los animales (formalmente, Animalia y Plantae).

En esta división, todas las bacterias, hongos y protistas fotosintéticos eran considerados “plantas”, mientras que los protozoarios se agrupaban con los animales.

Con el avance de la ciencia, el desarrollo de metodologías modernas y un análisis más profundo de los seres orgánicos, se hizo evidente que la división en plantas y animales no se ajustaba a la verdadera historia evolutiva. De hecho, era una simplificación “rústica” e inconsistente de las relaciones entre ellos.

División en tres reinos: Animalia, Plantae y Protista

Con el objetivo de subsanar esta situación, el renombrado biólogo evolutivo y ornitólogo Ernst Haeckel (1834-1919) añadió un nuevo reino a la lista: el Protista.

Esta clasificación logró una división más clara de formas que no debían estar agrupadas. Sin embargo, la clasificación seguía siendo problemática.

División en cinco reinos

En 1969, el ecólogo estadounidense Robert Harding Whittaker (1920-1980) propuso el esquema de división en cinco reinos: Animalia, Plantae, Fungi, Monera y Protista.

Este sistema se basa principalmente en los tipos celulares que componen a los organismos. Los integrantes de Monera son seres unicelulares y procariotas, mientras que los protistas también son unicelulares, pero eucariotas.

Los tres reinos restantes –Animalia, Plantae y Fungi– se clasifican por su modo de adquirir nutrientes. Las plantas tienen las capacidades fotosintéticas, los hongos secretan enzimas al medio, seguido de la absorción de nutrientes, y los animales consumen sus alimentos con digestión interna o externa.

La división de los organismos en cinco reinos fue ampliamente aceptada por los sistemáticos de la época, ya que consideraban que esta se ajustaba mejor a las relaciones evolutivas reales de los seres vivos.

División en tres dominios

En los años 70, el microbiólogo Carl Woese encontró evidencia de cierto grupo desconocido de organismos unicelulares muy llamativos. Estos vivían en ambientes con condiciones extremas de temperatura, salinidad y pH, donde se pensaba que la vida no podía mantenerse.

A primera vista, estos organismos se clasificaron como bacterias, denominándose arqueobacterias. No obstante, una visión más profunda de estas dejó en claro que las diferencias con las bacterias eran tan notorias que no podían ser clasificadas dentro del mismo grupo. De hecho, la semejanza era solo superficial.

La evidencia molecular permitió a este grupo de investigadores establecer un sistema de clasificación de tres dominios: Bacteria, Archaea y Eukaryota.

Proponer novedosas relaciones genealógicas entre los organismos, marcó un evento de gran importancia en la biología moderna. Este importante descubrimiento llevó a Woese a ganar en 2000 la medalla nacional de Ciencias.

Los tres dominios de la vida

El árbol de la vida propuesto por Carl Woese establece las relaciones genealógicas posibles entre los seres orgánicos, sugiriendo la existencia de tres dominios de la vida. Esta hipótesis fue propuesta gracias al análisis del ARN ribosomal 16S (abreviado como 16S ARNr).

Este marcador es un componente de la subunidad 30S del ribosoma de los procariotas. Tras los trabajos de Woese, ha sido ampliamente usado para la inferencia filogenética. Hoy en día es muy útil para establecer la clasificación e identificación de las bacterias.

A continuación, las características más notables de cada uno de los organismos que conforman los tres dominios de la vida:

Dominio Archaea

Las arqueas son organismos que habitan en ambientes con condiciones extremas de temperatura, acidez, pH, entre otros.

Se han encontrado en aguas con concentraciones salinas significativamente elevadas, ambientes ácidos y aguas termales. Algunas también habitan regiones con condiciones “promedio”, como el suelo o el tracto digestivo de algunos animales.

Desde el punto de vista celular y estructural, las arqueas se caracterizan porque no poseen membrana nuclear, los lípidos de las membranas están unidos por enlaces éter, presentan pared celular (pero no está compuesta de peptidoglicano), y la estructura de los genes es similar a los eucariotas en cromosomas circulares.

La reproducción de estos procariotas es asexual, y se ha evidenciado transferencia horizontal de genes.

Clasificación de las arqueas

Se clasifican en metanógenas, halófilas y termoacidófilas. El primer grupo usa dióxido de carbono, hidrógeno y nitrógeno para lograr energía, produciendo gas metano como producto de desecho. La primera arquea en ser secuenciada pertenece a este grupo.

El segundo grupo, las halófilas, son “amantes de la sal”. Para su desarrollo, es menester que el ambiente cuente con una concentración salina unas 10 veces mayor que la del océano. Algunas especies pueden tolerar concentraciones hasta 30 veces mayores. Estos microorganismos se encuentran en el mar Muerto y en charcas evaporadas.

Por último, los termoacidófilas son capaces de soportar temperaturas extremas: mayores a 60° (algunas pueden tolerar más de 100°) y menores al punto de congelación del agua.

Es necesario aclarar que estas son las condiciones óptimas para la vida de estos microorganismos, si los exponemos a temperatura ambiente es probable que mueran.

Dominio Bacteria

Este dominio comprende un amplio grupo de microorganismos procariotas. De manera general, solemos asociarlos con enfermedades, pero es erróneo.

Es cierto que ciertas bacterias causan enfermedades mortales, pero muchas de ellas son beneficiosas o viven en nuestro cuerpo estableciendo relaciones de comensalismo, formando parte de nuestra flora normal.

Las bacterias no tienen membrana nuclear, carecen de organelos propiamente dichos, su membrana celular está integrada por lípidos con enlaces del tipo éster y la pared está compuesta por peptidoglicano.

Se reproducen de manera asexual, y se ha evidenciado eventos de transferencia horizontal de genes.

Clasificación de las bacterias

Aunque la clasificación de las bacterias es compleja, trataremos las divisiones fundamentales del dominio: cianobacterias y eubacterias.

Las cianobacterias son las bacterias fotosintéticas verdeazules que producen oxígeno. Según el registro fósil, aparecieron hace unos 3.2 mil millones de años y fueron las responsables del cambio drástico desde un ambiente anaeróbico a un ambiente aeróbico (rico en oxígeno).

Las eubacterias, por su parte, son las bacterias verdaderas. Estas se presentan en variadas morfologías (cocos, bacilos, vibrios, helicoidales, entre otros) y presentan estructuras modificadas para su movilidad, como cilios y flagelos.

Dominio Eukarya

Los eucariotas son organismos que se distinguen primordialmente por la presencia de un núcleo bien definido, delimitado por una membrana biológica compleja.

En comparación con los otros dominios, la membrana presenta variedad de estructura y los lípidos exhiben enlaces del tipo éster. Presentan organelas verdaderas, delimitadas por membranas, la estructura del genoma es similar a las arqueas, y se organiza en cromosomas lineales.

La reproducción de grupo es extraordinariamente variada, exhibiendo modalidades tanto sexual como asexual, y muchos integrantes del grupo son capaces de reproducirse por las dos vías: no son mutuamente excluyentes.

Clasificación de los eucariotas

Incluye cuatro reinos con formas muy variadas y heterogéneas: protistas, fungi, plantas y animales.

Los protistas son eucariotas unicelulares, como las euglenas y los paremecios. Los organismos que comúnmente conocemos como hongos son los integrantes del reino Fungi. Existen formas uni y pluricelulares. Son elementos claves en los ecosistemas para degradar la materia orgánica muerta.

Las plantas están integradas por organismos fotosintéticos con pared celular formada de celulosa, principalmente. Su característica más notable es la presencia de clorofila. Comprende helechos, musgos, las gimnospermas y las angiospermas.

Los animales comprenden un grupo de seres orgánicos pluricelulares heterótrofos, la mayoría con capacidad de movimiento y desplazamiento. Se dividen en dos grandes grupos: los invertebrados y los invertebrados.

Los invertebrados están formados por los poríferos, cnidarios, nematodos, moluscos, artrópodos, equinodermos y otros pequeños grupos. Los vertebrados son los peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos.

Los animales han logrado colonizar virtualmente todos los ambientes, incluyendo los océanos y los ambientes aéreos, exhibiendo un complejo juego de adaptaciones en cada uno.

Referencias

1. Forterre, P. The universal tree of life: an update. Frontiers in microbiology.
2. Koonin, E.V. Carl Woese’s vision of cellular evolution and the domains of life. RNA biology.

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¿Qué es el suelo calcáreo o calizo?

El suelo calcáreo o calizo es el que tiene un alto contenido de carbonato de calcio. Son suelos minerales cuya formación ha estado condicionada por el clima. Se clasifican como calcisoles y se caracterizan por la acumulación secundaria de carbonatos y alto contenido de limo.

La presencia de elevados niveles de carbonato de calcio determina un pH básico. Tienen bajos contenidos de materia orgánica y generalmente se presentan en zonas áridas o semiáridas de todo el planeta. También aparecen en zonas lacustres con alto aporte de carbonato de calcio proveniente de las conchas de gastrópodos y bivalvos.

Son suelos aptos para actividades agrícolas, siempre y cuando tengan fertilización y riego adecuado. Entre los cultivos más comunes tenemos el girasol, la vid y los olivos.

Características de los suelos calcáreos

• Los suelos calcáreos se originan asociados a material parental rico en carbonato de calcio en zonas áridas o semiáridas. Esto incluye deposición aluvial, coluvial o eólica de material calcáreo.
• Puede provenir de la erosión de rocas sedimentarias calcáreas o de deposiciones recientes de zonas lacustres en desecación.
• Son suelos de textura media a fina con buena retención de humedad. En algunos casos pueden presentar una alta proporción de partículas rocosas de gran diámetro.
• Normalmente, muestran alto contenido de limo. Pueden formar costras superficiales dificultando la percolación. Poseen entre 1 y 2% de materia orgánica. El contenido de carbonato de calcio es igual o superior a 25%.
• Los contenidos de arena y arcilla son variables, dependiendo de si están asociados a otro tipo de suelos. En asociación con vertisoles, tendrán un mayor contenido de arcillas. Con arenosoles, el contenido de arena será mayor.
• Los suelos calcáreos generalmente presentan un horizonte superficial muy delgado (menos de 10 cm) de color castaño a castaño claro. Luego sigue un horizonte algo más oscuro o castaño amarillento, salpicado de motitas blancas de calcita.
• A mayor profundidad puede presentarse una estructura en bloque con agregados mayores, a menudo de color rojizo o conformado de material parental.
• Son suelos bien drenados, condicionados por la fisiografía donde normalmente se encuentran y su textura. Si un suelo calcáreo se encuentra en una depresión, es susceptible de una alta acumulación de sales. Esta condición de suelo salino normalmente se clasifica en otra categoría distinta a calcisol (ejemplo: solonchaks).

Composición

Los suelos calcáreos pueden estar conformados por distintos tipos de rocas ricas en calcio. Dependiendo de las rocas presentes, se pueden encontrar diversos minerales asociados al suelo.

La gran mayoría de estos suelos están compuestos de rocas calizas que tienen gran contenido de calcita y aragonita. Cuando hay presencia de basaltos, se observa abundancia de hierro y magnesio.

Las areniscas presentes en algunos suelos calizos contienen cuarzo y feldespatos. Mientras que los suelos con esquistos pueden presentar granate, moscovita y grafito.

Formación

En el horizonte A (o zona de lavado vertical de la capa más superficial del suelo) existe una mayor presión de CO₂ que en el aire sobre el suelo, debido a la actividad radical y la respiración microbial. 

Esto provoca la disolución de la calcita (CaCO₃) en el agua. Los iones Ca_2+- y el HCO₃ son arrastrados por el agua hacia horizontes inferiores. En la medida que el agua desciende, se evapora y disminuye la presión de CO₂. En estas condiciones, la calcita precipita y forma la capa o agregados de cal.

La redistribución del carbonato de calcio, al igual que otros elementos minerales, es un importante mecanismo de diferenciación del horizonte en suelos de zona seca.

Las sales solubles pueden acumularse en áreas con poca profundidad. La presencia de aguas subterráneas cerca de la superficie del suelo también condicionan estos procesos.

Estructura

Algunos de estos suelos llevan muchos años formados, pero no tienen un gran desarrollo edafológico, debido a que están sometidos a largos períodos recurrentes de sequía, lo cual limita la mayoría de los procesos más importantes en la formación del suelo.

Generalmente, se pueden presentar tres horizontes. El horizonte más superficial (A) está poco estructurado y tiene bajo contenido de calcio.

Posteriormente, se presenta un horizonte B de acumulación, donde puede ser visible debido a la gran acumulación de calcio. Por debajo de este, se presenta un horizonte C constituido por el material parental.

La estructura del horizonte B define los tipos de suelos calizos que pueden presentarse. Según la forma en que se diferencia este perfil, tenemos:

Suelos con horizonte B difuso

El contenido de calcio es apenas un 10% mayor que en los otros dos horizontes. La profundidad puede ser de 50-100 cm y el calcio se acumula en forma de partículas finas.

Cuando se estudia el perfil del suelo, es difícil reconocer este horizonte de acumulación, ya que no hay grandes variaciones de color con los otros horizontes. Por tanto, se hace necesario esperar los análisis químicos para certificar su presencia.

Suelos con horizonte B moderadamente diferenciado

En este caso, se puede diferenciar el horizonte en el perfil. La acumulación de carbonato de calcio está entre 50-60% y la forma en que se presenta puede ser en nódulos o partículas finas.

La profundidad de este horizonte puede ir entre 20-100 cm. Generalmente, la transición entre el horizonte A y B es algo difusa.

Suelos con horizonte B marcadamente diferenciado (horizonte petrocálcico)

Cuando se estudia el perfil del suelo, se puede diferenciar claramente el horizonte de acumulación. En este hay gran cantidad de carbonato de calcio y otros minerales que forman una capa endurecida.

La profundidad de este horizonte puede ir desde 10 cm hasta dos metros. El color es bastante claro y las incrustaciones de calcio pueden presentar distintas formas.

El horizonte petrocálcico se origina bajo condiciones de alta temperatura y alto pH. Esto favorece la disolución de la sílice de los feldespatos, de minerales ferromagnesianos, entre otros. Asimismo, ocurre una alta traslocación de calcita.

Localización en el mundo

Los calcisoles, o suelos calcáreos, se encuentran en una amplia gama de formas de relieve, incluidos los piedemontes, los fondos de los lagos, tierras de desecación lacustrinas, las terrazas y abanicos o conos aluviales.

Haciendo un cálculo, el área ocupada por calcisoles es de aproximadamente 1 billón de hectáreas a nivel mundial. Algunos autores señalan que el 30% de los suelos del planeta son calcáreos. La mayoría se ubica en zonas áridas y semiáridas de los trópicos y subtrópicos.

Una de las zonas donde son más abundantes es el Mediterráneo, debido a la predominancia de climas áridos. Igualmente, son frecuentes en Egipto, Siria, Irán, Iraq, Jordania y Turquía, entre otros, que pertenecen al sur del Mediterráneo.

En América no son muy comunes, y ocupan menos del 2% de su superficie. Los podemos encontrar al norte de México y norte de Argentina. De forma muy localizada se presentan en la costa de Venezuela y algunas áreas de Chile.

Cultivos

La mayoría de los calcisoles están bien drenados, pero son poco fértiles y poseen humedad solo durante la estación lluviosa. Esto determina sus limitaciones principales para la agricultura. Si existe un horizonte petrocálcico, se requieren labores de subsolado (ruptura de esta capa con arado profundo, o subsolador).

Si los suelos calcáreos son irrigados, drenados y fertilizados, pueden ser altamente productivos en una gran variedad de cultivos. En zonas montañosas, los calcisoles se utilizan principalmente para el pastoreo de bajo volumen de vacas, ovejas y cabras.

Los suelos calcáreos son aptos para cultivos tolerantes a la sequía, como el girasol. En la zona mediterránea, se cultiva trigo de invierno irrigado, melón y algodón en amplias áreas de calcisoles.

Son también adecuados para la producción de cítricos, maní, soja, olivo y sorgo. Con el riego y fertilización adecuados se pueden producir diversas especies de hortalizas.

En la viticultura se señala que las uvas cultivadas en estos suelos proporcionan vinos con gran cuerpo, alcohólicos, complejos, muy buenos para crianza.

Referencias

1. Chen, Y. y P. Barak. Iron nutrition of plants in calcareous soils. Advances in Agronomy.
2. Driessen, P, J. Deckers y F. Nachtergaele. Lecture Notes on the major soils of the world. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO).

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¿Qué es una ensenada?

Una ensenada es un accidente geográfico de las costas, de forma oval o circular, con una entrada estrecha de agua. En general, son de pequeño tamaño y pueden estar presentes en las costas de océanos, ríos y lagos.

Las ensenadas se forman en costas concordantes, en las cuales hay franjas de rocas de distinta resistencia que corren paralelas a la costa. Es decir, presentan una capa de material muy resistente a la erosión marina, e internamente capas de rocas más blandas.

Cuando las olas impactan sobre la capa más dura, generan entradas estrechas. Luego se forma la concavidad internamente, porque las capas más blandas se erosionan más rápido.

Características de una ensenada

• Las ensenadas presentan generalmente forma oval o circular. Se pueden formar en la línea de costa de océanos, ríos o lagos. Son de pequeño tamaño, hasta unos 1.000 metros de ancho aproximadamente.
• Presentan una entrada protegida, la cual está formada por los promontorios o salientes. Estos promontorios están compuestos de rocas más resistentes a la erosión, por lo que las aberturas tienden a ser estrechas.
• Internamente, las ensenadas presentan un entrante más ancho constituido de materiales rocosos más blandos.
• Los sedimentos que forman las playas son movidos desde y hacia el continente por el viento. Mientras que las olas son las responsables del movimiento longitudinal de los mismos.
• En el caso de las ensenadas, la entrada es bastante cerrada. Por tanto, el movimiento de las olas puede ser muy lento. Esta característica tiene la ventaja de que genera una zona de aguas tranquilas que puede ser utilizada en distintas actividades.
• Sin embargo, cuando la entrada de la ensenada es sumamente estrecha, las olas casi no se mueven y no arrastran los sedimentos. Así que estos terminan por acumularse y afectan la calidad del agua dentro de la ensenada.

Factores que influyen en la formación de ensenadas

Para entender el proceso de formación de las ensenadas, se deben conocer algunos factores que influyen en la morfología de las costas.

Entre algunos aspectos de interés están:

Tipos de roca

El tipo y características de las rocas puede definir los accidentes geográficos que se pueden formar en una costa determinada. Por su dureza, se mencionan:

Rocas resistentes o duras

Las rocas ígneas se consideran entre las más resistentes a la erosión. Estas se forman por enfriamiento y solidificación del magma. Algunos ejemplos son el granito y el basalto.

Rocas medianamente resistentes

Son las del tipo sedimentario. Se forman por acumulación y compactación de materiales erosionados de la superficie terrestre. Por ejemplo, areniscas, gis y calizas.

Rocas poco resistentes o suaves

Son materiales no consolidados de edad terciaria. También pueden ser depósitos de rocas glaciares. Algunos tipos son las arcillas y las pizarras.

Composición química

Algunas rocas, como las areniscas y las cuarcitas, están formadas casi totalmente de sílice. Este compuesto es químicamente inerte, por lo que tiene mayor resistencia a la erosión.

Por otra parte, el hierro que se presenta en algunas areniscas y feldespatos se puede oxidar. Esto las hace más vulnerables a la erosión marina. Igualmente, en las rocas calizas la carbonatación (meteorización química) se acelera con el agua salada.

Tipos de costas

Según la dirección y forma en que se dispongan los tipos de roca en una costa, se pueden diferenciar dos tipos:

Costas concordantes

Presentan capas alternas de rocas duras y blandas. Las mismas se disponen de forma paralela a la costa. Las rocas duras actúan como una barrera que previene la erosión de las rocas más blandas.

Costas discordantes

Las capas alternas de rocas duras y blandas se arreglan en dirección perpendicular a la costa. De esta manera, las rocas blandas son sometidas rápidamente a la acción erosiva de las olas.

Fases de formación de una ensenada

Las ensenadas se forman cuando se erosiona una costa concordante. En este caso, se presenta una capa de rocas duras frente al mar, seguidas de capas de rocas menos resistentes. Posteriormente, se presenta una capa de roca dura hacia el continente.

Las olas van erosionando los puntos más débiles de esta capa. Puede ocurrir en pequeñas junturas o grietas que presente el acantilado. Debido a la dureza del material, la entrada que se forma tiende a ser estrecha.

Además del impacto de las olas, hay otros elementos que intervienen en la ruptura de la capa dura, como la composición química de las rocas, el impacto de la lluvia y el crecimiento de las plantas. Todo esto puede contribuir a un desgaste más rápido de estos materiales.

Posteriormente, las olas impactan sobre las capas de rocas más suaves. La erosión en esta zona es muy rápida y se abre la concavidad. Debido a la presencia de una capa de roca dura hacia el interior, la forma de las ensenadas tiende a ser circular.

En la Costa Jurásica de Dorset (sur de Inglaterra) se presenta un sistema de ensenadas. Allí se han podido estudiar las fases de formación de las mismas. Dichas fases son:

Primera fase

Cuando comienza a formarse la ensenada, lo primero que ocurre es la erosión del material más resistente. Este se ubica frente al mar, por lo que las olas pueden ir impactando sobre los puntos débiles del mismo.

En la Costa Jurásica de Dorset está el área conocida como Stair Hollow, donde solo se aprecia la erosión de la capa exterior más dura. El sitio es estrecho, por lo que aún no se han erosionado las capas internas menos resistentes.

Segunda fase

Una vez que se forma la apertura, las olas pueden incidir sobre las capas internas. Como están conformadas por rocas menos resistentes a la erosión, comienza a formarse la concavidad.

Este es el caso de la ensenada de Lulworth, que presenta una forma circular casi perfecta, como se advierte en la imagen.

Tercera fase

Puede ocurrir en una línea de costa donde se forman varias ensenadas continuas. En este caso, las olas siguen erosionando las capas de rocas durante largo tiempo. Se pueden llegar a desgastar los promontorios que definen a las ensenadas, causando que estas se fusionen.

Se ha planteado que la bahía Worbarrow puede haberse formado de esta manera. Indicando que la capa dura más externa formada por piedra de Portland se removió totalmente.

Ejemplos de ensenadas en el mundo

Entre algunas de las ensenadas más conocidas en algunas regiones, tenemos:

Australia

En la famosa bahía de Sídney (Australia) se encuentra la cala de Sídney, ubicada en su orilla sur. En este lugar se creó el penal inglés que dio origen a la ciudad de Sídney.

Mediterráneo

En la zona del Mediterráneo las ensenadas se conocen como calas. Algunas destacadas son la Santa Galdana, en la isla de Menorca, y la Caló des Moro, en Mallorca (España). También son conocidas las calas de la Costa Azul, como Cala de Port-Miou o la cala de Morgiou.

En las islas Égades (Sicilia) está la cala Rossa, que debe su nombre a la sangre derramada por los cartagineses en la primera guerra púnica.

Mar Caribe

Las ensenadas son comunes tanto en islas como en tierra continental. En la ensenada de Baracoa, de la provincia de Guantánamo (Cuba), se estableció el primer asentamiento europeo en la isla en 1511.

Durante el siglo XVII muchas ensenadas eran el refugio ideal de los navíos piratas que deambulaban en busca de barcos cargueros. En las ensenadas de la isla de Gran Caimán se refugiaban bucaneros, como el famoso Barbanegra. Un ejemplo es la ensenada de Smith.

EE. UU.

La ensenada de MacWay en California es famosa por presentar cascadas que caen directamente al mar. Es la imagen de portada del artículo.

Reino Unido

Una de las ensenadas más conocidas es la de Lulworth en la Costa Jurásica de Reino Unido. Frecuentemente, es utilizada como ejemplo de formación de este accidente geográfico.

La misma tiene una forma casi perfectamente circular, con una estrecha boca tallada en piedra caliza.

Referencias

1. Davis, R.A. Beach and Nearshore Zone. Springer, New York.
2. Warn, S. The impact of structure and lithology on coastal landforms. Geo Factsheet.

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¿Qué son los animales granívoros?

Los animales granívoros son los que basan su alimentación en semillas de plantas, bien sea porque solo se alimentan de ellas o porque forman parte de su dieta diaria. Dentro de este grupo se encuentran diversas especies de aves, insectos y algunos mamíferos.

La depredación de la semilla puede ocurrir en dos tiempos distintos: antes o después de su dispersión. Cada uno exige del animal requisitos específicos, lo que tiene diferentes implicaciones tanto en la especie como en la población en general.

Adaptaciones morfológicas

La dieta granívora ha dado origen a ciertas adaptaciones, permitiendo que el organismo pueda asimilar los nutrientes de las semillas y acceder a estas sin dificultad.

Mandíbula

En el caso de las hormigas cosechadoras de la Florida (Pogonomyrmex badius), solo las trabajadoras tienen una mandíbula especializada para romper el endospermo de la semilla. Dicha tarea es imposible de realizar para el resto.

Vientre

Algunas especies de hormigas cosechadoras tienen una estructura en la zona ventral del cefalotórax similar a una barba, que utilizan para llevar una segunda semilla durante el regreso al nido.

Estómago

En algunas especies de aves, el estómago se ha especializado formando una estructura denominada molleja. Este órgano está conformado por una pared musculosa que contiene en su interior gastrolitos, cuya función es triturar los alimentos.

El aparato digestivo de los mamíferos granívoros está adaptado a este tipo de alimentación. Para degradar la compleja molécula de celulosa, el organismo de estos animales cuenta con la acción de bacterias que se encuentran en el ciego.

Características de los animales granívoros

Hábitos alimenticios                     

Debido a la diversidad de las semillas, estos animales tienen una amplia gama de hábitos alimenticios.

Por ejemplo, las lombrices de tierra comen las semillas enteras, que posteriormente son digeridas debido a la acción de las enzimas. Las chinches pertenecientes a la familia Lygaeidae chupan el interior de las semillas y las ardillas utilizan sus fuertes y poderosos dientes para roer las bellotas y nueces.

Determinadas larvas, como las de los coleópteros y las de lepidópteros, penetran la semilla para luego alimentarse de ella. En cuanto a las aves, una gran variedad de pájaros se tragan las semillas enteras y las muelen en la molleja, que forma parte del sistema digestivo.

Depredación de semillas pre y posdispersal

El grupo de animales granívoros suele clasificarse en dos grupos: los depredadores de predispersión de semillas y los de posdispersión. Algunas especies pueden asumir una alimentación con ambas características.

Depredadores de semillas pre dispersión

A este grupo pertenecen aquellas especies que se alimentan de las semillas cuando se encuentran en la planta, antes de ser dispersadas en el ambiente.

La mayoría de estos predadores se han especializado debido a que las plantas tienen estructuras que protegen sus semillas, haciéndolas menos visibles y dificultando el acceso a los depredadores. Así, aquellos animales menos especializados tendrán una menor probabilidad de alimentarse.

Además, los predadores de semillas pre dispersión deben ajustar su ciclo vital a la disponibilidad estacional de estas. Por eso, la mayoría de las especies de este grupo son insectos.

Algunos representantes de este conjunto pertenecen a los órdenes Lepidoptera, Hemiptera, Hymenoptera y Coleoptera. Su ciclo reproductivo está sincronizado con la disponibilidad de una o varias especies de plantas.

Este grupo de predadores son atraídos por las características de las plantas y de las semillas. Desde la distancia, la silueta y el tamaño de la planta pareciera ser un factor determinante para su selección. A medida que se acorta la distancia, cobra relevancia el tamaño y la química de la fruta, su color y olor.

Depredadores de semillas post dispersión

En la naturaleza hay una gran diversidad de animales depredadores de semillas post dispersión. Ejemplo de estos son algunos insectos —como los escarabajos y las hormigas—, aves y mamíferos, especialmente los roedores.

Debido a la heterogeneidad de las especies de semillas, de la calidad y de la ubicación espacial, la mayoría de los depredadores post dispersión tienen hábitos alimenticios generalistas pues, además de la diversidad, la composición de las semillas varía en cada ecosistema.

La depredación de semillas post dispersión varía con relación al hábitat, la estructura de la vegetación, la densidad y el tamaño de las semillas, y si están enterradas debajo de la hojarasca o escondidas en la tierra.

Este tipo de depredación de semillas ocurre cuando los animales toman las semillas al momento de ser liberadas o cuando estas caen y se mezclan con los materiales orgánicos, formando un depósito de semillas.

Ejemplos

Aves

Jilguero europeo (Carduelis carduelis)

Se encuentra en Europa, al norte de África y al occidente de Asia. El jilguero es un ave granívora porque su dieta está basada en semillas de cardos, trigo, girasol y niger. Las crías pueden comer algunos insectos.

Piquituerto común (Loxia curvirostra)

Se encuentra en Europa, América del Norte y Asia. El piquituerto común se caracteriza porque su pico está torcido en la punta. Esta adaptación le permite extraer las semillas de los duros conos de pino, de los cuales se alimenta casi exclusivamente.

Picogordo (Coccothraustes coccothraustes)

Habita en algunas regiones de Asia oriental y templada, Europa y del norte de África. La dieta del picogordo está compuesta principalmente por semillas duras de árboles grandes, aunque con frecuencia ingiere las de varios frutales. Tiene un fuerte y poderoso pico que, junto con una musculatura muy desarrollada, le permite romper la semilla.

Gracias a estas características puede abrir los huesos de almezas, cerezas, hayucos, olmos, arces, carpes, piñones y aceitunas. En invierno y primavera añade retoños de trejo, brotes de roble, orugas y algunos escarabajos.

Guacamaya roja (Ara Chloropterus)

Esta ave suramericana se caracteriza por los intensos colores de sus plumas, que le dan una apariencia exótica. Se encuentra en gran parte de Sudamérica, en países como Colombia, Venezuela, Bolivia, Perú y Brasil. También habita en México, Panamá y Honduras.

Los dedos flexibles de sus patas le ayudan a agarrarse de las ramas y a tomar sus alimentos. Tiene un pico fuerte y grande que utiliza para picar las semillas que conforman su dieta: semillas de trigo, girasol, maíz, avena, arroz y cáñamo. También consume frutos secos, pequeños insectos, néctar de las flores y frutas.

Mamíferos

Hámster

Este pequeño roedor perteneciente a la familia Cricetidae tiene la cola y las patas cortas. Se encuentra de manera salvaje en el Oriente Medio. Su alimentación es a base de semillas, como las de girasol, ajonjolí, calabaza, arroz y frijol. También consume nueces, maíz, granos, verduras y frutas. El hámster salvaje suele incorporar a su dieta algunos insectos.

En la cara interna de cada mejilla tiene una especie de bolsa expansible llamada abazón, que abarca desde las mejillas hasta los hombros. En esta bolsa coloca la comida, que luego vaciará en su refugio para ser ingerida posteriormente.

Jerbo

Este roedor forma parte de la familia Dipodinae. Se caracteriza por dar largos saltos, como los canguros, con los que escapa de sus depredadores. Habita en la región septentrional de Asia y África. Las patas posteriores son más grandes y desarrolladas que las anteriores, y las utiliza para manipular los alimentos y excavar en la tierra, lo que le permite construir su madriguera.

Se alimenta de diversidad de flores y de semillas de maíz, avena, cebada y trigo. En estado salvaje, el jerbo suele cazar insectos.

Ardilla roja (Sciurus vulgaris)

Se extiende por la zona arborícola de la península ibérica. La ardilla roja se alimenta de frutos secos, como avellanas y nueces, y de semillas, especialmente las de pino, las cuales pela con gran destreza. Este animal es el único roedor que parte los frutos secos por el centro dada la fuerza de sus dientes incisivos superiores.

También puede incluir en su dieta frutos otoñales, brotes, setas, líquenes o huevos de pájaros.

Insectos

Gorgojos

Los curculiónidos, conocidos como picudos o gorgojos, miden alrededor de 3 mm de largo. El gorgojo del arroz no puede volar y es negro o marrón rojizo. El gorgojo del trigo vuela activamente y es de color café rojizo oscuro con hoyos en el tórax.

Tienen un aparato bucal masticador con el cual atacan los granos de cebada, trigo, arroz, maíz y nueces, entre otros alimentos.

Broca del café (Hypothenemus hampei)

Esta especie de coleóptero es originario de África. Su tamaño es similar al de la cabeza de un alfiler. La hembra tiene de 4 a 6 quetas erectas en la parte frontal del pronoto, y a través de ellas ataca las semillas y accede al endosperma.

Su alimento principal es Coffea arabica, aunque también puede hospedarse en otras especies de este género. La hembra penetra los frutos del café cuando está maduro; en ese momento cava una galería y coloca los huevos en el endosperma.

Hormiga (Messor barbarus) 

La hormiga pertenece a la familia Formicidae y es un invertebrado que tiene un aparato bucal masticador, unos anillos que unen al tórax con el abdomen y unas antenas geniculadas. Su hábitat está distribuido por toda la cuenca mediterránea.

Las hormigas obreras recolectan los granos y los transportan al nido para almacenarlos. Para alimentarse, abren la semilla quitándole la cáscara. En ocasiones las obreras vierten jugos digestivos en estas, convirtiendo la semilla en una masa suave de la que se nutrirán las otras obreras.

Referencias

1. Granivorous animals. Recuperado de animaldiversity.org.
2. Hamster Facts: Diet, Habits & Types of Hamsters. Recuperado de livescience.com.

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¿Qué es el venado conejo?

El venado conejo, ciervo enano o pudú chico (Pudu mephistophiles), es el cérvido de menor tamaño del mundo (mide entre 32 y 35 centímetros de alto). Habita en los bosques de montaña y en los páramos de Colombia, Ecuador y Perú.

También es conocido como pudú del norte, soche, venado chonta o venadito de los páramos. Los machos se caracterizan porque tienen astas de 9 centímetros sin ramificaciones, y las hembras no las tienen.

Su pelaje es rojizo, tornándose más oscuro hacia la espalda. En la cabeza, de color negro, se encuentran unas orejas redondeadas, cuyo interior es de tonalidad blanca grisácea.

El pudú chico es experto en correr y escalar. De esta manera puede huir de sus depredadores o acceder a las ramas o brotes jóvenes de los árboles, que forman parte de su dieta.

Debido a la caza furtiva y a la pérdida de su hábitat natural, la población del Pudu mephistophiles ha disminuido de manera sustancial. Por esto, el pudú chico se encuentra categorizado por la UICN como una especie vulnerable.

Características del venado conejo

Tamaño

El venado conejo tiene un cuerpo robusto, con las patas más delgadas. De alto, puede medir entre 32 y 35 centímetros. De largo, entre 60 y 74 centímetros, y pesar de 3 a 6 kilogramos.

Pelaje

El pelaje es frágil, denso, voluminoso y abundante. En casi todas las especies el cuerpo tiene un tono rojizo, cambiando a un color marrón oscuro o negro en la zona dorsal. La parte interna de las patas y del abdomen varían entre rojo y marrón rojizo.

Las patas son marrón oscuro y los flancos son color crema o con algunos tonos en rojo. La cara es negra, incluyendo el mentón, el hocico, la barbilla y la parte externa de las orejas. El interior del oído es blanco grisáceo o gris.

Los cervatillos se caracterizan por su grueso y uniforme pelaje, sin manchas y sin el abrupto contraste entre el color del cuerpo y de la cara que tiene el ciervo enano adulto.

Dientes

El pudú chico tiene un total de 32 dientes. El primer incisivo tiene una forma ligeramente espatulada. El canino se mantiene en la gran mayoría de los venados conejos adultos.

Astas

Los machos tienen cornamentas cortas, con forma de púas, ligeramente curvadas hacia atrás. No tienen ramificaciones y pueden medir alrededor de 9 centímetros. Las hembras no las tienen.

Comportamiento

El Pudu mephistophiles es un animal solitario, que interactúa socialmente con el único propósito de aparearse. También, podría formar un grupo cuando la hembra amamanta y cuida al cervatillo.

Puede tener hábitos diurnos o nocturnos, aunque posiblemente esta especie realice la mayoría de sus actividades durante diferentes horas del día, alternándolas con períodos de reposo.

Ante una amenaza, este cérvido huye rápidamente con movimientos en zigzag, escondiéndose en pendientes empinadas o en matorrales.

Es difícil de observar por su rapidez, y por ello no hay mucha información sobre este animal. 

Taxonomía

• Reino Animal.
• Subreino Bilateria.
• Filum Cordado.
• Subfilum Vertebrado.
• Clase Mamífero.
• Subclase Theria.
• Infraclase Eutheria.
• Orden Artiodactyla.
• Familia Cervidae.
• Subfamilia Capreolinae.
• Género Pudu (Gray, 1852).
• Especie Pudu mephistophiles (Winton, 1896).

Distribución y hábitat

El ciervo enano se encuentra en un rango fragmentado y discontinuo, que va desde la Cordillera Central, al sur de Colombia, pasando por la Cordillera Oriental de Ecuador, hasta llegar al sur del departamento de Junín, en Perú.

En Colombia, se distribuye en regiones entre 1.700 y 4.000 m s.n.m., abarcando el distrito Roncesvalles en Tolima, al sur de Parama de Cumbal, Azufral y Chiles, en el departamento de Nariño. Además, se encuentra en los páramos de Cauca, Huila y Valle del Cauca.

El Pudu mephistophiles habita en la ecorregión andina de Ecuador, desde 2.800 hasta 4.500 m s.n.m. Las evidencias indican que vive en casi todas las provincias montañosas, en especial en la Cordillera Oriental. Algunas de estas regiones son Carchi, Pichincha, Imbabura, Cotopaxi, Chimborazo, Tungurahua, Loja y Azuay.

La población en Perú se encuentra dividida en dos: una al norte de los Andes, en Cajamarca, y la otra al sureste de Marañón, desde el sur del departamento de Amazonas hasta Junín.

Hábitat

A lo largo de esta distribución, el venado conejo tiene diversos hábitats. Sus preferidos son los bosques de montaña que se encuentran a una gran altitud y los páramos o praderas húmedas.

Los bosques de montaña son bosques húmedos, como los nubosos y los elfines, que se encuentran cercanos a los pastizales de páramo. La altitud de estos ecosistemas está entre los 2.000 y 4.000 m s.n.m., llegando en el Ecuador hasta los 4.500.

El páramo es una pradera húmeda donde se encuentran musgos, bromelias, líquenes y helechos arborescentes.

La temperatura de las regiones puede bajar, pudiéndose presentar algunas heladas en las noches. La precipitación es muy alta, presentándose en forma de lluvia, niebla o nieve. El terreno tiene un alto grado de humedad, llegando a ser pantanoso en los suelos planos.

Alimentación

La dieta de este herbívoro está formada por enredaderas, arbustos y árboles de hojas bajas. También come brotes, helechos, pastos, flores, corteza, frutos y árboles caídos. Este animal puede sobrevivir largos períodos sin tomar agua, debido al alto contenido de líquido que tiene el follaje que ingiere.

Esta especie emplea varios métodos para conseguir el follaje que desea. Su tamaño pequeño y su conducta cautelosa son herramientas que el Pudu mephistophiles emplea eficazmente para alcanzar su alimento.

Para obtener la corteza de los árboles jóvenes, las hembras y los cervatillos la sacan con sus dientes, mientras que los machos lo hacen utilizando sus afiladas astas. Con frecuencia este animal se detiene a percibir los aromas de flores y frutas, localizando la ubicación de la planta.

El venado conejo suele usar sus patas anteriores para ejercer presión sobre los arbustos hasta lograr que se doblen o que sus ramas bajen lo suficiente para llegar hasta sus hojas.

También puede trepar al árbol, llegando hasta los brotes y las ramas. El pudú enano posa sus patas delanteras sobre los brotes de bambú para poder caminar sobre estos y comer así las ramas superiores.

El proceso digestivo

Las plantas que forman parte de la dieta del Pudu mephistophiles están constituidas en un alto porcentaje por celulosa. Este compuesto químico es de difícil absorción, por lo que el organismo emplea diversos mecanismos que ayudan en el proceso de convertirlo en una sustancia más sencilla.

La digestión

Cuando el ciervo enano come, mastica la comida solo lo suficiente como para poder tragarla. Este bolo alimenticio llega al estómago, que tiene cuatro cámaras. La primera se conoce como rumen, donde se almacena toda la comida ingerida por el animal.

El pudú enano es un rumiante, por lo que la comida que se encuentra en el rumen es devuelta a la boca, donde es masticada nuevamente. Tras esto, la masa alimenticia llega a la segunda cavidad del estómago, denominada retículo. Allí, los microorganismos actúan sobre la materia orgánica y la fermentan.

En este proceso, la molécula de celulosa se metaboliza en sustancias más sencillas que el organismo puede absorber. El alimento fermentado llega al omaso, que funciona como una bomba, impulsando el producto de la digestión hasta el abomaso.

En esta última cavidad, conocida también como cuajar, las enzimas y el ácido clorhídrico desdoblan las proteínas y parte de los nutrientes se absorben.

Durante su paso por los intestinos, se extrae el resto de las sustancias nutritivas y el agua. Los desechos son acumulados en el intestino grueso y expulsados al exterior a través del ano.

Reproducción

Las hembras del venado conejo son maduras sexualmente cuando tienen alrededor de 6 meses, mientras que los machos alcanzan dicha etapa entre los 8 y 12 meses. Esta especie es solitaria, por lo que forman pareja solo para aparearse. Las señales olfativas son importantes dentro del proceso reproductivo.

Las glándulas que tienen en su cuerpo secretan sustancias químicas que dejan rastros en el ambiente. Estas atraen a miembros del sexo opuesto, y en el caso específico de la hembra, le proporciona información al macho sobre su estro.

La temporada de reproducción es corta y estacional, dura desde abril hasta mayo. El cortejo en el Pudu mephistophiles pudiera iniciarse con suaves tocadas en la ingle y en los flancos. Luego podrían lamerse y acicalarse mutuamente.

La copulación suele durar alrededor de tres días, tiempo en el cual el macho monta en repetidas oportunidades a la hembra, con coitos que duran pocos segundos. El período de gestación dura siete meses.

Antes del alumbramiento, la hembra construye un nido donde nacerá la cría. Una vez transcurrido el tiempo, nace un solo cervatillo por camada. Este pesa alrededor de los 700 gramos, pero antes del mes ya alcanzan los 2 kilogramos.

Importancia de su conservación

Los científicos no cuentan con suficiente información sobre el venado conejo, pues se considera como uno de los cérvidos americanos más difíciles de observar. Eso ha impedido que se conozca con certeza la cantidad de ejemplares que existen.

Sin embargo, se sabe que su población ha disminuido notablemente. Esta especie es importante para los ecosistemas porque es un herbívoro crucial en la alimentación de depredadores, principalmente del puma.

Referencias

1. Barrio, J. & Tirira, D. Pudu mephistophiles. The IUCN Red List of Threatened Species 200. Recuperado de iucnredlist.org.
2. Pudu mephistophiles. Recuperado de sinia.minam.gob.pe.
3. L. Escamilo, Javier Barrio, Yannet Benavides F., Diego G. Tirira. Northern Pudu Pudu mephistophiles. Recuperado de researchgate.net.
4. Boada, C. Pudu mephistophiles. Mamíferos del Ecuador. Recuperado de bioweb.bio.
5. Pudú. Recuperado de en.wikipedia.org.

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¿Qué es el rinoceronte de Java?

El rinoceronte de Java (Rhinoceros sondaicus) es un mamífero perteneciente a la familia Rhinocerotidae. El macho tiene un pequeño cuerno, mientras que la hembra no siempre lo presenta, o tiene una pequeña protuberancia. Sus cuernos son los más pequeños de todas las especies de rinocerontes. 

Actualmente su población se encuentra reducida a 72 rinocerontes, que habitan en la zona occidental de Java. En 2011 se extinguió del refugio en Vietnam donde se encontraban.

Anteriormente, vivía en el sudeste asiático y en la India, desapareciendo de estas regiones debido a su caza indiscriminada. Debido a la disminución de la población, el rinoceronte de Java está considerado por la UICN como una especie en alto riesgo de extinción.

Este animal herbívoro vive en bosques lluviosos secundarios del Parque Nacional Ujung Kulon, en la isla de Java, Indonesia. En esos bosques húmedos de baja altitud, existen numerosas fuentes de agua y árboles leñosos de hojas anchas.

A pesar de tener las orejas más pequeñas que el resto de los rinocerontes, esta especie tiene un agudo sentido de la audición. Su olfato es excelente, pero su visión es bastante pobre. Comparte características con el rinoceronte indio, siendo del mismo género, pero es más pequeño y tiene las placas dérmicas menos desarrolladas.

Características del rinoceronte de Java

Tamaño

Entre los machos y las hembras no existe una diferencia notoria, en cuanto a tamaño. Sin embargo, las hembras suelen ser un poco más grandes que los machos.

La hembra del R. sondaicus puede llegar a pesar 1.500 kilogramos, mientras que el macho pesa 1.200. La longitud del cuerpo puede alcanzar, incluyendo la cabeza, hasta 3.2 metros. La altura de este animal es aproximadamente de unos 1.7 metros.

Piel

La piel del rinoceronte de Java tiene un patrón natural de mosaico, semejante a las escamas, que le da un aspecto acorazado. El color de la piel es gris o marrón grisáceo, tomando un color casi negro cuando está mojada. Los pliegues son de color rosa.

El Rhinoceros sondaicus tiene dos pliegues en la piel que rodean al cuerpo por la parte de atrás de las patas anteriores y antes de las patas posteriores. En la base de las extremidades tiene pliegues horizontales y en los hombros, el doblez de la piel forma una especie de “silla de montar”.

Cuando el rinoceronte es joven, la piel tiene pelos, que van desapareciendo a medida que se convierte en adulto, con la excepción de las orejas y un penacho con forma de cepillo que tiene en la cola.

Cuerno

El cuerno del rinoceronte de Java está constituido por queratina, además de minerales de calcio y melanina, que lo protege de los rayos ultravioleta del sol. Esta estructura tiende a ser curvada hacia la cabeza, debido a que la queratina crece con mayor rapidez en la porción frontal que en la espalda.

El cuerno es gris o pardo, y mide aproximadamente 20 centímetros. Las hembras de esta especie no siempre lo tienen, o desarrollan en la etapa adulta uno pequeño, semejante a un leve abultamiento.

Este animal no utiliza esta estructura para la pelea, sino para raspar el lodo, abrirse camino dentro de la vegetación y para derribar plantas.

Dientes

Los dientes incisivos inferiores son largos, con forma de cuchillo afilado. El rinoceronte de Java los utiliza en la lucha, infligiendo con ellos heridas mortales al enemigo.

También tiene 2 filas de 6 molares, anchos, fuertes y de baja corona. Las crestas de estos dientes sirven para cortar las partes gruesas y leñosas de los alimentos.

Labios

El labio superior del Rhinoceros sondaicus tiene una característica particular: es flexible, haciéndolo casi prensil. Su forma es puntiaguda y larga. Lo utiliza para coger las hojas y ramas que conforman su dieta.

Comportamiento

Los rinocerontes de Java generalmente son solitarios, excepto durante el apareamiento y cuando la hembra tiene crías pequeñas. De manera ocasional, los jóvenes forman pequeños grupos.

En Ujung Kulon los machos ocupan grandes territorios. A pesar de no existir indicios de algún tipo de lucha territorial, los senderos principales están marcados por las heces y la orina.

Cuando los miembros de esta especie depositan sus heces en las letrinas, no las raspan con sus patas, como lo hace la mayoría de los otros rinocerontes.

Tampoco emiten muchas vocalizaciones. Para comunicarse, además de la orina y las heces, emplean los rasguños. Lo hacen arrastrando una de las patas traseras por varios metros, para que las glándulas de olor marquen la huella que va dejando.

Taxonomía

• Reino Animal.
• Subreino Bilateria.
• Filum Cordado.
• Subfilum Vertebrado.
• Clase Mamífero.
• Subclase Theria.
• Infraclase Eutheria.
• Orden Perissodactyla.
• Familia Rhinocerotidae  (Gray 1821).
• Género Rhinoceros (Linnaeus, 1758).        
• Especie Rhinoceros sondaicus (Desmarest, 1822).

Peligro de extinción

El Rhinoceros sondaicus está categorizado por la UICN como una especie en peligro crítico de extinción. Además, se encuentra en el Apéndice I de CITES. La población de esta especie ha decaído notablemente, debido principalmente a la caza indiscriminada y a la pérdida de su hábitat.

Causas

El rinoceronte de Java fue perseguido durante décadas para utilizarse como trofeo. Sin embargo, su caza furtiva se debe principalmente a sus cuernos, que se han comercializado por muchos años en China, donde se le atribuyen propiedades curativas, sin ningún respaldo científico.

Históricamente, su piel se usaba en la elaboración de las armaduras de los soldados chinos. Además, varias tribus vietnamitas tenían la creencia de que con la piel de este animal podrían obtener un antídoto contra el veneno de serpiente.

Por otra parte, otra causa del peligro de desaparición es la fragmentación del hábitat, resultado de la tala de los árboles, del desarrollo agrícola de las tierras y del establecimiento de urbanismos en aquellas áreas donde vive el rinoceronte de Java.

Debido a que la población actual del Rhinoceros sondaicus se encuentra, en su totalidad, en una pequeña área en la región occidental de Java, es susceptible a enfermedades, a los cambios climáticos y a los riesgos de la endogamia.

Como los grupos son tan pequeños, ocurren apareamientos entre parientes. Esto trae como consecuencia la pérdida de la variación genética, repercutiendo en la viabilidad y la capacidad de reproducción del animal.

Los especialistas afirman que es necesario, para asegurar la diversidad genética de esta especie, que la población fuera al menos de 100 rinocerontes. Por los momentos, no llega a 80.

Acciones conservacionistas

En Indonesia, el Rhinoceros sondaicus ha estado protegido desde 1931, destinando el Parque Nacional Ujung Kulon como reservorio natural de esta especie.

El área protegida en Vietnam, conocida anteriormente como Reserva Natural de Cat Loc, no contó con un efectivo plan de protección. Esta situación significó que en 2010 el rinoceronte de Java fuera declarado extinto en ese país.

En 1997 el Grupo de Especialistas de Rinocerontes Asiáticos de la UICN formuló un plan de acción, donde sugirió el traslado de algunos rinocerontes de Java a otra área. Además, planteó la creación de un santuario de reproducción, donde serían incorporados varios rinocerontes en etapa reproductiva.

Estos nuevos hábitats ayudarían a diversificar genéticamente a la especie y reducirían la posibilidad de enfermedades o que toda la población se viera afectada por un desastre natural.

Sin embargo, habría que indicar que por sus hábitos solitarios, por vivir en áreas inestables políticamentes y por su rareza, a los científicos les resulta difícil estudiarlos en campo, y por ello es la especie de rinoceronte menos conocida.

Hábitat y distribución

El Rhinoceros sondaicus es uno de los mamíferos que se encuentra más amenazado a nivel mundial. Los especialistas calculan que solo 72 rinocerontes de Java viven actualmente en el Parque Nacional Ujung Kulon, ubicado en la isla de Java, en Indonesia.

Anteriormente esta especie se extendía ampliamente en Bután, la India, China, Bangladés, Tailandia, Myanmar, Camboya, Laos, Vietnam, Indonesia y Malasia.

El rango de hogar de las hembras tiene un tamaño aproximado de 500 ha, mientras que los machos se localizan en áreas mucho mayores.

Las áreas donde habita son bajas y densas, como las de las selvas tropicales húmedas, donde existan lechos de barro, pastos altos, cañas, llanuras inundables y abundantes cuerpos de agua.

El bosque le brinda a este animal una fuente de alimentación importante, además de la protección contra las radiaciones solares.

El rinoceronte de Java pasa mucho tiempo del día revolcándose en los hoyos de barro. Estos pueden ser charcos, que hacen más profundos utilizando sus patas y el cuerno. Dicha conducta es esencial para la regulación térmica y para eliminar algunos ectoparásitos que pudiera tener en la piel.

Parque Nacional Ujung Kulon

Este parque se ubica en el estrecho de la Sonda, entre Banten, en la costa suroccidental de Java, y Lampung, en la zona suroriental de Sumatra. Cuenta con un área protegida de aproximadamente 123.051 ha.

Fue decretado parque nacional en 1958. La UNESCO lo proclamó en 1991 como patrimonio de la humanidad, debido a que tiene hábitats importantes para la conservación de la diversidad biológica.

El Parque Nacional Ujung Kulon tiene grandes bosques húmedos de tierras bajas. Allí no solo existe pluvisilva, sino que al oeste tiene una barrera natural de carácter coralino, praderas y manglares. Al sur presenta playas de dunas, además del volcán Krakatoa.

No solo el rinoceronte de Java está resguardado en esta área protegida, también se encuentran el gibón plateado, el suruli de Java, el ciervo de Timor y el leopardo de Java. Todas estas especies están en peligro de extinción.

Alimentación

Los rinocerontes de Java son herbívoros, alimentándose de una gran diversidad de especies que crecen en árboles de poca altura y matorrales. Estos se encuentran ubicados en claros de bosques y en áreas soleadas. Sin embargo, esta especie puede adaptarse a cualquier tipo de bosque del entorno.

Diariamente come aproximadamente 50 kilogramos de alimento. Su dieta está constituida por frutos caídos, brotes, ramas leñosas y follaje joven. También pueden comer algunas especies de pastos.

Este animal necesita consumir sal, por lo cual usualmente come plantas halófilas que crecen en la orilla del mar. Ocasionalmente suelen beber agua salada, a fin de cubrir esta necesidad nutricional.

El Rhinoceros sondaicus es un animal navegador que forrajea principalmente en las noches. Para acceder a las ramas y yemas, derriba los brotes utilizando sus patas y el cuerno. Luego los coge con su labio superior, flexible y prensil.

Algunas especies que forman su dieta son: Dillenia, Desmodium umbellatum, Glochidion zeylanicum, Ficus septica, Lantana camara  y Pandanus. También el Randu leuweung y el cardo de pantano, así como especies de frutas como la papaya y las de la palma kawung.

Aparato digestivo

En esta especie el ciego es corto y romo, siendo de mayor tamaño en los adultos que en los jóvenes. El duodeno es ancho y corto, y allí desemboca el conducto biliar.

La característica principal del hígado es que tiene el lóbulo lateral derecho más pequeño que el lóbulo central derecho. El lóbulo caudado mide aproximadamente 53 cm.

Para digerir las partes duras de las plantas, con alto contenido de celulosa, el intestino cuenta con una variedad de microorganismos. Estos fermentan y descomponen las sustancias, convirtiéndolas en moléculas digeribles.

Reproducción

El rinoceronte de Java es una especie solitaria, formando grupos únicamente cuando se unen en parejas para aparearse y cuando las hembras están con sus crías. La madurez sexual de las hembras se calcula entre los 4 y 7 años, y en los machos es un poco después, entre los 7 y 10 años.

La hembra es poliéstrica, ocurriendo el primer estro a los 4 años de edad. El período estral podría dura entre 24 y 126 días. La gestación tiene una duración de alrededor de 16 meses, y da a luz una sola cría en cada camada.

La tasa reproductiva del Rhinoceros sondaicus es baja, debido a que el intervalo de espera entre cada nacimiento es de 4 a 5 años. Además, el macho madura sexualmente tarde y la hembra pudiera tener su primer parto entre los 6 y 8 años de edad.

La cría estará activa al poco tiempo de haber nacido, siendo amamantada por la madre durante 12 o 24 meses.

Aparato reproductor

Tanto el macho como la hembra tienen características singulares en su aparato reproductor. En el macho, los testículos no descienden de la cavidad abdominal. Las vesículas seminales se encuentran adheridas a la próstata.

El pene está ubicado hacia atrás, y tiene una longitud aproximada de 80 centímetros. Presenta 2 aletas dorso laterales, que se hinchan a medida que se acerca el momento de la eyaculación. La erección de este órgano es vascular, requiriendo una gran cantidad de sangre para que sea completa y efectiva.

El aparato reproductor de la hembra está formado por los ovarios, las tubas uterinas, la vagina y el útero. Este órgano muscular es bicorne, cada cuerno mide alrededor de 205 mm de largo. Tiene dos mamas, ubicadas entre sus patas posteriores.

Referencias

1. Rhinoceros sondaicus. Recuperado de rhinos.org.
2. Rhinoceros sondaicus. Recuperado de animaldiversity.org.
3. Javan Rhinoceros. Recuperado de edgeofexistence.org.

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¿Qué es un oxácido?

Un oxácido, u oxoácido, es un ácido que contiene oxígeno. Está compuesto de hidrógeno, oxígeno y un elemento no metálico que constituye el llamado átomo central. Dependiendo del número de átomos de oxígeno, y por consiguiente, los estados de oxidación del elemento no metálico, pueden formarse varios oxácidos.

Los oxácidos presentan una gran cantidad de usos, que resultan difíciles de describir en forma general. Su aplicación dependerá enormemente del átomo central y del número de oxígenos.

Pueden servir desde compuestos para síntesis de materiales, fertilizantes y explosivos, hasta para fines analíticos o producción de bebidas gaseosas, como ocurre con el ácido carbónico y el ácido fosfórico, H₃PO₄, formando parte de la composición de estas bebidas.

Características y propiedades de un oxácido

• Grupos hidroxilos: una de las principales características de un oxácido no es solo que posee oxígeno, sino que además este se halla como un grupo OH. Por otro lado, algunos oxácidos poseen lo que se denomina un grupo oxo, E=O. En el caso del ácido fosforoso, tiene un grupo oxo, P=O. Carecen de átomos de H, por lo que “no son responsables” de la acidez.
• Átomo central: el átomo central (E) puede o no ser un elemento electronegativo, dependiendo de su ubicación en el bloque p de la tabla periódica. Por otro lado, el oxígeno, elemento ligeramente más electronegativo que el nitrógeno, atrae los electrones del enlace OH, permitiendo así la liberación del ion H⁺. E está, por tanto, enlazado a grupos OH. Al liberarse un ion H⁺ se produce la ionización del ácido, es decir, adquiere una carga eléctrica, que en su caso es negativa. Un oxácido podrá liberar tantos iones H⁺ como grupos OH tenga en su estructura, y mientras más haya, mayor será la carga negativa.
• Fuerza ácida: la fuerza de casi todos los oxácidos que tienen el mismo átomo central (no metal), aumenta con el incremento del estado de oxidación del elemento central, el cual a su vez se relaciona directamente con el incremento del número de átomos de oxígeno.

Por ejemplo, se muestran tres series de oxácidos cuyas fuerzas de acidez están ordenadas de menor a mayor:

H₂SO₃ < H₂SO₄

HNO₂ < HNO₃

HClO < HClO₂ < HClO₃ < HClO₄

En la mayoría de los oxácidos que tienen elementos distintos con el mismo estado de oxidación, pero pertenecientes al mismo grupo de la tabla periódica, la fuerza de acidez aumenta en forma directa con la electronegatividad del átomo central:

H₂SeO₃ < H₂SO₃

H₃PO₄ < HNO₃

HBrO₄ < HClO₄

Formación de los oxácidos

Como se mencionó al principio, los oxácidos se generan cuando ciertas sustancias, llamadas óxidos ácidos, reaccionan con el agua. Se explicará esto utilizando el mismo ejemplo del ácido carbónico.

CO₂   +    H₂O     <=>    H₂CO₃

Óxido ácido + agua => oxácido

Lo que sucede es que la molécula de H₂O se une covalentemente con la de CO₂. Si se elimina el agua mediante calor, se desplaza el equilibrio a la regeneración del CO₂, es decir, una bebida gaseosa caliente perderá más pronto su sensación efervescente que una fría.

Por otro lado, los óxidos ácidos se forman cuando reacciona un elemento no metálico con el agua, aunque, más precisamente, cuando el elemento reaccionante forma un óxido con carácter covalente, cuya disolución en agua genera iones H⁺.

Ya se ha dicho que los iones H⁺ son producto de la ionización del oxácido resultante.

Ejemplos de formación

El óxido clórico, Cl₂O₅, reacciona con el agua para dar el ácido clórico:

Cl₂O₅  +    H₂O => HClO₃

El óxido sulfúrico, SO₃, reacciona con el agua para formar el ácido sulfúrico:

SO₃   +    H₂O   =>   H₂SO₄

Y el óxido peryódico, I₂O₇, reacciona con el agua para formar el ácido peryódico:

I₂O₇   +    H₂O    => HIO₄

Además de estos mecanismos clásicos para la formación de oxácidos, existen otras reacciones con el mismo fin.

Por ejemplo, el tricloruro de fósforo, PCl₃, reacciona con el agua para producir el ácido fosforoso, un oxácido, y el ácido clorhídrico, un ácido halohídrico.

PCl₃    +    3H₂O   =>   H₃PO₃ +      HCl

Y el pentacloruro de fósforo, PCl₅, reacciona con el agua para dar el ácido fosfórico y el ácido clorhídrico.

PCl₅   +    4 H₂O    =>    H₃PO₄    +    HCl

Oxácidos metálicos

Algunos metales de transición forman óxidos ácidos, es decir, se disuelven en el agua para dar oxácidos.

El óxido de manganeso (VII) (anhidro permangánico) Mn₂O₇ y el óxido de cromo (VI) son los ejemplos más comunes.

Mn₂O₇   +    H₂O => HMnO₄ (ácido permangánico)

CrO₃      +   H₂O => H₂CrO₄ (ácido crómico)

Nomenclatura

Cálculo de la valencia

Para nombrar correctamente un oxácido debe empezarse con determinar la valencia o número de oxidación del átomo central E. Partiendo de la fórmula genérica HEO, se considera lo siguiente:

• El O tiene valencia -2.
• La valencia de los H es +1.

Con esto en mente, el oxácido HEO es neutro, por lo que la suma de las cargas de las valencias debe ser igual a cero. Así, se tiene la siguiente suma algebraica:

-2 + 1 + E = 0

E= 1

Por lo tanto, la valencia de E es +1.

Luego debe recurrirse a las valencias posibles que puede tener E. Si entre sus valencias están los valores +1, +3 y +4, E entonces “trabaja” con su menor valencia.

Nombrar al ácido

Para nombrar HEO se empieza llamándolo ácido, seguido del nombre de E con los sufijos -ico, si trabaja con la mayor valencia, u -oso, si trabaja con la menor. Cuando hay tres o más, se recurre a los prefijos hipo- y per- para referirse a la menor y mayor de las valencias.

Así, HEO se llamaría:

Ácido hipo(nombre de E)oso

Ya que +1 es la menor de sus tres valencias. Y si se tratara de HEO₂, entonces E tendría valencia +3 y se llamaría:

Ácido (nombre de E)oso

Y de igual modo para HEO₃, con E trabajando con la valencia +5:

Ácido (nombre de E)ico

Ejemplos

• Ácido crómico (H₂Cr₂O₄). Es un ácido fuerte, inestable a altas temperaturas.
• Ácido dicrómico (H₂Cr₂O₇). Su presencia se nota en las mezclas de ácido crómico que se usan para limpiar el vidrio.
• Ácido hipocloroso (HClO). Repara con rapidez tejidos de la piel.
• Ácido bromoso (HBrO₂). Es un compuesto intermedio, inestable. Compuesto de bromo.
• Ácido ortofosfórico (H₃PO₄). Ácido irritante para la piel no combustible.
• Ácido permangánico (HMnO₄). Ácido muy fuerte.
• Ácido peryódico (HIO₄). En química orgánica se utiliza para analizar las estructuras de otras moléculas.
• Ácido brómico (HBrO₃). Oxácido del bromo. Sus sales son poderosamente oxidantes.
• Ácido hipobromoso (HBrO). Se emplea en disolución acuosa diluida y se obtiene por reacción entre el agua y el Br₂.
• Ácido metafosfórico (HPO₃). Sólido muy corrosivo, incoloro e inodoro a temperatura ambiente.
• Ácido yódico (HIO₃). Reactivo empleado para detectar la morfina en un producto.
• Ácido sulfuroso (H₂SO₃). Causante de la lluvia ácida.
• Ácido sulfúrico (H₂SO₄). Habitual para el procesado de metales y en los fertilizantes, es uno de los compuestos químicos más usados.
• Ácido nítrico (HNO₃). Reactivo de laboratorio, muy peligroso porque puede quemar la piel.
• Ácido clórico (HClO₃). Al descomponerse produce una gran cantidad de productos. Es estable en frío hasta una concentración del 30%.
• Ácido arsenioso (H₃AsO₃). Contiene arsénico y es muy tóxico y cancerígeno. Se usa en herbicidas y pesticidas.
• Ácido ortosilícico (H₄SiO₄). Ácido débil empleado como soporte o agente desecante.
• Ácido carbónico (H₂CO₃). Se usa para fabricar bebidas gaseosas.
• Ácido nitroso (HNO₂). En disolución está notablemente disociado.
• Ácido metabórico (HBO₂). Sólido blanco cristalino ligeramente soluble en agua.

Referencias

1. Common Oxoacid Compounds. Recuperado de thoughtco.com.

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Los recursos naturales de la selva peruana son los elementos de la naturaleza de importancia ecológica, social y económica presentes en esta región. La selva es una de las macrorregiones naturales del Perú. Está ubicada al oeste de la Sierra, en la vertiente oriental de los Andes. Ocupa el 60,32% del territorio peruano.

La selva forma parte de la Amazonía, una extensa región geográfica compartida entre Bolivia, Brasil, Colombia, Ecuador, Guyana, Surinam, Perú y Venezuela. Este gran ecosistema tiene el área más extensa de bosque tropical y la red hídrica más grande del mundo.

La gran heterogeneidad de características geográficas, geológicas y climáticas de esta región ha permitido el desarrollo de extensos bosques que contienen la mayor diversidad biológica del planeta. A su vez, esta región es rica en elementos naturales como minerales, hidrocarburos e importantes fuentes de agua.

Bosques

En la macrorregión de la selva se encuentra la mayor extensión de área forestal del Perú. Estos bosques pueden clasificarse en dos tipos principales: los bosques de selva alta y los bosques de selva baja.

Bosques de selva alta                                         

Están ubicados en la vertiente oriental andina y al norte de la vertiente occidental, a una altitud de entre 800 y 3.700 m s.n.m.

Estos bosques se caracterizan por la presencia de neblina. Sus árboles son de mediano porte y están cubiertos con gran cantidad de plantas epífitas, como orquídeas, bromelias y helechos. Los suelos son rocosos y presentan gran cantidad de humus. Su orografía está marcada por innumerables ríos y riachuelos.

Estos bosques tienen gran importancia debido a que albergan gran cantidad de especies endémicas de esta región. A su vez, representan un área estratégica para la protección de las cabeceras de las cuencas.

Bosques de selva baja

Representan la mayor parte de los bosques del país. Están ubicados en la llanura amazónica, por debajo de los 800 m s.n.m. Estos bosques se clasifican a su vez en bosques inundables, bosques húmedos no inundables, aguajales y pacales.

• Los bosques inundables, también conocidos como bajiales, crecen en los márgenes de los ríos, que se inundan durante la época de verano. Sus árboles desarrollan grandes raíces que les permiten mantenerse estables y soportar la falta de oxígeno que ocasiona la saturación del suelo inundado.
• Los bosques húmedos no inundables o de tierra firme son los más extensos y diversos de la Amazonía peruana. Estos pueden ser bosques de terraza o de colinas. Los bosques húmedos de terraza crecen en zonas planas o de pendiente ligera. Los bosques húmedos de colinas son los más comunes. Ocupan los terrenos montañosos de altura y pendiente variable.
• Los aguajales son bosques que crecen en suelos permanentemente inundados donde domina la palmera aguaje (Mauritia flexuosa).
• Los pacales son bosques característicos del sudoeste amazónico, en los que predominan los bambúes de género Guadua, cuyo nombre vernáculo es paca.

Estos bosques no solo tienen un gran valor ecológico, sino que constituyen un notable atractivo turístico. Por otro lado, son importantes en el proceso de la fijación de dióxido de carbono y liberación de oxígeno, por lo que intervienen en la regulación del clima, la producción de agua y el ciclaje de nutrientes.

Diversidad de especies

La selva peruana es uno de los lugares más biodiversos del planeta. No solo cuenta con un gran número de especies de fauna y flora, sino que constituye un área relevante de endemismos. En este sentido, la selva peruana constituye una reserva genética de importancia mundial.

Fauna

La selva peruana alberga el mayor número de especies de mariposas (4.200). Cuenta con el 20% de las especies de aves del planeta (806). Además, se han contabilizado 293 especies de mamíferos (de 513 para Perú), 180 especies de reptiles (de 375 para Perú) y 262 especies de anfibios (de 332 para Perú).

Los peces constituyen una parte importante de la economía amazónica y del alimento de sus pobladores. En la Amazonía se han identificado 2.500 especies de peces.

Destacan las especies de bagre de gran tamaño que habitan en el estuario del Amazonas y el piedemonte de los Andes. El paiche o pirarucú (Arapaima gigas) es el pez más grande de los ríos amazónicos, puede medir más de 3 m y pesar más de 250 kg.

Los peces ornamentales constituyen un recurso natural importante de la selva amazónica. En la actualidad, están registradas más de 150 especies para exportación, entre los que destacan los otocinclos, o barbudos, y las arawanas. Esta última especie se encuentra amenazada por su sobreexplotación.

La cacería de grandes mamíferos también constituye una fuente valiosa de alimento para los pobladores locales. Los grandes mamíferos, como venados, tortugas fluviales y terrestres, tapires, pecaríes, roedores y grandes primates, proporcionan el volumen principal de la carne de caza.

Flora

En el Perú se ha registrado un tercio de las plantas vasculares conocidas en todo el planeta. En 1997, un proyecto de investigación reportó que en solo tres semanas se colectaron 800 especies vegetales, pertenecientes a 94 familias. Varias eran nuevas para la ciencia.

En la selva amazónica existen más de 3.000 especies de plantas identificadas como útiles para fines alimenticios (frutos, raíces, nueces, entre otras), medicinales o para la obtención de fibras, aceites, ceras, látex, esencias aromáticas, estimulantes, colorantes, entre otros.

Aproximadamente 1.600 especies de plantas las emplean los pueblos indígenas de la Amazonía para curar diversas enfermedades.

La Amazonía es considerada un centro de domesticación de plantas, entre las cuales puede mencionarse a la yuca (Manihot esculenta) y el pejibaye (Bactris gasipaes). En la actualidad, la yuca constituye un cultivo importante para el autoabastecimiento de los pueblos indígenas de la Amazonía.

Árboles maderables y no maderables

En el Perú se producen 1,8 millones de m³ anuales de madera rolliza, de los cuales más de 221.000 m³ corresponden a la extracción de madera ilegal, es decir, más del 12% de la producción nacional.

La producción de madera y la presión de la explotación de madera sobre el bosque pueden llevar a la extinción de especies de gran valor económico.

Entre los productos no maderables del bosque destaca la histórica explotación del caucho para la obtención del látex. Esta fue una industria fundamental que tuvo su auge entre las décadas de 1850 y 1880. Esta demanda mundial alcanzó, con distintas intensidades, a todos los países amazónicos.

Otro producto no maderable importante es la castaña, o nueces de Brasil, Bertholletia excelsa. Una de las especies dominantes en el dosel de los bosques de tierra firme de la Amazonía, especialmente en Brasil, Perú y Bolivia, con un área de distribución estimada de 325 millones de hectáreas.

El mercado de las semillas de este árbol constituye el 1 o 2% del volumen total del comercio internacional de los frutos secos.

Es considerada como una de las alternativas más viables para el uso sostenible de los bosques amazónicos, debido a que el método de recolección involucra mínimos niveles de alteración del bosque.

Minerales

La selva peruana es una macrorregión rica en minerales. En ella se encuentra hierro, manganeso, carbón, zinc, bauxita, oro, entre otros minerales disponibles en cantidades menores. Se calcula que sus reservas minerales constituyen un 16% de las reservas mundiales.

La extracción de minerales amenaza los ecosistemas terrestres y acuáticos de la cuenca amazónica. En la cuenca alta del río Madre de Dios se practica extensamente la minería de oro a pequeña escala e ilegal, siendo este un gran problema ambiental al contaminar el agua con mercurio y otros metales pesados, desviando el curso de los ríos.

Hidrocarburos: petróleo y gas

La selva amazónica del Perú cuenta con algunos de los mayores depósitos explotables de petróleo y gas de la Amazonía. En la actualidad esta región produce 16.500.615 barriles por anuales.

Existen operaciones con hidrocarburos en algunas Áreas Naturales Protegidas de la Selva, como la Reserva Nacional Pacaya-Samiria, la Reserva Comunal Machiguenga y la Zona Reservada Pucacuro. Esta situación refleja la gran presión de la industria del petróleo sobre el ecosistema amazónico.

Además, la selva cuenta con reservas de gas natural. El yacimiento de gas de Camisea es uno de los proyectos más grandes de energía de América del Sur. Allí se bombea gas natural desde depósitos situados a 4.000 metros de profundidad, en la selva del bajo Urubamba.

Referencias

1. Alonzo, J.A. Conservación y desarrollo de la Amazonía en un contexto megadiverso. Ciencia Amazónica (Iquitos).
2. Ministerio del Ambiente. Quinto informe nacional sobre la aplicación del Convenio de Diversidad Biológica, años 2010-2013. Lima, Perú.

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¿Qué es el colénquima?

El colénquima es un tejido de sostén de las plantas herbáceas formado por células de pared celular gruesa que proporciona mayor resistencia mecánica. Estas células se caracterizan por presentar una pared celular con alto contenido de agua, celulosa, hemicelulosa y pectinas.

Es un tejido fuerte y flexible, responsable del sostén de los tallos y ramas en crecimiento. Tiene células alargadas en el plano longitudinal y poligonales en el plano perpendicular, con un citoplasma abundante de contorno circular.

Generalmente, se localiza en los tejidos de los órganos jóvenes de las angiospermas dicotiledóneas. En plantas adultas es el tejido de soporte de los órganos que no desarrollan suficiente esclerénquima, como hojas y tallos en plantas herbáceas.

Se origina en el crecimiento primario de las plantas a partir de las células que forman parte del meristema fundamental. Asimismo, el colénquima asociado a los tejidos vasculares se forma a partir del procámbium, y en tejidos maduros se desarrolla a partir de células parenquimatosas.

Características del colénquima

• El colénquima es un tejido activo caracterizado por un tipo particular de células denominadas colenquimáticas. Estas células presentan una pared celular primaria gruesa, firme y flexible, y se caracterizan por ser células vivas de crecimiento direccional hacia el eje central.
• Las células de pared celular primaria tienen la capacidad de crecer en grosor y elongación. Sumado a esto, el engrosamiento se realiza de manera diferencial, lo que proporciona mayor resistencia al esfuerzo mecánico y a la tensión superficial.
• La gran resistencia y flexibilidad de la pared celular está relacionada con el alto contenido de celulosa, hemicelulosa y pectinas.
• A pesar del grosor de las células colenquimáticas, estas tienen la particularidad de restituir la actividad meristemática durante el crecimiento de la planta.
• El colénquima es un tejido vivo en continua transformación, por lo que a veces es difícil diferenciar entre colénquima y parénquima.
• Se desarrolla en la mayoría de las dicotiledóneas, pero es poco común en las monocotiledóneas.
• Las células colenquimáticas generalmente no presentan cloroplastos. No obstante, es un tejido transparente que permite el paso de luz a los órganos fotosintéticos que rodea, como tallos, ramas, hojas o peciolos.
• Se trata de un tejido de sostén que interviene en el crecimiento de tallos de tipo herbáceo y plantas semi leñosas, así como también de ramas, hojas y órganos florales de plantas herbáceas con incipiente crecimiento secundario.
• Con relación a los tallos y peciolos, se ubica en posición periférica, exactamente debajo de la epidermis, donde ejerce su función de sostén. En este caso forma un cilindro o haz continuo, y en algunas ocasiones despliega bandas discontinuas.

Ubicación

El colénquima presenta una ubicación subepidérmica (debajo del tejido epidérmico), algunas veces separado por una o dos hileras de células. A la altura de los tallos forma un tejido continuo alrededor de la estructura, o en forma de listones que muchas veces son visibles.

En cuanto a los peciolos, cubre completamente la estructura o forma bandas de sostén de alta resistencia. En las nervaduras foliares se presenta en el haz y el envés, así como a lo largo del borde del limbo foliar.

También se localiza en flores, inflorescencias y frutos. De hecho, diversos frutos comestibles de corteza blanda y pulpa suculenta —como las uvas o ciruelas— poseen células colenquimáticas: son la fracción que se come como uvas pasas o ciruelas secas.

Es un tejido poco extenso, ya que normalmente no se localiza en las raíces, con excepción de las raíces aéreas. Asimismo, no se localiza en tejidos de crecimiento secundario o tejidos maduros, en donde es reemplazado por el esclerénquima.

Alrededor del xilema y floema de los tejidos vasculares de tallos y peciolos se despliega un tejido de sostén denominado parénquima colenquimatoso. A pesar de que se localiza en una zona no periférica, ejerce la función de soporte de los haces vasculares, por lo que también se denomina colénquima perivascular.

Estructura

Las células colenquimáticas regularmente son fusiformes, prismáticas o alargadas, y poligonales en el ámbito transversal, alcanzan una longitud de 2 mm. Estas células disponen de protoplasto con una vacuola de gran volumen, alto contenido de agua, taninos y algunas veces cloroplastos.

La pared celular engrosada está constituida por celulosa, pectina y hemicelulosa, pero carece de lignina. El engrosamiento de las paredes celulares se distribuye de forma irregular y es un criterio de clasificación de los tipos de colénquima.

En el ámbito celular, la pared de las células presenta estratificaciones con diversas capas de microfibrillas de distinta composición y disposición. Las capas con alto contenido de pécticos presentan microfibrillas longitudinales en las zonas engrosadas de la pared y microfibrillas transversales en las capas con celulosa.

El crecimiento de la pared primaria es un proceso muy complejo, ya que sucede simultáneamente a la elongación celular. La pared celular se agranda tanto en superficie como en espesor, siguiendo la teoría del crecimiento ácido de la elongación celular.

Tipos

La tipología del colénquima está determinada por el engrosamiento de las paredes celulares constitutivas. Tomando esto en cuenta, se han determinado cinco tipos de colénquimas: angular, anular, laminar, lagunar y radial.

• Angular: el engrosamiento de la pared celular se presenta en el ángulo de concentración de varias células, limitando los espacios intercelulares. El engrosamiento del colénquima se ubica en forma de tirantes a lo largo del órgano, otorgándole mayor firmeza.
• Anular: se caracteriza porque el grosor de las paredes celulares es parejo alrededor de toda la célula. También es común la presencia de espacios intercelulares dispersos.
• Laminar: el engrosamiento de la pared celular se presenta en las paredes adyacentes internas y externas a la superficie del órgano. A pesar de que el colénquima se localiza en tejidos de crecimiento primario, el laminar se presenta en tallos de crecimiento secundario.
• Lagunar: es similar al colénquima angular, en el que el engrosamiento de la pared celular es más amplio en el sitio en donde convergen más de tres células. No obstante, el engrosamiento no cubre totalmente los espacios intercelulares, y se observan espacios libres entre células adyacentes.
• Radial: en algunas especies de la familia de las cactáceas se presenta a nivel subepidérmico una capa de células colenquimáticas cortas de gruesas paredes radiales. Se trata de una adaptación que permite la penetración de luz hacia los tejidos fotosintéticos.

Funciones

• El colénquima es un tejido celular que tiene como función primordial el soporte de la planta. En efecto, es el tejido de sostén de los órganos que están creciendo. A la par de ser un tejido vivo, tiene la capacidad de crecer simultáneamente con la planta.
• También cumple una función estructural en aquellas ramas adultas que presentan un limitado desarrollo del esclerénquima, como en hojas y tallos, en los que aporta plasticidad y resistencia a la tracción ocasionada por el viento o por la acción mecánica.

Referencias

1. Megías, M., Molist, P. & Pombal, M.A. Tejidos Vegetales: Sostén. Atlas de Histología Vegetal y Animal. Facultad de Biología. Universidad de Vigo.
2. Tejidos Vegetales. Recuperado en: uaeh.edu.mx.

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¿Qué es el esclerénquima?

El esclerénquima es un tejido de sostén, presente en los vegetales, formado por células muertas, de pared celular gruesa y resistente. Es un tejido flexible que tiene la capacidad de moldearse por tensión mecánica y puede volver a la posición original cuando desaparece la presión ejercida.

Está integrado por células de pared celular gruesa y lignificada que le permiten a la planta soportar pesos, tensiones, estiramientos y torsiones. La firmeza y plasticidad constituye un medio de defensa de la planta contra ataques físicos, químicos y biológicos.

Las cualidades de las células del esclerénquima se deben a la presencia de celulosa, hemicelulosa y lignina en la pared celular secundaria. De hecho, el contenido de lignina puede llegar a más de un 30%, siendo esta la responsable de la firmeza de la estructura.

Las células del esclerénquima son muy variables con relación a su origen, desarrollo, forma y estructura. Sin embargo, debido a la dificultad en diferenciar la variedad de células, se ha propuesto diferenciarlas en fibras del esclerénquima y esclereidas.

Características del esclerénquima

El esclerénquima se caracteriza por tener dos tipos de células secundarias de pared celular engrosada y significativamente lignificadas. De hecho, el tejido esclerenquimático es una estructura compleja de células sin protoplasma que carecen de actividad vital.

Las células constitutivas del esclerénquima —las fibras y las esclereidas— se diferencian por el origen, la forma y la localización.

Fibras

• Las fibras son células de tipo fusiforme y extendida. En cuanto al origen, se forman por diferenciación a partir de células de tejidos meristemáticos.
• Son de apariencia filiforme, de extremos agudos, con pared celular secundaria gruesa y con diversos grados de lignificación. Un gran porcentaje de las fibras de tejidos maduros está constituido por fibras muertas, aun cuando es posible ubicar fibras vivas en tejidos xilemáticos.
• Se ha logrado determinar que la diferenciación de las fibras y la lignificación está condicionada por ciertas hormonas vegetales. En efecto, las giberelinas y las auxinas regularizan la acumulación de lignina en la pared celular de las fibras en los tejidos vasculares.

Esclereidas

• Las esclereidas presentan diversidad de formas, pero comúnmente son isodiamétricas. Estas proceden de tejidos parenquimáticos y colenquimáticos que han lignificado las paredes celulares.
• Las esclereidas se caracterizan por presentar células con paredes secundarias muy lignificadas y gruesas, con evidentes puntuaciones primordiales. Estas células presentan una gran variedad de formas, encontrándose células de apariencia poliédrica, isodiamétrica, ramificada o estrellada.
• Las esclereidas del tejido esclerenquimático se distribuyen en la mayoría de las angiospermas, siendo más abundantes en dicotiledóneas que en monocotiledóneas. Asimismo, se localizan formando capas o en forma separada en tallos, ramas, hojas, frutas y semillas.

Origen

Las fibras del esclerénquima y las esclereidas se desarrollan ontogénicamente a partir de los meristemas primarios y secundarios. En cuanto a las de los meristemas primarios, provienen del meristema fundamental, del procámbium e inclusive de la protodermis. Con respecto a las del secundario, proceden del cámbium y el felógeno.

A partir del crecimiento primario, las células del esclerénquima se desarrollan por crecimiento simplástico. Es decir, a la par de las células vecinas. No se presentan alteraciones intercelulares y las fibras desarrollan múltiples núcleos por mitosis sucesivas sin que ocurra la citocinesis.

Durante el crecimiento secundario, las fibras y las esclereidas incrementan la longitud por medio de crecimiento apical intrusivo. Las células penetran los espacios intercelulares y se amoldan a los nuevos espacios ocupados.

Posteriormente, los tejidos que han completado su crecimiento desarrollan paredes secundarias rígidas y flexibles. Sin embargo, la zona apical intrusiva que permanece en crecimiento mantiene solo paredes primarias delgadas y moldeables.

Fibras de esclerénquima

Las fibras son un tipo de células fusiformes o ahusadas, alargadas, con extremos agudos y poligonales en el plano transversal. Se caracterizan por la pared secundaria lignificada, variando en cuanto a forma, tamaño, estructura, espesor de las paredes y tipos de punteaduras.

A pesar de ser células muertas, en algunos casos mantienen el protoplasma vivo con presencia de núcleo. Esto constituye un progreso morfológico del tejido, ya que en estos casos no se desarrolla parénquima axial.

Las fibras del esclerénquima se clasifican, según la ubicación en la planta, en fibras extraxilemáticas o extraxilares y fibras xilemáticas o xilares.

Fibras extraxilares

Son fibras que se localizan en el floema (fibras floemáticas), en la corteza (fibras corticales) o alrededor de los haces vasculares (fibras perivasculares).

En algunos casos se localizan rodeando el cilindro vascular de tallos secundarios en crecimiento, lo que las categoriza como fibras pericíclicas.

Fibras xilares

Constituyen las fibras que se localizan en el xilema. Son células filiformes de pared celular gruesa que pueden ser fibrotraqueidas, libriformes y mucilaginosas.

Las fibrotraqueidas están constituidas por pares de punteaduras areoladas con aberturas circulares y tabicadas. Por su parte, las libriformes presentan los pares de punteaduras de forma simple y abertura elíptica.

En el caso de las fibras mucilaginosas o gelatinosas, estas presentan paredes celulares engrosadas con una capa interna de celulosa, pero carecen de lignina.

Esclereidas

Las esclereidas son células pequeñas formadas por paredes celulares gruesas y altamente lignificadas. La diversidad de formas no ha permitido una clasificación particular, ya que se encuentran formas desde estrellas, huesos y tricomas hasta figuras filiformes.

Comúnmente se les denomina esclereidas idioblásticas debido a su posición aislada o en pequeños grupos dentro de diferentes tejidos. De hecho, se localizan en tallos, ramas, hojas, pedicelos, flores, frutos y semillas.

Según su forma, estas células se clasifican en astroesclereida, braquiesclereida, macroesclereida, osteoesclereida y tricoesclereida.

Astroesclereidas

Es un tipo de esclereidas ramificadas con forma de estrella. Son comunes en el mesófilo de las hojas de la especie Camellia japonica.

Braquiesclereidas

Son un tipo de células pétreas de forma isodiamétrica, paredes gruesas, lumen celular reducido, algunas veces ramificadas y con punteaduras simples. Se localizan en la pulpa de frutas, en la corteza y la médula de los tallos, y en la corteza de los peciolos.

Macroesclereidas

Están formadas a partir de la esclerificación de las células del tejido parenquimático del tipo empalizado de las hojas de la especie Aspidosperma quebracho-blanco. La comunicación es realizada a través de punteaduras simples.

Osteoesclereidas

Son células de formas columnares con los extremos agrandados o expandidos, que se asemejan a la estructura de un hueso.

Tricoesclereidas

Son esclereidas ramificadas cuyos extremos muchas veces sobrepasan los espacios intercelulares. Son comunes en el mesófilo foliar de la especie Nymphaeae sp.

Funciones

• La principal función del esclerénquima es servir de soporte a los órganos vegetales que han culminado su proceso de crecimiento. De hecho, esta funcionalidad se logra gracias a la estructura particular de la pared celular de las células esclerenquimáticas.
• Otra función es proteger las zonas blandas de la planta, especialmente aquellas más susceptibles a efectos mecánicos. Por esta razón, a pesar de estar distribuidas en toda la planta, son más numerosas en hojas y tallos que en las raíces.

Referencias

1. Esclerénquima. Anatomía y Morfología Vegetal. Material de Clase. Recuperado en uv.fausac.gt.

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¿Qué son los animales invertebrados marinos?

Los animales invertebrados marinos son animales que se caracterizan por no tener columna vertebral, aunque pueden tener un esqueleto externo no óseo, que se llama exoesqueleto.

Existen diferentes tipos de invertebrados: poríferos, cnidarios, anélidos, artrópodos, moluscos y equinodermos. 

• Los poríferos y cnidarios son los organismos más sencillos. Viven en medios acuáticos y tienen simetría radial (forma radial) o carecen de forma.
• Los anélidos marinos, o poliquetos, son gusanos peludos y su cuerpo está formado por anillos.
• Los artrópodos acuáticos o crustáceos poseen un cuerpo segmentado y un exoesqueleto muy duro. Los moluscos son tanto terrestres como marinos. Se caracterizan por tener un cuerpo muscular, una concha calcárea y una rádula, que es el órgano que usan para alimentarse.
• Los equinodermos son todos los animales marinos complejos, cuyos cuerpos están cubiertos de un caparazón formado por placas calcáreas y por espinas, como por ejemplo, las estrellas de mar.

Ejemplos de animales invertebrados marinos

Anémona tomate

Si tienes una pecera en casa, debes tener una anémona tomate. Llamada también actinia, es una especie que parece un hongo con tentáculos.

Las actinias pueden contraer o extender sus tentáculos, lo que les permite cazar peces pequeños para alimentarse. Las anémonas se reproducen por división y pueden vivir en aguas con diferentes temperaturas e iluminación. Se fijan en las rocas.

Estrellas de mar

Estos animales son los invertebrados más populares y queridos por todos. Lo que muchos no saben es que las estrellas mueren asfixiadas al ser sacadas del agua, en el momento en el que nos fotografiamos con ellas, porque no respiran aire, sino agua.

Estos animales suelen tener 5 o más brazos. Si cortas una estrella de mar a la mitad, esta se regenerará y sobrevivirá convirtiéndose en dos.

Corales

Los corales son animales coloniales invertebrados que pertenecen a la clase cnidaria. Se alimentan de plancton y pequeños peces que capturan con sus tentáculos. Requieren de la luz solar para reproducirse y viven en aguas no muy profundas.

Los arrecifes de coral son populares lugares entre quienes practican buceo, ya que peces pequeños se esconden entre ellos. La Gran Barrera de Coral, en las costas australianas, es el arrecife más grande del mundo. El segundo arrecife de coral más grande se encuentra en el mar Caribe.

Bovagante

El bogavante es un crustáceo similar a la langosta, que alcanza hasta 70 centímetros de longitud. Posee 5 pares de patas, cuatro de las cuales son pequeñas. El último par, mucho más grande, le sirve para defenderse. Son muy valorados en la gastronomía de muchos países. 

Langostas

Los palinúridos o langostas son otra clase de crustáceo muy apreciado en la gastronomía. Hay distintos tipos que se diferencian por el tamaño de sus pinzas. Por ejemplo, la langosta de Juan Fernández dista mucho de la langosta espinosa europea.

Esta última habita en el mar Mediterráneo y su pesca es la base económica de pueblos, como Menorca, donde se ha hecho famoso un plato típico a base de langosta, que se llama caldereta de langosta. 

Langosta herreña

La langosta herreña o marrón es una especie en peligro de extinción que habita en las islas del Atlántico. Este crustáceo marino pardo puede medir hasta 37 centímetros.

Medusas

Las medusas o lágrimas de mar son bellos animales marinos translúcidos que tienen forma de campana y cuerpo gelatinoso. Algunas medusas son bioluminiscentes y brillan en la oscuridad. Usan sus tentáculos para atrapar a sus presas y defenderse de sus atacantes.

Algunas son tóxicas y sus picaduras causan una sensación de ardor en las víctimas, pero algunos peces son inmunes y por eso se esconden entre las medusas para defenderse de sus atacantes.

La medusa más venenosa del mundo es la avispa de mar, que habita en aguas australianas. Su veneno puede causar paro cardíaco al ser humano, ya que ingresa automáticamente en la sangre.

Esponjas de mar

Las esponjas de mar son animales interesantes, que se consideraban plantas hasta que en 1765 se descubrió que su digestión era intracelular y que filtran el agua, ya que se alimentan de los organismos que hay en ella.

Se piensa que estos animales existen desde el Precámbrico. La esponja posee una organización celular y carece de tejidos, ya que sus células son totipotentes, es decir, pueden adoptar diferentes funciones, lo que les permite ser autónomas. Las esponjas son los únicos animales que carecen de sistema nervioso.

Pepinos de mar

Los pepinos de mar son invertebrados vermiformes, es decir, que parecen gusanos. Aunque los distinguen sus pullas u holoturias. Cuenta con una apertura bucal y una anal. Su boca está rodeada por tentáculos.

En algunos países de Asia y en España se preparan platos con estos animales, como el trepang en China, o la espardeña en España.

Manzanas de mar

Las manzanas de mar son un tipo de pepino de mar redondo. Pueden tener hasta 20 cm de largo, filtran el agua y al enfrentarse a algún peligro pueden expulsar sus órganos internos para entretener a los depredadores y escapar. Luego sus órganos se regeneran.

Cangrejo ermitaño

El cangrejo ermitaño o paguro es un crustáceo que vive en conchas de caracolas para tapar su abdomen y protegerse del peligro. Existen aproximadamente 500 especies en el mundo y algunas de ellas son terrestres. 

Artemia salina

La artemia salina es un crustáceo cosmopolita casi translúcido, que puede habitar también en peceras. Debido a sus propiedades nutritivas, es usado frecuentemente en la acuariofilia (cría de peces en acuarios).

Un dato interesante es que los huevos de este animal pueden conservarse hasta 10 años en estado metabólicamente inactivo y luego, en condiciones climáticas más favorables, el huevo puede volver a activarse.

Gamba

La gamba o limpiador del norte es un camarón omnívoro, es decir, que se alimenta de plantas y animales. Este animalito es amigo de los arrecifes de coral y de otros peces enfermos más grandes, ya que se encarga de limpiarles de impurezas, y también filtran el agua.

Lirios de mar

Los lirios de mar o estrellas con plumas son equinodermos que tienen el aspecto de una planta. Se considera que habitan la tierra desde el Paleozoico y existen más de 600 especies. Son filtradores del agua y se alimentan de zooplancton. Hay de diferentes colores y tamaños.

Cacerolas

Las cacerolas de mar llevan en la Tierra 300 millones de años. Su resistente exoesqueleto les ha permitido sobrevivir a los depredadores. Bajo su concha se esconde un animalito muy parecido a la araña, solo que con una patita más.

Un dato interesante es que su sangre reacciona ante las endotoxinas bacterianas. Por esto, los científicos han desarrollado un test para determinar posibles infecciones basado en su sangre.

Por la rapidez de la reacción, este test se usa en astronautas y en personas expuestas a materiales peligrosos que pueden ser tóxicos para el ser humano.

Vaquita suiza

La vaquita suiza es una especie de molusco gasterópodo que habita en el mar Mediterráneo y en el océano Atlántico. No tiene concha y se caracteriza por su peculiar colorido: es blanco con pecas. Tiene entre 6 y 9 branquias principales y branquias secundarias alrededor del ano.

Dragón de mar

El dragón de mar es una babosa marina hermafrodita, que parece un animal mitológico. Pertenece a la familia Glaucidae y se considera una especie única. Su cuerpo es un tronco plano con 6 ramificaciones, sus dientes parecen espadas.

Esta especie cosmopolita puede habitar en aguas frías y cálidas. Los científicos discuten sobre la posibilidad de que este animal no pueda nadar, sino que es arrastrado por la corriente.

Puede ser venenoso, ya que se alimenta de otros animales venenosos y al ser inmune a su veneno, su mordida puede pasar este veneno a otra especie. Su color le sirve de camuflaje.

Cangrejo violinista

El cangrejo violinista o barrilete, es un cangrejo cuya característica principal es sus pinzas o tenazas, las cuales tienen tamaños diferentes, siendo una de ellas muy grande. Esta gran tenaza se llama “garra de violín”.

Existen 94 especies de cangrejos violinistas. Se pelean entre ellos para impresionar a las hembras. Se considera que la garra de violín no siempre es la tenaza más fuerte y su gran tamaño es una forma de impresionar y asustar a sus enemigos.

Pulpos

Los octópodos o pulpos son animales omnívoros marinos, que tienen 8 brazos, llenos de ventosas pegajosas que se adhieren a distintas superficies. Además, tienen 3 corazones y su cerebro está muy desarrollado.

La sangre de los pulpos es azul debido al alto nivel de hierro que tiene. El tercer brazo derecho del pulpo macho es su órgano sexual, que se usa para fecundar a la hembra. Los pulpos son tímidos y son los invertebrados más inteligentes.

Existen distintos tipos de pulpos, algunos peligrosos y otros no. Por ejemplo, los pulpos de anillos azules son venenosos.

Calamares

Existen diversas especies de calamares. Estos moluscos deben su nombre al hueso calcáreo en su cabeza, conocido como pluma o caña. Además, tienen 3 corazones. Gracias a los cromatóforos, células especiales de su piel, los calamares pueden cambiar de color.

Al sentirse en peligro, los calamares expulsan tinta. Estos animales expulsan agua a presión, lo que les permite desplazarse.

Fabiana

La fabiana, o pulpo patudo, es de color rojo o anaranjado con manchas blancas fluorenscentes. A diferencia de otros pulpos, es más curioso y entra en contacto con personas que bucean, si estas no se comportan de manera amenazadora. Habitan en el África Oriental, el mar Mediterráneo y Rojo.

Umbraculum umbraculum

Es una especie de molusco que habita entre las grietas de las rocas o se mantiene debajo de la arena. Puede habitar hasta los 100 metros de las profundidades. En Nueva Zelanda es donde existe la mayor reserva de este invertebrado.

Chocos

Los sepíidos o chocos son moluscos cefalópodos que se distinguen por su colorido. Los cromatóforos en su piel les permiten camuflarse y manipular la luz para enviar mensajes a sus amigos y avisarles sobre depredadores en caso de peligro.

Las sepias pueden manipular su color para adoptar el color de distintas superficies, pueden dejar huellas de color, que desorientan a los depredadores y los hacen creer que son animales más grandes.

Sus ojos son especiales, ya que captan la polarización de la luz y pueden mirar hacia delante y hacia atrás al mismo tiempo. También cuenta con 3 corazones y su sangre es verde azulada debido al cobre que contiene.

Camarones

Los camarones son crustáceos decápodos, es decir, de 10 patas, de agua dulce, mucho más pequeños que las gambas y los langostinos. Existen especies de río y otras de aguas tropicales. Hay más de 2,500 tipos de camarones.

Los podemos encontrar de distintos tamaños, desde los 2 hasta los 37 milímetros. Por ejemplo, el camarón bailador habita en zonas submareales y es muy tímido, se mantiene oculto durante del día. Se desplaza en grupos numerosos y se alimenta de carroña, pequeños invertebrados y materia orgánica.

Langostinos

Los langostinos son crustáceos decápodos del suborden Dendrobranchiata, que habitan en todos los mares del mundo. Su longitud varía de 12 a 15 centímetros. Habitan en distintas profundidades.

Nautilinos

Los nautilinos son una de las especies más antiguas y se consideran verdaderos fósiles vivientes. Su especie ha sobrevivido durante millones de años y no ha sufrido grandes cambios.

Estos animales tienen una cabeza prominente y muchos tentáculos. Se desplaza al utilizar la propulsión a chorro. Este animal puede sobrevivir en condiciones de falta de oxígeno, ya que es capaz de regular su ritmo cardíaco.

Caracolas marinas

Las caracolas marinas son moluscos marinos, cuya principal característica es su concha. Muchas de ellas pueden sobrevivir en el agua y en la tierra. Las conchas están hechas de calcio y tienen forma de espiral.

Existen aproximadamente 75,000 especies. Su concha les da una ventaja frente a los depredadores para defenderse. Habitan en todos los ambientes de agua dulce y salada.

Otros invertebrados marinos

• Mejillones y demás bivalvos.
• Percebes.
• Isópodos o cochinillas.
• Anfípodos.
• Gasterópodos.

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¿Qué es la helicasa?

La helicasa es una enzima que participa en los procesos de duplicación y reproducción celular de los organismos vivos, también en la transcripción, recombinación y reparación del ADN, así como en la biogénesis de ribosoma. Es una enzima fundamental para todos estos procesos.

Su función más importante es romper los puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas de los ácidos nucleicos, permitiendo así que otras enzimas entren y repliquen la secuencia del ADN. Es importante recalcar que las helicasas son prácticamente ubicuas, puesto que están presentes en virus, bacterias y en organismos eucariotas.

La primera de estas proteínas o enzimas fue descubierta en 1976 en la bacteria Escherichia coli. Dos años después se descubrió la primera helicasa en un organismo eucariótico, en plantas de lirios.

Actualmente, han sido caracterizadas proteínas helicasas en todos los reinos naturales, incluyendo a los virus, lo que implica que se ha generado un vasto conocimiento sobre estas enzimas hidrolíticas, sus funciones en los organismos y su rol mecanicista.

Características de las helicasas

• Las helicasas son macromoléculas biológicas o naturales que aceleran reacciones químicas (enzimas). Se caracterizan principalmente por separar complejos químicos de adenosina trifosfato (ATP) por medio de hidrólisis.
• Utilizan el ATP para unirse y remodelar complejos de ácidos desoxirribonucleicos (ADN) y ácidos ribonucleicos (ARN).

Tipos de helicasas

ADN helicasa

Las ADN helicasas actúan en la replicación del ADN y se caracterizan por separar el ADN de cadenas dobles en cadenas simples.

ARN helicasa

Estas enzimas actúan en los procesos metabólicos del ácido ribonucleico (ARN) y en la multiplicación, reproducción o biogénesis ribosomal.

La ARN helicasa también es clave en el proceso de empalme previo del ARN mensajero (ARNm) y el inicio de la síntesis de proteínas, después de la transcripción de ADN a ARN en el núcleo celular.

Taxonomía

Estas enzimas pueden diferenciarse según su homología en la secuenciación de aminoácidos del dominio central de aminoácidos ATPasa, o por motivos de secuenciación compartidos. Según la clasificación, estas se agrupan en 6 superfamilias (SF 1-6):

SF1

Las enzimas de esta superfamilia presentan una polaridad de translocación 3’-5’ o 5’-3’ y no forman estructuras anulares.

SF2

Es conocido como el grupo más amplio de helicasas y lo componen principalmente ARN helicasas. Presentan una polaridad de translocación generalmente de 3’-5’ con muy pocas excepciones.

Tienen nueve motivos (del inglés motifs, que se traduce como “elementos recurrentes”) de secuencias de aminoácidos altamente conservados y, al igual que los SF1, no forman estructuras anulares.

SF3

Son helicasas características de virus y tienen una polaridad de translocación única de 3’-5’. Poseen solo cuatro motivos de secuencia altamente conservados y forman estructuras anulares o anillos.

SF4

Fueron descritos por primera vez en bacterias y bacteriófagos. Son un grupo de helicasas replicantes o replicativas.

Tienen una polaridad de translocación única de 5’-3’, y tienen cinco motivos de secuencia altamente conservados. Estas helicasas se caracterizan porque forman anillos.

SF5

Son proteínas del tipo factor Rho. Las helicasas de la superfamilia SF5 son características de organismos procariontes y son hexaméricas dependientes del ATP. Se piensa que están muy relacionadas con las SF4. Además, presentan formas anulares y no anulares.

SF6

Son proteínas aparentemente relacionadas con la superfamilia SF3. Sin embargo, las SF6 presentan un dominio de proteínas ATPasas asociadas a diversas actividades celulares (proteínas AAA) no presentes en SF3.

Estructura

Estructuralmente, todas las helicasas tienen motivos de secuencia altamente conservados en la porción anterior de su estructura primaria. Una porción de la molécula presenta una disposición de los aminoácidos particular que depende de la función específica de cada helicasa.

Las helicasas más estudiadas estructuralmente son las de la superfamilia SF1. Se sabe que estas proteínas se agrupan en 2 dominios muy parecidos a las proteínas multifuncionales RecA, y estos dominios forman un bolsillo de unión ATP entre ellos.

Las regiones no conservadas pueden presentar dominios específicos del tipo de reconocimiento de ADN, dominio de localización celular y de proteína-proteína.

Funciones

ADN helicasa

• Las funciones de estas proteínas dependen de una importante variedad de factores, entre los que destacan el estrés ambiental, el linaje de las células, los antecedentes genéticos y las etapas del ciclo celular.
• Se sabe que las ADN helicasas de la SF1 cumplen funciones específicas en la reparación, replicación, transferencia y recombinación del ADN.
• Separan cadenas de una doble hélice del ADN y participan en el mantenimiento de los telómeros, en reparaciones por rotura de la doble hebra y en la eliminación de proteínas asociadas a los ácidos nucleicos.

ARN helicasa

• Las ARN helicasas son vitales en la gran mayoría de los procesos metabólicos del ARN, y también se conoce que participan en la detección de ARN viral.
• Además, actúan en la respuesta inmunitaria antiviral, ya que detectan ARN extraños o ajenos al organismo (en vertebrados).

Importancia médica

Las helicasas ayudan a las células a superar el estrés endógeno y exógeno, evitando la inestabilidad cromosómica y manteniendo el equilibrio celular.

La falla de este sistema o equilibrio homeostático está relacionada con mutaciones genéticas que implican genes que codifican proteínas del tipo helicasas. Por esta razón son objeto de estudios biomédicos y genéticos.

A continuación mencionaremos algunas de las enfermedades relacionadas con mutaciones en genes que codifican ADN como proteínas de tipo helicasa:

Síndrome de Werner

Es una enfermedad genética originada por una mutación de un gen denominado WRN, que codifica una helicasa. La helicasa mutante no actúa correctamente y ocasiona una serie de enfermedades que, en conjunto, conforman el síndrome de Werner.

La principal característica de los que padecen esta patología es su envejecimiento prematuro. Para que se manifieste la enfermedad, el gen mutante debe heredarse de ambos progenitores. Su incidencia es muy baja y no existe tratamiento para su cura.

Síndrome de Bloom

El síndrome de Bloom es una enfermedad genética producto de la mutación de un gen autosómico denominado BLM que codifica una proteína helicasa. Solo se presenta para individuos homocigotos para ese carácter (recesivo).

La característica principal de esta rara enfermedad es la hipersensibilidad a luz solar, que ocasiona lesiones en la piel del tipo rash eritromatoso. Aún no existe cura.

Síndrome de Rothmund-Thomson

También es conocido como poiquilodermia atrófica congénita. Es una patología de origen genético muy poco frecuente: hasta la fecha existen menos de 300 casos descritos alrededor del mundo. 

Se origina por una mutación del gen RECQ4, un gen autosómico y de manifestación recesiva que se ubica en el cromosoma 8.

Los síntomas o padecimientos de este síndrome incluyen cataratas juveniles, anomalías en el sistema esquelético, despigmentación, dilataciones capilares y atrofia en la piel (poiquilodermia). En algunos casos pueden presentarse hipertiroidismo y deficiencia en la producción de testosterona.

Referencias

1. Helicase. Recuperado de nature.com.
2. Síndrome de Bloom. Recuperado de medicina.ufm.edu.

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¿Qué es el apego ambivalente?

El apego ambivalente o ansioso es uno de los cuatro estilos relacionales descritos por John Bowlby y Mary Ainsworth. Se trata de un patrón de comportamiento caracterizado por una gran inseguridad y miedo al abandono, que se manifiesta en todo tipo de conductas.

El estilo de apego ambivalente por lo general se mantiene a lo largo de toda la vida adulta de la persona. Los individuos que lo presentan muestran una gran necesidad de permanecer junto a sus seres queridos, pero al mismo tiempo se sienten mal cuando están con ellos.

Características del apego ambivalente

• Los padres de un bebé que ha desarrollado este tipo de apego no han sido capaces de cubrir sus necesidades de manera adecuada. Así, los cuidadores actúan de forma cercana a veces, mientras que en otras ocasiones ignoran al pequeño. De esta manera, un niño adquiere la creencia de que los demás no van a ocuparse de sus necesidades de forma constante, y a la vez, piensa que necesita a otras personas para estar bien. Por ello, tanto los niños como los adultos basan gran parte de su autoestima en la forma en que los demás les tratan. Su autoestima tiende a ser más baja que la de los demás, y por ello, aceptan comportamientos poco adecuados de sus seres queridos, ya que creen que no merecen nada más.
• Los niños que desarrollan un patrón de apego ansioso adquieren pronto la creencia de que sus padres no van a cuidar adecuadamente de ellos. Por eso, desarrollan estrategias que buscan llamar su atención y mantener el contacto con sus cuidadores, pero a la vez les resienten y muestran síntomas de enfado hacia ellos. Esta manera inconstante de comportarse se mantiene también durante la vida adulta de la persona. Alguien con un estilo de apego ambivalente tratará por todos los medios de aferrarse a su pareja, a menudo intentando controlar sus movimientos y haciéndole sentir culpable por no prestarle la suficiente atención.
• Las personas con un estilo ambivalente albergan la creencia de que necesitan a los demás para estar bien. Como consecuencia, generalmente responsabilizan al resto de sus propios problemas y estados emocionales. Esto causa que sus sentimientos sean por lo general volátiles, y que les provoquen un gran malestar. Por ejemplo, una persona con apego ambivalente tiende a alterarse fácilmente debido al comportamiento de los demás, algo que no les ocurre a los individuos que presentan otros estilos de relación. Además, creen que para mejorar su estado de ánimo es necesario que el resto cambie su forma de actuar.
• Las personas con un estilo ansioso tienden a crear relaciones que replican la que tenían con su cuidador principal de niños. En su caso concreto, esto implica crear relaciones con personas tóxicas —amigos o parejas— que solo estén disponibles emocionalmente de vez en cuando. En consecuencia, las personas con estilo ambivalente tienden a formar relaciones emocionales con individuos con apego evitativo. El tipo de interacción que se forma recibe el nombre de “codependencia”, y en general, está marcado por celos, inseguridades, y una gran cantidad de malestar emocional.
• Para evitar que las personas cercanas a ellos les abandonen, los individuos con apego ambivalente harán todo lo posible para dictar su comportamiento. De niños, esto se traduce en intentar mantenerse pegados todo el tiempo a sus padres, y de adultos, aparecerá todo tipo de actitudes y acciones destinadas a este fin. Así, una persona con un estilo ambivalente procurará por todos los medios que su pareja pase el máximo tiempo posible con ella. Esto puede traducirse en, por ejemplo, críticas a todos los amigos de su compañero, intentos de hacerle sentir culpable si hace planes en solitario, llantos, amenazas…
• Estas personas tratarán de mantener contenta a su pareja en todo lo posible, olvidándose de sus propias necesidades, pero al menor signo de que la otra persona necesita espacio, comenzarán las amenazas e intentos de manipulación emocional. En casos muy extremos, estos individuos pueden intentar controlar las conductas de sus parejas de formas más directas, como por ejemplo, metiéndose en sus perfiles de redes sociales para ver con quién hablan.

Desarrollo

La principal causa de la formación del apego ansioso es una conducta ambivalente por parte de los padres durante los primeros años de vida del individuo. Los cuidadores de estos niños, por diversos motivos, solo son capaces de ocuparse de sus necesidades de manera intermitente.

Uno de los ejemplos más habituales es el de los padres que, debido a una excesiva carga de trabajo o responsabilidades familiares, no pueden prestarle toda la atención que deberían a su hijo.

El pequeño aprende pronto que, si quiere que se ocupen de él, tiene que hacer grandes esfuerzos para llamar la atención de sus cuidadores.

Sin embargo, como la atención de sus padres es intermitente, el niño adquiere la creencia de que en cualquier momento puede ser abandonado por ellos. Esta forma de ver el mundo se mantiene durante la vida adulta, y provoca todas las consecuencias que hemos visto en el apartado anterior.

En algunos casos, la persona puede adquirir la creencia de que necesita a los demás para estar bien y de que el resto va a abandonarla durante su adolescencia, generalmente como consecuencia de una relación romántica especialmente traumática.

Ejemplos de apego ambivalente en niños

• Cuando un niño llora y se angustia porque sus padres se van, y cuando regresan les rechaza.
• Cuando el niño patalea y grita para llamar la atención, aunque tenga a los cuidadores al lado.
• Un niño con muy poco control emocional, que se enfada y llora por todo.
• Un niño alegre si los padres están alegres, y enfadado si hay enfado alrededor.
• Un niño inestable, que oscila entre el amor y el odio, o entre la seguridad y el miedo.

Referencias

1. Anxious Attachment: Understanding Insecure Anxious Attachment. Recuperado de psychalive.org.
2. 6 claves para detectar un apego ambivalente en la pareja. Recuperado de ifeelonline.com.

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¿Qué son los calcógenos o anfígenos?

Los calcógenos o anfígenos son elementos químicos que pertenecen al grupo o a la familia del oxígeno de la tabla periódica. Se encuentran en el grupo VIA o 16, ubicado en el lado derecho, o bloque p.

El cabezal del grupo, como su nombre lo indica, lo ocupa el elemento oxígeno, que se diferencia física y químicamente de sus elementos del mismo grupo. La palabra ‘calcógeno’ deriva de la palabra griega chalcos, que significa cobre.

Muchos químicos han nombrado estos elementos como formadores de cenizas, tizas, bronces y cadenas. No obstante, la más acertada interpretación corresponde a la de ‘formadores de minerales’.

Así, los calcógenos se caracterizan por estar presentes en innumerables minerales, como los silicatos, fosfatos, óxidos, sulfuros, seleniuros, etc.

Por otro lado, la palabra ‘anfígeno’ quiere decir ‘capaz de formar compuestos ácidos o básicos’. Un ejemplo sencillo de esto está en el hecho de que existen óxidos ácidos y básicos.

El oxígeno no solo puede encontrarse en el aire que se respira, sino que también forma parte del 49% de la corteza terrestre. Por eso, no basta con mirar las nubes para tenerlo de frente, y para contemplar la máxima manifestación física de los calcógenos, es necesario visitar una montaña o una mena.

En la imagen superior se muestra la columna o grupo con todos sus elementos, encabezada por el oxígeno. Nombrándolos en orden descendiente se tiene: oxígeno, azufre, selenio, telurio y polonio.

Aunque no se muestre, debajo del polonio se ubica el elemento sintético, radiactivo, y el segundo más pesado después del oganesón: livermorio (Lv).

Oxígeno

El oxígeno se encuentra en la naturaleza principalmente como dos alótropos: O₂, oxígeno molecular o diatómico, y O₃, ozono. Es gas bajo condiciones terrestres y se obtiene de la licuefacción del aire. En estado líquido, presenta tonalidades azuladas pálidas, y en forma de ozono puede formar sales de color café rojizo llamadas ozónidos.

Azufre

Presenta naturalmente veinte alótropos diferentes, siendo el más común de todos, el S₈, “la corona de azufre”. El azufre es capaz de formar consigo mismo moléculas cíclicas o cadenas helicoidales con enlace covalente S-S-S… A esto se le conoce como catenación.

En condiciones normales es un sólido amarillo, cuyas coloraciones rojizas y verdosas dependen del número de átomos de azufre que componen la molécula. En fase gaseosa, únicamente, se encuentra como molécula diatómica S=S, S₂, semejante al oxígeno molecular.

Selenio y telurio

El selenio forma cadenas más cortas que el azufre, pero con la diversidad estructural suficiente para encontrarse alótropos de color rojo, grisáceo cristalino y negro amorfo.

Algunos lo consideran un metaloide, y otros un elemento no metálico. Sorprendentemente, es esencial para los organismos vivos, pero a muy bajas concentraciones.

El telurio, por otra parte, cristaliza como un sólido grisáceo y posee características y propiedades de un metaloide. Es un elemento muy escaso en la corteza terrestre, hallándose en reducidísimas concentraciones en minerales raros.

Polonio

De todos los calcógenos, es el único elemento metálico, pero, al igual que sus 29 isótopos (y otros más), es inestable, altamente tóxico y radiactivo. Se encuentra como elemento traza en algunos minerales de uranio y en el humo del tabaco.

Propiedades

Configuración electrónica y estados de valencia

Todos los calcógenos poseen la misma configuración electrónica: ns²np⁴. Tienen, por tanto, seis electrones de valencia. Al estar en el bloque p, al lado derecho de la tabla periódica, tienden más a ganar electrones que a perderlos, por ello, ganan dos electrones para completar su octeto de valencia, y adquieren como consecuencia una valencia de -2.

Asimismo, pueden perder sus seis electrones de valencia, quedando con un estado de +6.

Los estados de valencia posibles para los calcógenos varían de -2 a +6, siendo estos dos los más comunes. A medida que se desciende por el grupo (del oxígeno al polonio), aumenta la tendencia de los elementos de adoptar estados de valencia positivos, lo que es igual a un incremento del carácter metálico.

El oxígeno, por ejemplo, adquiere casi en todos sus compuestos un estado de valencia de -2, excepto cuando forma enlaces con el flúor, obligándolo a perder electrones debido a su mayor electronegatividad, adoptando un estado de valencia de +2 (OF₂). Los peróxidos también son un ejemplo de compuestos donde el oxígeno tiene valencia de -1 y no -2.

Carácter metálico y no metálico

Cuando se desciende por el grupo, aumentan los radios atómicos, y con ellos se modifican las propiedades químicas de los elementos. Por ejemplo, el oxígeno es un gas, y termodinámicamente es más estable como molécula diatómica O=O, que como “cadena oxigenada” O-O-O-O…

Es el elemento de mayor carácter no metálico del grupo y, por ende, forma compuestos covalentes con todos los elementos del bloque p y con algunos metales de transición.

El carácter no metálico disminuye conforme el carácter metálico aumenta. Esto se refleja en las propiedades físicas como los puntos de ebullición y fusión, los cuales van aumentando desde el azufre hasta el polonio.

Otra característica del incremento del carácter metálico es el aumento de las configuraciones cristalinas de los compuestos formados por el telurio y el polonio.

Compuestos

Se menciona a continuación de manera general algunos compuestos formados por los calcógenos.

Hidruros

-H₂O

-H₂S

De acuerdo a la nomenclatura IUPAC, se le nombra como sulfuro de hidrógeno, y no hidruro de azufre, ya que el H carece de una valencia de -1.

-H₂Se

Igualmente, se le nombra como seleniuro de hidrógeno, al igual que el resto de los hidruros.

-H₂Te

-H₂Po

El hidruro de oxígeno es agua. Los otros son malolientes y venenosos, siendo el H₂S el más conocido de todos, incluso en la cultura popular.

Sulfuros

Todos tienen en común el anión S^2- (los más simples). Entre ellos se tienen:

-MgS

-FeS

-CuFeS₂

-Na₂S

-BaS

Del mismo modo, existen selenuros, Se^2-, telenuros, Te^2-, y polonuros, Po^2-.

Halogenuros

Los calcógenos pueden formar compuestos con los halógenos (F, Cl, Br, I). Algunos de ellos son:

-TeI₂

-S₂F₂

-OF₂

-SCl₂

-SF₆

-SeBr₄

Óxidos

Finalmente están los óxidos. En ellos el oxígeno tiene una valencia de -2, y pueden ser iónicos o covalentes (o tener características de ambos). Se tienen, por ejemplo, los siguientes óxidos:

-SO₂

-TeO₂

-Ag₂O

-Fe₂O₃

-H₂O (óxido de hidrógeno)

-SeO₃

Existen otros cientos de miles de compuestos, los cuales involucran estructuras sólidas interesantes. Además, pueden presentar polianiones o policationes, en especial para los casos del azufre y el selenio, cuyas cadenas pueden adquirir cargas positivas o negativas e interaccionar con otras especies químicas.

Referencias

1. Chalcogens. Advameg. Recuperado de chemistryexplained.com.

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¿Qué es el alcohol isopropílico?

El alcohol isopropílico o isopropanol es un compuesto orgánico cuya fórmula química es CH₃CHOHCH₃ o (CH₃)₂CHOH. Pertenece a una de las familias más importantes de la química orgánica: los alcoholes, tal como su nombre lo indica.

Es un compuesto químico líquido, incoloro, de fuerte olor, volátil e inflamable. Es un ácido y base débil a la vez, similar al agua, dependiendo del pH de la solución y/o a la presencia de un ácido o una base más fuertes que él. Los vapores del alcohol isopropílico causan irritación muy leve en la mucosa de nariz, garganta y ojos.

El alcohol isopropílico se emplea como ingrediente principal de varios productos de la industria farmacéutica, química, comercial y de uso doméstico. Por sus propiedades antimicrobianas es ampliamente usado como antiséptico sobre la piel y mucosas, y como desinfectante en materiales inertes.

Es muy útil como solvente, ya que tiene una baja toxicidad, y además es utilizado como aditivo de la gasolina.

Asimismo, es la materia prima para la síntesis de otros compuestos orgánicos al sustituir el grupo funcional hidroxilo (OH). De esta manera, este alcohol es muy útil y versátil para obtener otros compuestos orgánicos, como alcóxidos, halogenuros de alquilo, entre otros compuestos químicos.

Estructura del alcohol isopropílico 

En la imagen superior se muestra la estructura del alcohol isopropílico o isopropanol con un modelo de esferas y barras. Las tres esferas grises representan los átomos de carbono, los cuales componen el grupo isopropilo, unido a un hidroxilo (esferas roja y blanca).

• Como todos los alcoholes, estructuralmente están formados por un alcano, en este caso, el propano. Este le da al alcohol la característica de lipófilo (capacidad de disolver las grasas dada su afinidad por ellas).
• Está unido a un grupo hidroxilo (-OH), el cual, por otro lado, le confiere a la estructura la característica de hidrófilo.
• El alcohol isopropílico puede disolver las grasas o manchas. Nótese que el grupo -OH se encuentra enlazado al carbono del medio (2°, es decir, unido a otros dos átomos de carbono), lo que demuestra que este compuesto se trata de un alcohol secundario.
• Su punto de ebullición es inferior al del agua (82,6 °C), lo que puede explicarse a partir del esqueleto de propano, los cuales apenas pueden interactuar unos con otros mediante fuerzas de dispersión de London, inferiores respecto a los puentes de hidrógeno (CH₃)₂CHO-H — H-O-CH(CH₃)₂.

Propiedades físicas y químicas

• Peso molecular: 60,10 g/mol.
• Apariencia física: líquido e incoloro e inflamable.
• Olor: fuerte.
• Punto de fusión: -89 °C.
• Punto de ebullición: 82,6 °C.
• Densidad: 0,786 g/ml a 20 °C.
• Solubilidad: es soluble en agua y soluble en compuestos orgánicos como cloroformo, benceno, etanol, glicerina, éter y acetona. Es insoluble en soluciones salinas.
• pKa: 17.
• Base conjugada: (CH₃)₂CHO^–
• Absorbancia: el alcohol isopropílico en el espectro ultravioleta visible posee una absorbancia máxima a 205 nm.

Nomenclatura

En la nomenclatura de los compuestos orgánicos, existen dos sistemas: el de nombres comunes, y el sistema estandarizado internacionalmente IUPAC.

Alcohol isopropílico se corresponde al nombre común, termina en el sufijo -ico, precedido de la palabra alcohol y con el nombre del grupo alquilo. El grupo alquilo está constituido por 3 átomos de carbono, dos extremos metil y el del centro unido al grupo -OH, es decir, grupo isopropilo.

El alcohol isopropílico o isopropanol tiene otros nombres, como 2-propanol, alcohol-sec-propilico, entre otros, pero según la nomenclatura IUPAC, se denomina propano-2-ol.

Según esta nomenclatura, primero es ‘propano’ porque la cadena carbonada contiene o está formada por tres átomos de carbono. En segundo lugar, se indica en la cadena carbonada la posición del grupo OH utilizando un número, en este caso es 2.

El nombre termina en ‘ol’, característica de los compuestos orgánicos de la familia de los alcoholes, por contener el grupo hidroxilo (-OH).

El nombre de isopropanol se considera incorrecto por la IUPAC, debido a la inexistencia del hidrocarburo isopropano.

Síntesis

La reacción química de síntesis del alcohol isopropílico a nivel industrial es básicamente una reacción de adición de agua, es decir, de hidratación.

El producto de partida para la síntesis u obtención es el propeno, al cual se le agrega agua. El propeno CH₃-CH=CH₂ es un alqueno, hidrocarburo derivado del petróleo. Por hidratación se sustituye un hidrógeno (H) por un grupo hidroxilo (OH).

El agua es agregada al alqueno propeno en presencia de ácidos, para producir así el alcohol isopropanol.

Existen dos vías para realizar su hidratación: la directa, y la indirecta, realizada en condiciones polares generando el isopropanol.

CH₃-CH=CH₂ (Propeno) => CH₃CHOHCH₃ (Isopropanol)

En la hidratación directa, en fase gaseosa o líquida, el propeno es hidratado por catálisis ácida a elevada presión.

En la hidratación indirecta, el propeno reacciona con ácido sulfúrico, formando esteres de sulfato que por hidrólisis producen el alcohol isopropílico.

El alcohol isopropílico también se obtiene mediante la hidrogenación de la acetona en fase líquida. Estos procesos van seguidos de destilación para separar el alcohol del agua, generando alcohol isopropílico anhidro con un rendimiento de 88% aproximadamente.

Usos

El alcohol isopropílico tiene una amplia gama de usos a nivel químico. Es útil para elaborar otros compuestos químicos. Tiene numerosas aplicaciones a nivel industrial, para limpieza de equipos, a nivel médico, en productos del hogar y de uso cosmético.

Este alcohol se usa en perfumes, tintes para el cabello, lacas, jabones, entre otros productos. Su empleo es principal y básicamente externo, ya que resulta muy tóxica su inhalación o ingestión para los seres vivos.

• En síntesis: a partir de él se pueden obtener halogenuros de alquilo al sustituir generalmente por bromo (Br) o cloro (Cl), el grupo funcional alcohol (OH). Realizando un proceso de oxidación del alcohol isopropilico con el ácido crómico, se puede dar origen a la acetona. Puede formar alcóxidos como resultado de la reacción del alcohol isopropílico con algunos metales como el potasio.
• Para limpieza: el alcohol isopropílico resulta ideal para la limpieza y mantenimiento de cristales ópticos como lentes y equipos electrónicos, entre otros. Este alcohol se evapora rápidamente, no deja residuos o trazas, y no presenta toxicidad en sus aplicaciones o uso externo.
• Antimicrobiano: el isopropanol tiene propiedades antimicrobianas, ocasiona la desnaturalización de las proteínas bacterianas y disuelve las lipoproteínas de la membrana celular, entre otros efectos. Como antiséptico, el alcohol isopropílico se aplica sobre la piel y mucosas y se evapora rápidamente, dejando un efecto de enfriamiento. Es empleado para efectuar cirugías menores, inserción de agujas, catéteres, entre otros procedimientos invasivos. Además, se emplea como desinfectante de instrumentos médicos.
• Medicina: aparte de su uso como antimicrobiano, es requerido en los laboratorios para limpieza, conservación de muestras y extracción del ADN. Este alcohol resulta muy útil en la elaboración de productos farmacológicos. El alcohol isopropílico se mezcla con fragancias y aceites esenciales, y se emplea en los compuestos terapéuticos para frotar en el cuerpo.
• Disolvente: el alcohol isopropilico tiene la propiedad de disolver algunos aceites, resinas naturales, gomas, alcaloides, etilcelulosa, entre otros compuestos químicos.

Referencias

1. Isopropyl alcohol. Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Isopropyl alcohol. Recuperado de britannica.com.

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¿Qué es la dotación cromosómica?

La dotación cromosómica, complemento cromosómico o juego cromosómico, define el número total de cromosomas que representan el genoma de cada especie. Cada organismo vivo está formado por células que poseen un característico número de cromosomas.

Las que contienen un complemento doble de cromosomas se dice que son diploides (’2n’). Las que contienen una sola dotación cromosómica (’n’) se dice que son haploides. 

La dotación cromosómica representa el número total de moléculas de ADN en las que está inscrita toda la información genética que define a una especie. En los organismos con reproducción sexual, las células somáticas ‘2n’ presentan dos copias de cada cromosoma somático.

Si el sexo se define cromosómicamente, también presentan un par sexual. Las células sexuales ‘n’, o gametos, presentan solo un cromosoma de cada par.

En el ser humano, por ejemplo, el complemento cromosómico de cada célula somática es de 46. Esto es, 22 pares autosómicos más un par sexual. En los gametos de la especie, cada uno de ellos presenta, por lo tanto, una dotación cromosómica de 23 cromosomas.

Cuando hablamos de dotación cromosómica de una especie nos referimos estrictamente al juego de cromosomas de una serie que llamamos A. En muchas especies, existe otra serie de cromosomas supernumerarios que se denomina B.

Esto no debe confundirse con cambios de ploidía, que involucra cambios en número de los cromosomas de la serie A.

Los cromosomas que definen a una especie

Desde los años 20 del siglo XX se sabía que el número de cromosomas por especie no parecía ser estable. Al conjunto estable y estándar de cromosomas de una especie se le llamó serie A. A los cromosomas supernumerarios, que no eran copias de los de la serie A, se les llamó serie B.

Evolutivamente hablando, un cromosoma B deriva de un cromosoma A, pero no es su copia. No son indispensables para la supervivencia de la especie, y solo lo presentan algunos individuos de la población.

Puede haber variaciones en el número de cromosomas (aneuploidias), o en la dotación completa de cromosomas (euploidia). Pero siempre se referirá a los cromosomas de la serie A. Este número o dotación cromosómica, de la serie A, es el que define cromosómicamente a las especies.

Una célula haploide de una determinada especie contiene un complemento cromosómico. Una diploide contiene dos, y una triploide contiene tres. Un complemento cromosómico contiene y representa el genoma de la especie.

Por ello, dos o tres complementos más no hacen a una especie distinta: sigue siendo la misma. Incluso en un mismo organismo podemos observar células haploides, diploides y poliploides. En otras condiciones, esto puede ser anormal y conducir a la aparición de defectos y enfermedades.

Lo que define a una especie es su genoma, distribuido en tantos cromosomas A como sus individuos presentan. Este número es característico de la especie, el cual puede ser, pero no su información, idéntico al de otra.

Los cambios en número de dotación cromosómica

Ya hemos visto cómo en los individuos de ciertas especies algunas células pueden tener una sola o dos dotaciones cromosómicas. Es decir, varía el número de complementos cromosómicos, pero el genoma es siempre el mismo.

El conjunto de cromosomas que define a una especie y a sus individuos se analiza a través de sus cariotipos. Los rasgos cariotípicos de los organismos, particularmente en número, son particularmente estables en la evolución y definición de las especies.

Sin embargo, en algunas especies, entre especies relacionadas y en individuos particulares, puede haber cambios significativos de dotación cromosómica.

Daremos algunos ejemplos aquí no relacionados con los cambios en ploidía.

Cambios en el ámbito de linajes evolutivos

La regla biológica es que exista conservatismo cromosómico que garantice gametos viables por meiosis, y fecundación exitosa durante la fertilización.

Los organismos de una misma especie, las especies de un mismo género, tienden a conservar la dotación cromosómica. Esto puede observarse incluso en rangos taxonómicos superiores.

Lepidópteros

Sin embargo, existen muchas excepciones. En los lepidópteros, por ejemplo, se observan extremos de ambos casos. Esta familia de insectos incluye organismos que colectivamente llamamos mariposas.

Sin embargo, los lepidópteros representan uno de los grupos animales más diversos. Son más de 180.000 especies agrupadas en no menos de 126 familias.

La mayoría de las familias del orden presentan una dotación cromosómica modal de 30 o 31 cromosomas. Es decir, el orden, pese al gran número de especies que incluye, es bastante conservativo en dotación cromosómica. Sin embargo, en algunos casos, lo opuesto también es cierto.

La familia Hesperiidae del orden Lepidóptero contiene unas 4.000 especies. Pero dentro de ella encontramos taxones con números modales de, por ejemplo, 28, 29, 30 o 31 cromosomas. En algunas de sus tribus, sin embargo, se encuentran variaciones tan grandes como de 5 a 50 cromosomas por especie.

Dentro de una misma especie también es común encontrar variaciones a nivel del número de cromosomas entre individuos. En algunos casos, es atribuible a la presencia de cromosomas B.

Pero en otros, son variaciones de los cromosomas A. En una misma especie se pueden encontrar individuos con números haploides que varían entre 28 y 53 cromosomas.

Cambios en el ámbito de células de un mismo individuo

Poliploidía somática

En el mundo de los hongos es bastante frecuente encontrar cambios en el número de copias de los cromosomas ante cambios ambientales. Estos cambios pueden afectar a un cromosoma en particular (aneuploidia) o el juego completo de los mismos (euploidia).

Estos cambios no involucran división celular meiótica. Esta consideración es importante porque demuestra que el fenómeno no es producto de alguna distorsión recombinatoria.

Por el contrario, la plasticidad genómica de los hongos, en general, da cuenta de su sorprendente adaptabilidad a las más variadas circunstancias de vida.

Esta heterogénea mezcla de tipos celulares con diferentes ploidías en un mismo individuo se ha observado también en otros organismos. El ser humano no solo presenta células diploides (que son casi todas), y los gametos haploides. De hecho, hay mezcla de diploides y poliploides en las poblaciones de hepatocitos y de megacariocitos de manera normal.

Cáncer

Una de las características que define el desarrollo del cáncer es la inestabilidad cromosómica. En el cáncer se pueden encontrar poblaciones de células que presentan complejos patrones cariotípicos heterogéneos.

Es decir, un individuo presenta durante su tiempo de vida un cariotipo normal en sus células somáticas. Pero el desarrollo de un cáncer particular está asociado con un cambio en el número y/o morfología de sus cromosomas.

Los cambios numéricos llevan a la condición aneuploide de las células que han perdido algún cromosoma. En un mismo tumor puede haber células aneuploides para distintos cromosomas.

Otras alteraciones en número pueden llevar a duplicaciones de un cromosoma homólogo, pero no al otro miembro del par.

Además de contribuir a la progresión del cáncer, estas alteraciones complican las terapias destinadas a atacar la enfermedad. Ya las células no son, ni siquiera genómicamente hablando, las mismas.

El contenido de información y su organización es diferente, y los patrones de expresión de los genes también han cambiado. Además, en cada tumor puede haber mezcla de patrones de expresión, distintos en identidad y magnitud.

Referencias

1. Lukhtanov, V. A. Chromosome number evolution in skippers (Lepidoptera, Hesperiidae). Comparative Cytogenetics.
2. Vargas-Rondón, N., Villegas, V. E., Rondón-Lagos, M. The role of chromosomal instability in cancer and therapeutic responses. Cancers.

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¿Qué es el paquiteno?

El paquiteno, o paquinema, es la tercera etapa de la profase I meiótica: en ella se verifica el proceso de recombinación. En la mitosis hay una profase, y en la meiosis dos: la profase I y la profase II.

Previamente, excepto la profase II, se duplicaron los cromosomas, dando origen cada uno a una cromátida hermana. Pero solo en la profase I se aparean los homólogos (duplicados), formando bivalentes.

El término paquiteno proviene del griego y significa “hilos gruesos”. Estos “hilos gruesos” son los cromosomas homólogos apareados que, tras duplicarse, forman tétradas. Es decir, cuatro “hilos”, o cuerdas, que hacen ver a cada cromosoma engrosado.

Existen aspectos únicos de la profase I meiótica que explican las características propias del paquiteno. Solo en el paquiteno de la profase I de la meiosis los cromosomas recombinan.

Para ello se comprueba el reconocimiento y apareamiento de los homólogos. Como en la mitosis, debe haber duplicación de las cromátidas. Pero solo en el paquiteno de la meiosis I se forman complejos de intercambio de bandas que llamamos quiasmas.

En ellos ocurre lo que define el poder recombinatorio de la meiosis: el entrecruzamiento entre cromátidas de cromosomas homólogos.

Todo el proceso de intercambio de ADN es posible gracias a la aparición previa del complejo sinaptonémico. Este complejo multiproteico permite que los cromosomas homólogos entren en apareamiento (sinapsis) y recombinen.

El complejo sinaptonémico durante el paquiteno

El complejo sinaptonémico (CS) es el entramado proteico que permite la unión de extremo a extremo entre los cromosomas homólogos. Solo ocurre durante el paquiteno de la meiosis I, y es el fundamento físico del apareamiento cromosomal. En otras palabras, es lo que permite que los cromosomas entren en sinapsis y recombinen.

El complejo sinaptonémico está sumamente conservado entre los eucariotas que experimentan meiosis. Por lo tanto, es evolutivamente muy antiguo, y estructural, y funcionalmente equivalente en todos los seres vivos.

Consiste en un elemento axial central y dos elementos laterales que se van repitiendo como los dientes de una cremallera o cierre.

El complejo sinaptonémico se va formando a partir de puntos específicos en los cromosomas durante el zigoteno. Estos sitios son colineares con aquellos donde ocurren las rupturas del ADN, donde se experimentará sinapsis y recombinación en el paquiteno.

Durante el paquiteno, por lo tanto, tenemos una cremallera cerrada. En esta conformación terminan de definirse puntos específicos donde se intercambiarán bandas de ADN al final del estadio.

Componentes del complejo sinaptonémico y los quiasmas

El complejo sinaptonémico meiótico contiene muchas proteínas estructurales que se encuentran también durante la mitosis. Estas incluyen la topoisomerasa II, condensinas, cohesinas, así como proteínas asociadas a las cohesinas.

Además de estas, también están presentes proteínas específicas y únicas de la meiosis, junto con proteínas propias del complejo recombinatorio.

Estas proteínas forman parte del recombinosoma. Esta estructura agrupa a todas las proteínas requeridas para la recombinación. Aparentemente, el recombinosoma no se forma sobre los puntos de entrecruzamiento, sino que es reclutado, ya formado, hacia ellos.

Quiasmas

Los quiasmas son las estructuras morfológicas visibles en los cromosomas donde ocurren los entrecruzamientos. Dicho de otra manera, la manifestación física del intercambio de bandas de ADN entre dos cromosomas homólogos. Los quiasmas son las marcas citomorfológicas distintivas del paquiteno.

En toda meiosis debe ocurrir al menos un quiasma por cromosoma. Esto quiere decir que todo gameto es recombinante. Gracias a este fenómeno se pudieron deducir y proponer los primeros mapas genéticos basados en ligamiento y recombinación.

Por otro lado, la carencia de quiasmas, y, por lo tanto, de entrecruzamiento, origina distorsiones en el ámbito de la segregación cromosómica. La recombinación durante el paquiteno actúa entonces como un control de calidad de la segregación meiótica.

Sin embargo, evolutivamente hablando, no todos los organismos experimentan recombinación (por ejemplo, los machos de la mosca de la fruta). En estos casos, operan otros mecanismos de segregación cromosómica no dependientes de la recombinación.

Progresión del paquiteno

Al salir del zigoteno, el complejo sinaptonémico está completamente formado. Esto se ve complementado con la generación de las rupturas de ADN doble banda a partir de las cuales se verifican los entrecruzamientos.

Las rupturas dobles del ADN obligan a la célula a repararlos. En el proceso de reparación del ADN, la célula recluta al recombinosoma. Se recurre al intercambio de bandas, y como resultado, se obtienen células recombinantes.

Cuando el complejo sinaptonémico está completamente formado, se dice que comienza el paquiteno.

Los bivalentes en sinapsis en el paquiteno interactúan básicamente a través del elemento axial del complejo sinaptonémico. Cada cromátida está organizada en una organización de lazos, cuya base es el elemento axial central del complejo sinaptonémico.

El elemento axial de cada homólogo contacta con el del otro a través de los elementos laterales. Los ejes de las cromátidas hermanas están altamente compactados, y sus lazos cromatínicos emergen hacia afuera del elemento axial central. El espaciado entre los lazos (~20 por micrómetro) está evolutivamente conservado entre todas las especies.

Hacia el término del paquiteno, se hacen evidentes entrecruzamientos a partir de algunos de los sitios de ruptura del ADN doble banda. La aparición de los entrecruzamientos señala igualmente el comienzo del desentramado del complejo sinaptonémico.

Los cromosomas homólogos se condensan más (se ven más individuales) y comienzan a separarse, excepto en los quiasmas. Al ocurrir esto, termina el paquiteno y comienza el diploteno.

La asociación entre el recombinosoma y los ejes del complejo sinaptonémico persiste a lo largo de toda la sinapsis. Particularmente en los entrecruzamientos recombinogénicos hasta el final del paquiteno, o un poco más allá.

Referencias

1. Goodenough, U. W. Genetics. W. B. Saunders Co. Ltd, Philadelphia.
2. Griffiths, A. J. F., Wessler, R., Carroll, S. B., Doebley, J. An Introduction to Genetic Analysis. W. H. Freeman, New York.

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¿Qué es la profase?

La profase es la primera fase de la división celular por mitosis y meiosis. Aquí se produce la condensación del material genético (ADN), y también la formación del huso mitótico y la desaparición de la envoltura nuclear. En este estadio, los cromosomas alcanzan un elevado grado de condensación e individualidad.

En la meiosis hay dos profases, las cuales son muy distintas entre sí, y con la de la mitosis. Solo en la profase I meiótica, por ejemplo, ocurre recombinación. Esta fase se divide en distintas etapas: leptoteno, zigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis.

Durante la profase, además de la condensación que alcanzan los cromosomas duplicados, se llevan a cabo procesos de cambio a nivel extranuclear. El evento citoplásmico más importante durante la profase es el de formación del huso acromático en cada polo celular. Esto permite que en estadios sucesivos de la división celular se movilicen los cromosomas para garantizar su correcta segregación.

Hay diferencias importantes entre las divisiones celulares en células animales y células vegetales. Algunas serán mencionadas más adelante. En todas, sin embargo, hay una completa reorganización de la célula.

Por ello, la mitosis y la meiosis se concentran en el destino del ADN y del núcleo. Pero lo cierto es que cuando una célula se divide, se divide toda y toda participa en el proceso.

Así, todos los componentes celulares experimentan cambios radicales durante las profases de la mitosis y la meiosis. El retículo endoplásmico y el complejo de Golgi parecieran desaparecer, pero solo cambian de estructura. Mitocondrias y cloroplastos también se dividen, dando origen a organelos nuevos.

Profase en la mitosis

Profase animal

Las células animales poseen un solo centriolo. Al finalizar la síntesis de ADN en preparación para la mitosis, el centriolo también se prepara para dividirse.

Los centriolos están compuestos por un par de estructuras idénticas llamadas diplosomas, perpendiculares entre sí. Estos se separan, y cada uno será molde para la génesis de uno nuevo. La síntesis del diplosoma nuevo ocurre a medida que cada diplosoma viejo migra a polos opuestos de la célula.

El otro evento definitorio de la profase, y que sí es compartido con las células vegetales, es el de condensación de la cromatina. Este es tal vez el elemento citológico más notable de la profase durante la división celular.

El ADN alcanza un elevado grado de condensación, y por primera vez se observa como un cromosoma morfológicamente individualizado.

Los cromosomas así condensados involucran a las cromátidas hermanas de cada uno de ellos, unidas aún por un mismo centrómero. Aunque este centrómero es realmente doble, se comporta como uno simple.

Los cromosomas se observarán como una X, porque son dos cromátidas copia unidas a un mismo centro. Por lo tanto, cada célula en profase tendrá un número doble de cromátidas, frente a un número de centrómeros igual al número ‘2n’ de la especie.

Es decir, una célula mitótica en profase es diploide por número de centrómeros, pero tetraploide (4n) por número de cromátidas.

Profase vegetal

En las células vegetales existe una fase previa a la profase denominada preprofase. En preparación para la división celular, la gran vacuola celular se desintegra.

Gracias a ello, se forma una banda citoplásmica libre o desocupada, llamada fragmosoma. Este permite que el núcleo celular vegetal se coloque hacia el ecuador de la célula.

Adicionalmente, la organización cortical de los microtúbulos colapsa hacia el mismo sitio. Esto dará origen a lo que se conoce como banda preprofásica (BPP).

La banda preprofásica aparecerá primero como un anillo, pero terminará cubriendo al núcleo. Es decir, los microtúbulos que tapizan la membrana celular internamente se movilizarán todos hacia el fragmosoma.

Luego, la banda preprofásica que rodea al núcleo ecuatorial permitirá organizar localmente el sitio donde eventualmente aparecerá el fragmoplasto que la sustituya.

Dinámicamente hablando, los microtúbulos de la célula vegetal pasarán de una fase a otra sin transiciones evidentes. Es decir, de arreglo cortical a fragmosoma y de allí a fragmoplasto.

El sitio de todos estos cambios estructurales en la célula vegetal es el mismo donde ocurrirá la deposición de la placa celular. Y, por lo tanto, representa el plano por donde se dividirá la célula.

Para todo lo demás, la profase vegetal es idéntica a la observada en la profase de las células animales

Profase en la meiosis

Solo en la profase I de la meiosis ocurre recombinación genética. Por ello, la formación de estructuras complejas entre los cromosomas obliga a que haya dos divisiones en la meiosis.

Con la síntesis de ADN previa se llegó a la producción de las cromátidas hermanas en cada cromosoma. Con su compactación o condensación tenemos cromosomas dobles, que en la meiosis, además, se aparean entre homólogos.

Esto conduce a la generación de los bivalentes (dos cromosomas homólogos en interacción). Como cada uno está duplicado, hablamos en realidad de tétradas. Vale decir, de tétradas de cromátidas unidas en una estructura que debe ser resuelta por medio de dos divisiones celulares.

En la primera, se separarán los cromosomas homólogos, mientras que en la segunda deberán separarse las cromátidas hermanas.

Profase I

En la profase I meiótica, las cromátidas hermanas se organizan sobre unas estructuras proteináceas compactas que constituyen el eje cromosómico central.

Sobre este eje se formará el complejo sinaptonémico (CS), que mantendrá unidos a los cromosomas homólogos en apareamiento. Durante la profase I, el complejo sinaptonémico permitirá que los cromosomas homólogos entren en sinapsis.

En estos estadios se podrán formar puntos de entrecruzamiento, visibles como quiasmas, donde se verificará el proceso de recombinación genética. Es decir, del intercambio físico entre las moléculas de ADN participantes que define al paquiteno.

Profase II

A la profase II no la precede una síntesis previa de ADN. Aquí se heredaron unos cromosomas dobles unidos por el mismo centrómero (doble). Esto es así porque la síntesis de ADN, tanto en mitosis como en meiosis, ocurre solo en la fase S (de síntesis) del ciclo celular. 

En esta segunda división tendremos cuatro meiocitos. Un meiocito es una célula producto de una división meiótica.

La profase II, por lo tanto, estará a cargo de la separación de las cromátidas hermanas de los cromosomas heredados de la profase I. En consecuencia, al final del proceso meiótico cada meiocito tendrá el conjunto haploide de cromosomas de la especie.

Referencias

1. The cohesin complex in mammalian meiosis. Genes to Cells.

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