Evolución y Biosemiótica: Nuevas lecciones del mundo bacteriano.
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- 8. Los tres imperios 1959 Se decide Darwin 1957 Director Escuela Normal 1954 Sociedad Agricola de Brunn 1822-1895 1822-1884 1809-1882
- 10. Dawin no habló de los microorganismos en el Origen de las Especies Ingenio Tardes de
- 11. Emma los utilizó para preparar el pan Ingenio Tardes de
- 13. Para hervir arroz. Echar sal al agua, y cuando hierva verter el arroz. Tener hirviendo durante doce minutos, cronometrados, escurrir el agua y dejar reposar la olla en las brasas durante diez minutos- el arroz estará listo para servir. Página 24 del recetario de Emma Darwin con la caligrafía de su esposo. Ingenio Tardes de
- 14. Casa de la familia Darwin
- 15. Microscopio para el Beagle Un microscopio acuatico muy similar al que llevo Darwin en el viaje a la vuelta del mundo sobre el Baeagle. Fabricado por Robert Banks; aprox. 1825 Ingenio Tardes de
- 16. Segundo microscopio de Darwin Microscopio acromatico utilizado por Charles Darwin, fabricado por James Smith XR en 1846. Darwin utilizó el microscopio para trabajar en used the microscope to work en percebes (crustaceos) y plantas. Ingenio Tardes de
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- 55. 182 Types of Bacteria Live on Human Skin February 07, 2007 by Verdell A. Wright Ingenio Tardes de
- 57. Bonnie Bassler Ingenio Tardes de
- 58. Comunicación Bacteriana Ingenio Tardes de
- 59. Bioluminiscencia es la generación de luz "fría" con radiación termal baja producida (resumiendo) cuando el oxígeno "oxida" la luciferina (sustrato de proteína), que en presencia de la luciferasa (enzima catalizadora) acelera el proceso, cuya reacción emite luz. Ingenio Tardes de
- 60. luciferin + ATP -> luciferyl adenylate + PPi luciferyl adenylate + O2 -> oxyluciferin + AMP + light
- 61. Roger Tsien , científico al que debemos el estudio de distintas mutaciones de la GFP (bueno, no sólo son de GFP sino también de la Dsred; en la siguiente fotografía desde mHoneydew hacia la plum provienen de Dred) que nos han dado una inmensa variedad de emisiones en distintas longitudes de onda Ingenio Tardes de
- 65. Un grupo de hongos bioluminiscentes, recogidos en el parque turístico estatal Valle Ribeira, cerca de São Paulo, Brasil, emanan un suave resplandor verde cuando oscurece: En la foto se puede ver una imagen captada durante el día y otra por la noche en la que una reacción química hace que el hongo emita dicho resplandor verde, conocido como "Fuegos del zorro" ("Foxfire" en inglés para referirse al brillo de ciertos hongos que crecen sobre maderas podridas, y el nombre viene de una antigua leyenda sobre el zorro ártico haciendo fuegos y rociando el cielo con nieve utilizando la cola, referente al origen de las también brillantes auroras boreales)
- 66. Mientras Stevani (en la foto) de la Universidad de São Paulo, buscaba hongos bioluminiscentes ya conocidos en el bosque, esta cara se le quedó cuando encontró un espécimen "inusual" que fue enviado a Dennis Desjardin (profesor de Micología en la Universidad "San Francisco State" de California), quien lo identificó como "Gerronema viridilucens", una especie nueva para la ciencia y el primer hongo bioluminiscente del género Gerronema que se conoce. Además de las setas, una variedad de animales marinos así como especies selectas de bacterias, insectos, y anélidos (gusanos) son conocidos también como bioluminiscentes.
- 69. Marea roja formando olas brillantes en una playa de Carlsbad California. La bioluminiscencia de estas olas se debe a los miles de millones de Lingulodinium polyedrum ( dinoflagellata ) presentes en el agua.
- 72. Quorum Sensing Es un proceso muy interesante que ocurre entre células de una misma estirpe, especie o cepa. Se trata de una comunicación mediante señales extracelulares que a una determinada concentración, provoca cambios internos que se traducen en movimiento, sintesis o comunicación entre las células (comportamientos “sociales” coordinados). Diagrama del quorum sensing. A la izquierda, la población de células y la concentración de la molécula autoinductora (puntos azules) son bajas, por lo que la sustancia (puntos rojos) no se produce. Esto sí sucede cuando la población ha aumentado y la concentración del autoinductor es alta (derecha de la imagen) [wikipedia] Es un hecho del cual todavía se está investigando en el campo de la microbiología ya que se intenta buscar todos los factores y moléculas responsable.
- 73. En Myxobacteria se forma una asociación positiva, ya que no se produce competencia intercelular
- 80. quorum-sensing model (from University of Nottingham Quorum Sensing Research Group (Paul Williams))
- 83. Como las células se coordinan en el ambiente
- 89. Evolución y Biosemiótica bacteriana Ingenio Tardes de
- 92. Claude Shannon Ingenio Tardes de
- 94. Parametros probabilisticos del Modelo Oculto de Markov (ejemplo) x — estado y — observaciones posibles a — probabilidades de estados de transición b — Probabilidades de salida
- 96. La secuencia de observación puede ser producida por los siguientes estados de las siguientes secueciencia 5 3 2 5 3 2 5 3 1 2 1 2 4 3 2 5 3 2 4 3 1 2 1 2 3 1 2 5 3 2 Las probabilidades de transición y observación se indican cn las líneas opacas
- 99. El hombre con todas su nobles cualidades todavía lleva en su estructura corporal la huella de su humilde origen Charles Darwin Ingenio Tardes de
Notas del editor
- Un aspecto no muy conocido de la vida de Mendel es que se dedicó durante los últimos 10 años de su vida a las abejas . Mendel reconoce que las abejas resultaron un modelo de investigación frustrante. Es probable que el experimento realizado con abejas fuera guiado para confirmar la teoría de la herencia. Uno puede presumir que en 1854 Mendel discute en Silesia con los apicultores la hipótesis de Jan Dzierzon que enuncia que las reinas infértiles o los huevos que no son fecundados por esperma de los machos producen zánganos , produciéndose reproducción sexual en las hembras y reproducción asexual en los machos o zánganos. A este proceso Jan Dzierzon lo denominó partenogénesis . La teoría de Dzierzon fue confirmada por hibridación , si bien el cruce de abejas es difícil, pues durante el vuelo nupcial de la reina no debe haber zánganos extraños. Por ello, Mendel construyó una jaula de tejido de cuatro metros de largo y cuatro de alto, situando la colmena en el exterior de ella, para lograr el objetivo deseado que era realizar los cruces necesarios para lograr los híbridos de diferentes razas de abejas . Pero durante la vida de Mendel la teoría de Dzierzon no fue probada. Seguramente, lo que Mendel pretendía era probar la segregación de caracteres genéticos.
- No sabemos a ciencia cierta qué enfermedad aqueja a Charles Darwin, se ha propuesto que bien puede ser una enfermedad autoinmune, la enfermedad de Crohn que afecta al tracto gastrointestinal provocando su inflamación crónica y una serie de síntomas asociados como vómitos y diarreas. No está completamente descartado que en alguna de las etapas de la enfermedad de Crohn, ya sea en su desencadenamiento o más tarde de manera oportunista, intervenga de forma indirecta alguna bacteria, las sospechas se basan en que, pese al origen autoinmune de la enfermedad de Crohn, hay una enfermedad muy parecida en el ganado, la enfermedad de Johne, causada por Mycobacteium avium sbsp paratuberculosis , un pariente del bacillo de Koch.
- Emma Darwin ha compilado, incluso ayudada por su esposo que vemos ha anotado de su puño y letra la forma de hervir el arroz. A grandes rasgos en las recetas de la Señora Darwin abundan los procedimientos para evitar que los alimentos se echen a perder por hongos y bacterias; mermeladas, jaleas, encurtidos y salazones son procedimientos casi universales y conocidos desde antaño para prolongar la vida de frutas, verduras, carnes y pescado impidiendo que crezcan sobre ellos los microorganismos que los estropean. Un procedimiento poco frecuente que prescribe el recetario es el uso de alumbre (sulfato de aluminio) para una receta de salsa para pescado, posiblemente con similar propósito al que en otras mesas se consigue con el limón para encubrir un producto poco fresco.
- Menos atención se presta, en las recetas que apresuradamente leemos, al uso de microorganismos como modificadores de las propiedades de los alimentos. Aún así en la cocina de Down House se usan, como es previsible, productos como el vinagre, el vino y los licores que resultan de la acción de bacterias y levaduras sobre jugos azucarados de procedencia vegetal. El vinagre, como ha encontrado Msr. Pasteur en la vecina Francia, es el resultado del “picado” del vino por acción de bacterias como Acetobacter aceti , que utilizan el etanol como alimento y lo convierten en ácido acético. Este era un gran problema para el transporte y conservación del vino hasta que se descubrió que la acidificación se podía frenar en ausencia de oxígeno, a lo que ayuda embotellar el vino, o bien eliminar las bacterias por el proceso de calentamiento a temperaturas moderadas inventado por el mismo Msr. Pasteur. Muy exótica es la utilización de la salsa de soja como condimento para preparar unos medallones de vaca. Muy usada en la cocina China, país donde se originó, la salsa de soja, que se importa al Reino Unido desde el siglo XVII, es un producto de la fermentación de la judía de soja con un moho, el Aspergillus oryzae .
- Charles Darwin's microscopes Charles Darwin (1809-1882) published On the Origin of Species in 1859. It made public his theory of evolution, which was at once controversial and hugely influential. Between formulating the theory and publishing his findings Darwin worked on barnacles, and completed an entire classification of the species; this work involved large amounts of microscopy, and was related to his theory of evolution. Image 1 An aquatic microscope very similar to that which Darwin took on the Beagle voyage. Made by Robert Banks; circa 1825 Image © the Whipple Museum (Wh.0244). Image 2 Charles Darwin's achromatic microscope, made by James Smith XR in 1846. Darwin used the microscope to work on barnacles and plants. Image © the Whipple Museum (Wh.3788). Gifts and voyages Charles Darwin XR was given his first microscope anonymously when he was an undergraduate at Christ's College, Cambridge. The donor later turned out to be a friend, John Maurice Herbert, and the gift was a good one: Darwin was enthralled by the possibilities that it offered. One of the most important aspects of Darwin's intellectual development was the famous Beagle voyage, G a circumnavigation of the globe. On December 27th 1831 he set out on board the Beagle. The voyage allowed Darwin to pursue his interests in geology, botany, anthropology, and biology. He took a small low-power microscope on the voyage (Image 1) , and made many observations.
- Barnacles and evolution In 1846 Darwin started to sort through the some of the left over samples that he had collected on the voyage. Amongst these samples were some unusual barnacles, and, like many of his contemporary natural historians, he decided to work on the classification of a whole species. Darwin had become interested in invertebrates whilst at Edinburgh in the 1820s. He had already largely formulated his evolutionary theory before he set to work on the barnacles, and his theory informed his understanding of the species. However, the relationship between theory and experiment was complex. Darwin's study of barnacles was not only informed by his theory, but also helped to verify it. The barnacles demonstrated some of the traits Darwin had predicted: the loss of useless organs, and the transformation in function of organs which are structurally similar. Many of the anatomical variations that divide the sub-species of cirripedia can only be observed under a high power microscope, and so, with the advice of his microscopist friends in mind, Darwin decided to buy a large compound microscope. He bought the microscope, which is now in the collections of the Whipple Museum, for £34 in 1847 (Image 2) . In a letter of May 10th 1848 he wrote: "I have purchased a 1/8" object glass, & it is grand. - I have been getting on well with my beloved cirripedia, & get more skilfull in dissection." Darwin as a microscopist The 1/8" object glass was an impressive lens, even by modern standards. It allowed Darwin to achieve a maximum magnification of over 1300 times. The resolution and image quality at this magnification would have been poor, however, and from the measurements he made it can be estimated that Darwin carried out most of his high-power work at magnifications up to about 850 times. Darwin had strict ideas about the use of the microscope. He thought that using high powers without using low powers was "injurous to natural philosophy". Whilst this does not necessarily mean that he lacked faith in higher power microscopes, it does show that he was aware of the mistakes that could be made by examining objects without the visual frame of reference provided by low powers. This shows Darwin to be a skilled and sophisticated microscopist. In combination with his renowned talent for slide preparation, Darwin can be understood as a more practical man of science, using instruments and undertaking important experiments. He owned and used microscopes and was fascinated by both their working and what they revealed of the natural world.
- The expression of the emotions in man and animals. London: John Murray, 1872. First edition, second issue. Many years before, in the Plinian Society in Edinburgh, Darwin had heard his radical friend Browne attack Charles Bell's pious study, The anatomy and physiology of expression , which claimed that humans had were unique in their capacity for expressing their feelings through facial muscles. This sledgehammer of a book refutes the old natural-theological position, not only through argument, but by its inclusion of expensive foldout heliotype illustrations. It led to a new field of study, ethology, and was also influential with psychologists.
- Darwin published The Expression of the Emotions in Man and Animals thirteen years after The Origins of Species . His aim here is to study the involuntary signs of emotions (such as anger, fear, or grief) in human beings and in animals. The volume starts with muscular and biological considerations that apply to both human beings and animals. Darwin goes on to study animals’ expressions of emotions, as can be seen on these two images of dogs. Dogs and cats, being domestic animals, are the principal subjects of his investigation, but later on in the book Darwin also writes about monkeys. The expression of grief shown here (plate II p. 181) has a tremendous importance for Darwin’s theory: his argument is that such expressions of suffering (sadness, grief, melancholy) are human versions of an anterior animalistic cry that has evolved across the ages. The baby’s screams are similar to that anterior state. In adults, signs of melancholy are not to be found in such screams, but in “oblique eyebrows” and “depressed corners of the mouth.” We can understand how it is, that as soon as some melancholy state passes through the brain, there occurs a just perceptible drawing down of the corners of the mouth, or a slight raising up of the inner ends of the eyebrows, or both movements combined, and immediately afterwards a slight suffusion of tears. (…) The above actions may be considered as vestiges of the screaming fits, which are so frequent and prolonged during infancy. — Darwin, Charles, 1809-1882. The expression of the emotions in man and animals ; with photographic and other illustrations. London: John Murray, 1872
- Semiotics , also called semiotic studies or semiology , is the study of sign processes (semiosis), or signification and communication, signs and symbols , both individually and grouped into sign systems. It includes the study of how meaning is constructed and understood . One of the attempts to formalize the field was most notably led by the Vienna Circle and presented in their International Encyclopedia of Unified Science , in which the authors agreed on breaking out the field, which they called "semiotic", into three branches: Semantics : Relation between signs and the things they refer to, their denotata . Syntactics : Relation of signs to each other in formal structures. Pragmatics : Relation of signs to their impacts on those who use them. (Also known as General Semantics ) These branches are clearly inspired by Charles W. Morris , especially his Writings on the general theory of signs (The Hague, The Netherlands, Mouton, 1971, orig. 1938). La semiótica se define como el estudio de los signos, su estructura y la relación entre el significante y el concepto de significado . Un signo lingüístico (del griego σημεῖον, semeîon «signo») es una realidad perceptible que remite a otra que no esta presente ( referente ); es la materia prima del pensamiento y por lo tanto de la comunicación .
- Epigenética
- The development of the adaptive immune system as it is known in vertebrates relies on the highly coordinated program of cell differentiation achieved by such multicell organisms during their embryonic development, as well as during their functional physiology. This paper discusses the acquisition of an immune response by means of cell function specialization (recognizers, presenters, killers) in the light of biosemiosis. In particular, it will be argued that self/nonself differentiation rises in multicell organisms by a switch of organic codes and operating logic. In fact, double-stranded RNA molecules that induce a highly specific and selective mRNA degradation in non-vertebrates bring about an ubiquitary silencing of transcription and translation in differentiated vertebrate cells. This last response requires elements which are common to cell immunity, the so called interferon response machinery which is responsible by preserving cell genomes from mobile DNA fragments often generated during viral infection. This particular phenomenon will be extensively discussed to show the general point of how a major evolutionary change - invertebrates to vertebrates, in this particular case – requires the development and fixation of new organic codes. The pattern of embryonic and functional cell differentiation achieved by vertebrates’ immune system will only be possible whenever, in evolution, cells are able to discriminate, recognize and integrate signs. We propose that the performance of these increasingly complex skills by cells is the hallmark of different levels of stabilization for living systems, the levels of CELL/SELF/SENSE. The way double-stranded RNA is dealt with by each of the levels proposed will be analyzed as a case study of a broader phenomenon: the contextual meaning of molecular signs as fixed by the combination of natural convention and natural selection as component mechanisms of the evolutionary process
- The ability of Vibrio fischeri cells to produce bioluminescence results from the expression of the lux operon. The lux operon is a 9 kb fragment that consists of genes that code for the subunits of luciferase (luxAB) and for enzymes (luxCDE) that convert compounds to oxidizable substrates. This 9 kb fragment includes all that is necessary to carry out the functions of luminescence in other organisms such as E. coli. It has been found that expression of luminescence is dependent on cell density and thus light is not seen unless the bacteria are in high concentration, like in light emitting organs of fish and squid. This phenomenon is known as quorum sensing. The rationale behind quorum sensing has to do with the proteins encoded on the lux operon. The lux operon is actually set up like two differently transcribed operons. As mentioned before, luxA and luxB code for the subunits of the enzyme luciferase. LuxCDE codes for enzymes that convert fatty acids into aldehydes which are needed for the reaction to proceed. These genes, in addition to luxI and luxG, make up one operon. LuxI is at the head of this first operon and is responsible for the production of the autoinducer protein, homoserine lactone. This is the molecule that is involved in sensing the concentration of bacterium in a space. This protein can easily diffuse out of the cell, and if Vibrio fischeri were found floating freely in the ocean, as is sometimes seen, this auto inducer would diffuse out of the cell and float away. However, when in a restricted space, it is forced to react with the protein produced from the second operon, the regulator, luxR. This results in increasing the affinity of RNA polymerase to the promoter region of the first operon and eventually producing luminescence (Stevens AM, Greenberg EP). Luminescence is then used to measure the level of gene expression in an organism.
- Gracias al descubrimiento de este fenómeno, se consiguió limpiar la idea de que todas las células son independientes y trabajan como tales. En las células que usan este método, se forma una asociación positiva, ya que no se produce competencia intercelular, sino más bien una cooperación. Se conocen este tipo de comportamientos en la formación del cuerpo fructífero en Mixobacterias, donde al producirse el Factor A, y estar en alta concentración, las celulas se reunen formando una especie de pedúnculo con un esporofito al final, y sirve en condiciones no favorables para dispersar la colónia a otro ambiente. Se pueden diferenciar perfectamente las distintas fases de desplazamiento y formación del cuerpo fructífero en la imagen:
- In this piece of code, start_probability represents Alice's belief about which state the HMM is in when Bob first calls her (all she knows is that it tends to be rainy on average). The particular probability distribution used here is not the equilibrium one, which is (given the transition probabilities) actually approximately {'Rainy': 0.571, 'Sunny': 0.429}. The transition_probability represents the change of the weather in the underlying Markov chain. In this example, there is only a 30% chance that tomorrow will be sunny if today is rainy. The emission_probability represents how likely Bob is to perform a certain activity on each day. If it is rainy, there is a 50% chance that he is cleaning his apartment; if it is sunny, there is a 60% chance that he is outside for a walk.
- Imagínese que tiene un amigo que vive lejos y con quien habla a diario por teléfono acerca de lo que hizo durante el día. A su amigo le interesan tres actividades: caminar por la plaza, salir de compras y limpiar su departamento. Lo que su amigo hace depende exclusivamente del estado del tiempo en ese día. Usted no tiene información clara acerca del estado del tiempo donde su amigo vive, pero conoce tendencias generales. Basándose en lo que su amigo le dice que hizo en el día, usted intenta adivinar el estado del tiempo. Supóngase que el estado del tiempo se comporta como una cadena de Márkov discreta. Existen dos estados, "Lluvioso" y "Soleado", pero usted no los puede observar directamente, es decir, están ocultos . Existe también una cierta posibilidad de que su amigo haga una de sus actividades cada día, dependiendo del estado del tiempo: "caminar", "comprar" o "limpiar". Dado que su amigo le cuenta sus actividades del día, esas son las observaciones . El sistema completo es un modelo oculto de Márkov. Usted conoce las tendencias generales del tiempo en el área y lo que a su amigo le gusta hacer. En otras palabras, los parámetros del HMM son conocidos. Pueden escribirse usando el lenguaje de programación Python :