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sábado, 19 de octubre de 2019

1856: el cambio climático ya estaba allí


Circula por la red un recorte de un periódico neozelandés de 1912 con una noticia que pronosticaba que la quema de carbón puede provocar el calentamiento global. Aunque algunos se muestran escépticos sobre la veracidad de la noticia, el recorte es auténtico y coherente con la historia científica del cambio climático, cuyos orígenes se remontan a algunos experimentos pioneros de 1856.
Buceando en Internet, aparece el origen del asunto. El 11 de octubre de 2016, la página de Facebook Sustainable Business Network NZ publicó una fotografía de un recorte de la edición del 14 de agosto de 1912 de la Rodney and Otamatea Times, Waitemata and Kaipara Gazette que incluía un breve artículo titulado “Coal Consumption Affecting Climate” (El consumo de carbón afecta al clima):
«Los hornos del mundo están quemando actualmente alrededor de 2.000.000.000 [dos mil millones] de toneladas de carbón al año. Cuando se quema y se une al oxígeno, agrega alrededor de 7.000.000.000 [siete mil millones] de toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera cada año. Esto tiende a hacer del aire una cubierta más densa para la tierra y a elevar su temperatura. El efecto puede ser considerable en unos pocos siglos».
Que el artículo es auténtico está respaldado porque se puede encontrar en los archivos digitales de la Biblioteca Nacional de Nueva Zelanda. Además, para reforzar la veracidad de la misma, es que una noticia idéntica había aparecido en un periódico australiano un mes antes, en el número del 17 de julio de 1912 de The Braidwood Dispatch and Mining Journal, como puede verse en los archivos digitales de la Biblioteca Nacional de Australia.
Si se continúa buceando en la Red, se encontrará que el breve texto de esta noticia tiene su origen en la edición de marzo de 1912 de Popular Mechanics, donde apareció como un epígrafe de un artículo titulado "Remarkable Weather of 1911: The Effect of the Combustion of Coal on the Climate — What Scientists Predict for the Future” (Lo más notable del tiempo en 1911: El efecto de la combustión del carbón en el clima — Lo que los científicos predicen para el futuro).
Cuando se siguen algunos comentarios en las redes sociales, puede verse que no pocos lectores expresaron su escepticismo sobre la idea de que una comprensión tan clara de los mecanismos relacionados con los gases de efecto invernadero (GEI) existiera en 1912, o que en esos años alguien hubiera sugerido que los humanos podrían desempeñar un papel en la alteración de la composición de la atmósfera. Se equivocan. Esas noticias son consistentes con el registro histórico de los primeros experimentos sobre los GEI. Los primeros experimentos llevan la firma de una mujer.
Eunice Foote: la desconocida pionera
Según se enseña en las facultades de Ciencias de todo el mundo, el físico irlandés John Tyndall, que dio a conocer sus investigaciones en una serie de publicaciones a partir de 1859, fue el primero en descubrir que moléculas de gases como el dióxido de carbono, el metano y el vapor de agua (a los que hoy llamamos GEI) bloquean la radiación infrarroja. Por ello, se le considera como el primero en predecir los impactos que provocarían en el clima pequeños cambios en la composición atmosférica de esos gases.
Sin menoscabo de las investigaciones de Tyndall, ni las posteriores del premio Nobel sueco Steven Arrhenius, los investigadores modernos pasan por alto el trabajo de Eunice Foote, que realizó sus experimentos en 1856, tres años antes de que Tyndall presentara los resultados de su investigación, y cuarenta antes de que Arrhenius presentara los suyos.
La mañana del 23 de agosto de 1856, cientos de científicos, inventores y diletantes se reunieron en Albany, Nueva York, para la Octava Reunión Anual de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS), que iba a ser la más nutrida en participantes hasta ese momento. Las conferencias anuales de la AAAS reunían a científicos estadounidenses para compartir nuevos descubrimientos, discutir avances en sus respectivos campos y explorar nuevas áreas de investigación. Sin embargo, en aquella reunión no se presentaron informes de calidad, salvo por una notable excepción cuya importancia científica pasó desapercibida hasta que, en 2010, fue reivindicada por Raymond P. Sorenson.
El informe en cuestión llevaba por título Circumstances Affecting the Heat of Sun’s Rays y su autora era, para sorpresa de todos, una mujer, Eunice N. Foote. Como en esos tiempos no se permitía que las mujeres presentaran informes a la AAAS, Joseph Henry, un eminente profesor de la Smithsonian Institution, presentó el trabajo de investigación. En noviembre de 1856 se publicó una breve página y media en la revista de la AAAS American Journal of Art and Science.
El experimento pionero de Foote era ingeniosamente casero. Usando cuatro termómetros, dos cilindros de vidrio y una bomba de vacío, aisló los gases componentes de la atmósfera y los expuso a los rayos del sol, tanto a la luz solar directa como a la sombra. Al medir los cambios de sus temperaturas, descubrió que el CO2 y el vapor de agua absorbían calor suficiente como para que esta absorción pudiera afectar el clima: «Una atmósfera de [CO2] le daría a nuestra Tierra una temperatura alta; y si, como algunos suponen, en un período de su historia, el aire se había mezclado con él en una proporción mayor que en la actualidad, […] de ello debió de resultar una temperatura necesariamente mayor». En esos momentos, Foote estaba años por delante de la ciencia de su tiempo. Lo que describió y teorizó fue el calentamiento gradual de la atmósfera de la Tierra, lo que hoy llamamos el efecto invernadero.
John Tyndall
Eunice Foote presentó sus resultados tres años antes de que lo hiciera John Tyndall, cuyos experimentos más sofisticados demostraron de manera concluyente que el efecto invernadero proviene del vapor de agua y otros gases como el CO2 que absorben y emiten energía infrarroja térmica.
Tyndall presentó los resultados de sus experimentos en un informe a la Royal Society de Londres en 1859. Aunque en ese primer documento no proporcionó resultados cuantitativos ni especificó qué gases habían sido objeto de su investigación, escribió que «los diferentes gases interceptan el calor radiante en diferentes grados». En un esfuerzo por reivindicar la prioridad de su trabajo, Tyndall escribió: «Con la excepción de las célebres memorias de M. Pouillet sobre la radiación solar a través de la atmósfera, hasta donde yo sé nada se ha publicado sobre la transmisión de calor radiante a través de cuerpos gaseosos. Ni siquiera sabemos nada del efecto del aire sobre el calor irradiado de fuentes terrestres».
En un artículo de 1861, Tyndall proporcionó análisis cuantitativos que indicaban que, en comparación con el oxígeno y el nitrógeno, componentes mayoritarios de la atmósfera, otros gases como el CO2, el vapor de agua y el metano eran unos absorbentes extremadamente eficientes de la energía radiante. También especuló que los cambios en la concentración de esos gases podrían tener impacto en el clima. Fleming (1998) ha estudiado en profundidad las numerosas publicaciones de Tyndall sobre el calor y otros temas relacionados con el cambio climático.
Svante Arrhenius
El primero en usar el término "gases de efecto invernadero" fue el científico sueco Svante Arrhenius (premio Nobel de Química en 1903 por sus trabajos en electrolisis). En un artículo publicado en 1896 en la revista Philosophical magazine and Journal Science presentó un cálculo en el que demostraba que la Tierra era mucho más cálida gracias a que algunos gases atmosféricos atrapan energía calorífica. Calculó el coeficiente de absorción del CO2 y del agua y el calor total que absorbería la atmósfera terrestre para diferentes concentraciones de CO2, así como los cambios correspondientes de temperatura.
Tras decenas de miles de cálculos a mano, predijo un aumento de entre 5 y 6 grados centígrados de temperatura para una concentración doble de CO2. Las estimaciones actuales están entre 1,5 y 4,5 grados centígrados. Por tanto, a finales del XIX, Arrhenius comprendió que los seres humanos tenían el potencial de desempeñar un papel significativo en el cambio de la concentración de al menos uno de esos gases, el CO2 (llamado ácido carbónico en aquel tiempo):
«La producción actual de carbón en el mundo alcanza en números redondos 500 millones de toneladas al año, o una tonelada por kilómetro de superficie terrestre. Transformada en ácido carbónico, esa cantidad correspondería aproximadamente a una milésima parte del ácido carbónico atmosférico».
Aunque en ese artículo no decía explícitamente que la actividad humana podría calentar el planeta, Arrhenius presentaría ese argumento en trabajos posteriores. Es precio subrayar que aunque Arrhenius no escribió explícitamente que la quema de combustibles fósiles podría causar el calentamiento global, su artículo indica que era consciente del potencial de los combustibles fósiles como fuente importante de CO2. Arrhenius no pudo prever el aumento enorme en el consumo de combustibles fósiles debido a la invención y el uso generalizado de los automóviles, trenes, barcos, aviones y otros medios de transporte automotriz. Tampoco pudo imaginarse las mejoras sustanciales en el saneamiento y la salud pública que llevaron a la explosión demográfica del siglo XX.
En un homenaje que se ofreció a Arrhenius en 2008, publicado por la Real Academia Sueca de Ciencias de la Ingeniería, puede leerse que sus ideas sobre el carbón y el clima eran muy conocidas en su época, pero cayeron en desgracia después de su muerte en 1927:
«Aunque la predicción [del calentamiento] de Arrhenius recibió un gran interés público, este, como ocurre siempre, disminuyó en el tiempo, pero fue recuperado como un importante mecanismo global por el gran físico atmosférico Carl Gustaf Rossby, que inició mediciones atmosféricas del CO2 en Suecia en la década de 1950».
Mi búsqueda en Internet me ha llevado a otra publicación de 1882 en Nature que habla del "óxido carbónico" (otro de los nombres que recibía el CO2) y sus efectos en la atmósfera, en el que se alude a una comunicación anterior sobre el tema que no se especifica, pero en la que se pronosticaba apocalípticamente que, de seguir las cosas como estaban, toda vida animal cesaría en 1900.
Afortunadamente el pronóstico no se cumplió, pero esos textos ponen de manifiesto que el tema del calentamiento global eran ya objeto de atención pública hace más de un siglo. Cada vez que salen a la luz nos recuerdan algo de lo que muchos probablemente no son conscientes: La del cambio climático es una ciencia compleja en constante evolución. 
Mes a mes, semana tras semana, día tras día, los cálculos, los modelos y la comprensión matizada de cómo la atmósfera interactúa con la Tierra y cómo influimos en ella son cada vez más precisos. Sin embargo, los hechos básicos no han cambiado. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

viernes, 18 de octubre de 2019

Un extraño alienígena en el zoo de París


El zoológico de París acaba de inaugurar un terrario cálido y húmedo en el que vive un organismo extraordinario, Physarum polycephalum, que no es animal, ni planta ni hongo, aunque en los países anglosajones se le llame slime mold, “moho baboso” o “moho mucilaginoso”. Este extraño organismo carece de cerebro pero es capaz de aprender.
En 1958 Steve Mcqueen debutó en el cine en The blob (La mancha), una película de terror de serie B, en la que una forma de vida alienígena viscosa y amorfa cae sobre una ciudad de Pennsylvania y devora todo a su paso. Blob es precisamente el nombre que le ha dado el personal del zoológico al nuevo organimo, que ha venido a unirse a las más de 180 especies “normales” en un zoo: rinocerontes, cebras, jirafas, pingüinos, tucanes, tortugas y similares.
Physarum polycephalum, una criatura extraña que ha sorprendido y desconcertado a los científicos durante décadas, pertenece a un grupo de organismos, los mixomycetes que, a pesar de su nombre (mycete, viene del griego mycos, hongo), no son hongos. Tampoco son plantas, puesto que carecen de dos de los atributos que caracterizan a estas, a saber, paredes celulares compuestas de celulosa y capacidad fotosintética. Dado que se alimentan por digestión de presas como hacen los animales, algunos expertos los han clasificado como Mycetozoa, es decir, “hongos animales”.
Como otros mixomycetes, P. polycephalum es un enigma biológico y una maravilla. Los mixomycetes adoptan tres formas distintas durante su vida (Figura). Al principio tienen forma de ameba unicelular (mixamebas) que se mueven mediante seudópodos o flagelos dependiendo principalmente de la cantidad de agua en el medio. Estas formas ameboides hacen que muchos taxónomos los incluyan junto a las verdaderas amebas en el phyllum Amoebozoa. Bajo ciertas condiciones ambientales que varían de una a otra especie, se transforman en plasmodios, grandes masas citoplasmáticas multinucleadas sin separación de membranas celulares, o en seudoplasmodios, constituidos por la agregación de amebas individuales.

Figura: Ciclo de vida de un mixomycete de la clase Myxogastrea. En la parte de arriba (con flechas en color rojo) se muestran las fases haploides. Las esporas dan lugar a mixamebas o bien a mixoflagelados si hay agua en el medio. Las mixamebas se reproducen por mitosis y bajo ciertas condiciones se pueden fusionar, actuando como gametos. En la parte de abajo (con flechas de color azul) se muestran las fases diploides. Una vez formado el zigoto, el núcleo celular se divide repetidamente dando lugar a un plasmodio. A partir de los plasmodios se forman los cuerpos fructíferos, que generan esporas, cerrando el ciclo. Modificada a partir de fuente. 

En la madurez, un plasmodio pequeño contiene varios cientos de núcleos; los plasmodios grandes contienen un número inimaginable de núcleos. Esta es la etapa visible más normal y la que les ha hecho merecedores del nombre de mohos mucilaginosos. En este estado es un organismo unicelular con millones de núcleos que se arrastra a lo largo de los suelos forestales en busca de bacterias, esporas de hongos y otros microbios. Puede detectar y digerir las presas, pero no tiene boca ni estómago. En el zoo de París, después de cultivar el organismo en placas Petri, alimentándolo con papilla de avena, los biólogos lo injertaron en corteza de árboles y lo expusieron en un terrario a temperatura controlada (pueden vivir a temperaturas entre 19 y 25 ºC, y con humedades entre el 80 y el 100%).
P. polycephalum puede adoptar forma de plasmodio ameboide, pero también puede extenderse formando filamentos delgados que parecen venas. Por último, desarrolla esporas en un cuerpo fructífero que es superficialmente similar a los esporocarpos de los verdaderos hongos.
Pero quizás lo más notable de P. polycephalum es que posee un tipo especial de inteligencia, aunque no tenga cerebro. Algunas investigaciones han demostrado, por ejemplo, que puede encontrar el camino más corto a través de un laberinto que tenga comida al principio y al final, lo que ha servido para utilizar su mecanismo de desplazamiento orientado en estudios sobre circuitos electrónicos y computacionales, y en el diseño de carreteras y de la ampliación del metro de Tokio. Al dejar un rastro mucus a su paso, P. polycephalum evita las áreas que ya ha visitado, lo que significa que posee un tipo de "memoria espacial externa”.
Un estudio de 2016 demostró que P. polycephalum podía aprender a evitar la quinina o la cafeína, dos repelentes conocidos para ese organismo. Según los autores de ese estudio «Muchos de los procesos que podríamos considerar características fundamentales del cerebro, como la integración sensorial, la toma de decisiones y el aprendizaje, se presentan en estos organismos no neuronales».
Sin estómago, pero capaz de digerir; sin cerebro, pero capaz de aprender ¿Quién da más? © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

jueves, 17 de octubre de 2019

Equinos con pijama de rayas


Las cebras son animales de piel oscura cuyo pelaje rayado tiene su origen en células especializadas de la epidermis, los melanocitos, que transfieren melanina a algunos de sus pelos: los que contienen melanina son negros y los que no la reciben blancos. Pero ¿por qué las cebras tienen rayas? Ese ha sido hasta ahora uno de los muchos misterios intrigantes de la naturaleza.
La función de las rayas de las cebras ha sido fuente de interés científico durante más de 150 años y ha generado varias hipótesis que han ido descartándose a medida que no podían aportarse pruebas a su favor. Se han presentado cuatro hipótesis principales: a) son un medio para reforzar los lazos sociales, lo que no explica por qué las cebras y solo las cebras presentan un patrón de pelaje tan peculiar entre la variada fauna salvaje de las sabanas africanas, y tampoco por qué los patrones de asociación no son mayores en los equinos rayados que en los equinos sin rayas; b) las rayas son una defensa que funcionaría bien como camuflaje (cripsis) o bien confundiendo a los depredadores, una hipótesis que casa mal con hecho de que las cebras sean unas de las piezas más capturadas por hienas y leones; c) son un mecanismo de regulación térmica que favorece el enfriamiento corporal, una hipótesis que fue descartada gracias a un contundente experimento; y d) son una defensa contra los ectoparásitos, en particular frente a las picaduras de moscas y tábanos.
Existe un consenso cada vez mayor entre los biólogos de que la función principal de contrastar rayas blancas y negras en las tres especies de cebras es frustrar el ataque de tábanos, moscas de establo (Stomoxys calcitrans) y otros dípteros hematófagos. Cualquiera que se haya acercado a animales domésticos como asnos, caballos o vacas habrá observado la carga de dípteros de todo tipo que soportan estos animales. El coste económico para los ganaderos es muy importante. En Estados Unidos, donde se han llevado a cabo minuciosos estudios al respecto, las pérdidas económicas provocadas solo por las mordeduras de las moscas de establo, unos de lo dípteros más comunes en las explotaciones ganaderas de todo el mundo, superan los 2.000 millones de dólares anuales.
Aunque la hipótesis de la defensa frente a los ectoparásitos parece la más acertada, el mecanismo exacto por el cual las rayas evitan que las moscas hematófagas obtengan su ración de sangre no se conoce bien. Sobre este asunto también se han formulado algunas hipótesis, fundamentadas en que, como resultado de una mala interpretación óptica, las moscas pueden no detectar una cebra desde la distancia o de cerca. Esas hipótesis son difíciles de comprobar por tres razones. En primer lugar, porque, como hacen sus parientes los mosquitos, las moscas localizan a sus víctimas más por su olor corporal que por la vista; en segundo lugar, porque las cebras, por la cuenta que les trae, son unos animales muy esquivos que se prestan poco a experimentaciones de campo; esta última razón se complica todavía más si, como parece lógico, los experimentos deben basarse en la comparación con otros equinos no rayados.
Un campo de aterrizaje muy confuso
Para poder realizar un análisis comparado del comportamiento de equinos rayados y no rayados, un grupo internacional de investigadores se instaló en una granja en Gran Bretaña donde se crían caballos domésticos junto a cebras nacidas en cautiverio. Para descubrir cómo interactúan las moscas con los diferentes equinos, utilizando grabaciones de vídeo y tratamiento digital de imágenes, el equipo realizó observaciones de los animales estableciendo dos escenarios experimentales. En el primero de ellos se analizó el comportamiento de las moscas frente a los animales con su pelaje original; en el segundo escenario cubrieron a los caballos con tres tipos de gualdrapas.
Fig. 1. Ejemplos de trayectorias de los vuelos de tábanos alrededor de caballos domésticos (a-c) y de cebras (d-f). La línea roja indica la ruta de vuelo, los puntos rojos la posición a intervalos de una décima de segundo y las flechas rojas la dirección del vuelo. Las estrellas azules muestran puntos de contacto o de aterrizajes en el animal. Las flechas azules muestran la posición final de la aproximación y la posición inicial de las fases de despegue del vuelo. Estos marcadores están asociados con maniobras que muestran cambios tanto en la dirección como en la velocidad. Fuente.
El experimento inicial, cuyas conclusiones fueron publicadas este mismo año, incluyó tres cebras y nueve caballos con pelaje uniformemente blanco, negro, gris o pardo. Los investigadores observaron a los animales y los filmaron, registrando la cantidad de tábanos hematófagos que se cernían cerca de ellos. Comprobaron que las moscas se acercaban a las cebras y a los caballos a la misma velocidad, algo que no es sorprendente considerando que las moscas usan el olor para localizar a sus víctimas desde lejos. Pero una vez que las moscas se acercaban a las cebras, las rayas parecían interferir con su capacidad de afinar el aterrizaje sobre su prevista fuente de alimento (Figura 1).
Las moscas parecen comportarse como los pilotos de aviones, que primero se aproximan a tierra y luego, gracias a las señales aeroportuarias, comprueban si están en la pista adecuada para realizar un aterrizaje controlado. Las moscas se comportan como un piloto cauteloso: vuelan directamente hacia su presa y se acercan a ella, pero inmediatamente se desconciertan por la confusión que les genera un “campo de aterrizaje” listado. Ante la duda, levantan el vuelo.
Fig. 2. Número medio de impactos cada 30 minutos de tábanos: (a) tocando o (b) aterrizando en gualdrapas de diferentes telas, y (c) aterrizando en la cabeza desnuda de siete caballos. Como se puede observar, el número de impactos sobre las gualdrapas rayadas es muy pequeño, mientras que los impactos sobre cuellos y cabezas (desnudos en los tres casos) son idénticos. Modificada a partir de la figura original.
Para confirmar que el listado del pelaje era lo que estaba frustrando la precisión de las moscas, los investigadores cubrieron sucesivamente siete caballos con tres gualdrapas de tela: una blanca, una negra y una listada como las rayas de las cebras. Los resultados los tienen en la Figura 2. Los aterrizajes de las moscas fueron muchos menos en las gualdrapas rayadas en comparación con las blancas y negras. Pero el elegante atuendo listado no impidió que las moscas aterrizaran sin problemas sobre las cabezas descubiertas de los caballos. En otras palabras, para un caballo parece haber enormes beneficios de poseer un pelaje listado.
Y no solo para los equinos, porque otro grupo de investigadores japoneses acaba de demostrar que ponerse un pijama a rayas para evitar las picaduras de los dípteros también funciona en las vacas.
¿Por qué evolucionó el pelaje rayado?
Cualquier causa que reduzca el éxito reproductivo de una población en una proporción significativa ejerce una potencial presión evolutiva o presión selectiva. Si se produce suficiente presión, en una población pueden generalizarse los rasgos hereditarios que mitigan sus efectos, incluso los que podrían ser perjudiciales en otras circunstancias. Esa parece ser la causa del pelaje listado de las cebras africanas. En África, donde deambulan las cebras salvajes, abundan las moscas que pueden resultar letales para ellas. Los tabánidos transmiten enfermedades mortales para las cebras, como la tripanosomiasis, la anemia infecciosa equina, la peste equina africana y la gripe equina, y las cebras son particularmente susceptibles a la infección porque su piel relativamente delgada (mucho más que la de caballos burros y asnos) favorece que los ataques de las moscas la perforen con relativa facilidad.
El “pijama” a rayas es el rasgo hereditario que responde a la presión selectiva ejercida por los dípteros. Darwin y Wallace estarían encantados de haber conocido estos experimentos.

domingo, 6 de octubre de 2019

Malaria y mosquitos de altos vuelos

Cabeza de una hembra del mosquito Anopheles gambiae, una de las especies que transmiten el parásito de la malaria en África. Foto: London Natural History Museum.

La ciencia convencional ha sostenido hasta ahora que los vuelos de los mosquitos tienen un alcance limitado: vuelan cerca del suelo y normalmente viajan menos de cinco kilómetros durante su efímera vida. Una investigación cuyos resultados acaban de publicarse en Nature, ha demostrado que en el Sahel los mosquitos portadores de la malaria son transportados por los vientos a alturas de casi trescientos metros y pueden viajar cientos de kilómetros  en una sola noche.
La malaria o paludismo implica la infección cíclica de seres humanos y de hembras de mosquitos Anopheles. En los humanos, los parásitos (protozoos del género Plasmodium) crecen y se multiplican primero en las células hepáticas y luego en los glóbulos rojos. En la sangre, los parásitos crecen y se multiplican dentro de los glóbulos rojos y los destruyen, liberando parásitos hijos que continúan el ciclo invadiendo otros glóbulos rojos. Estos parásitos del estadio sanguíneo (los esporozoitos) son los que causan los síntomas de la malaria.
Cuando ciertas formas de parásitos sanguíneos (gametozoitos, masculinos y femeninos), que han penetrado en un mosquito Anopheles hembra mientras se alimenta de sangre humana, se aparean en el intestino del mosquito, se forma el cigoto y comienza un ciclo de crecimiento y multiplicación en el interior del insecto. Al cabo de 10-18 días, una forma del parásito llamada esporozoito migra a las glándulas salivales del mosquito. Cuando el Anopheles infectado se alimenta de la sangre en otro humano, la saliva anticoagulante se inyecta junto con los esporozoitos, que migran al hígado, comenzando así un nuevo ciclo. Por lo tanto, el mosquito infectado transporta la enfermedad de un ser humano a otro (actúa como "vector"), mientras que los seres humanos infectados transmiten el parásito al mosquito, A diferencia del hospedante humano, el mosquito vector no sufre daños por presencia de los parásitos.
Transmitida por cuatro especies de mosquitos (Anopheles gambiae, A. coluzzii, A. arabiensis y A. funestus), cada año se siguen produciendo en África más de medio millón de muertes por malaria, la mayoría en el Sahel, la región semidesértica situada al sur del desierto del Sahara. En las últimas dos décadas, los esfuerzos para controlar la plaga han reducido a la mitad el número de casos en todo el mundo, pero las tasas de la enfermedad siguen siendo elevadas en gran parte de África y su eliminación no se ha logrado ni siquiera en las zonas donde se ha conseguido su máximo control.
Como todos los mosquitos, los Anopheles atraviesan cuatro fases: huevo, larva, pupa y adulto. Las primeras tres etapas, que duran entre 5 y 14 días, transcurren en medio acuático. Es en la etapa adulta, y sólo en el caso de las hembras, cuando el mosquito actúa de vector de la malaria.
Larva acuática de un mosquito Anopheles. Foto.https://bugguide.net/node/view/327588
Dado que las larvas de los mosquitos necesitan del agua estancada para desarrollarse, cabía esperar que durante la larga estación árida del Sahel los mosquitos vectores de la malaria perecieran. Sin embargo, los mosquitos reaparecen en grandes cantidades días después de las primeras lluvias. A pesar de que el tema se ha investigado a fondo durante más de un siglo, la pregunta de cómo sobreviven durante una estación seca de 3-6 meses estaba por responder, aunque algunas investigaciones habían sugerido que algunas especies de mosquitos Anopheles utilizan la migración a larga distancia.
Lo que la ciencia ha sostenido durante mucho tiempo es que los vuelos de los mosquitos tienen un alcance limitado: vuelan cerca del suelo y normalmente viajan menos de cinco kilómetros durante su efímera vida (una media de dos semanas). Una investigación cuyos resultados acaban de publicarse en Nature, ha demostrado que en el Sahel los mosquitos portadores de la malaria son transportados por los vientos a alturas de casi trescientos metros y pueden viajar cientos de kilómetros  en una sola noche.
Los investigadores que suscriben el artículo han estado estudiando la ecología de mosquitos en cuatro aldeas del centro de Malí durante diez años. En 2014, publicaron un estudio de dinámica poblacional que ya ofrecía pruebas consistentes de que al menos una especie de mosquito portador de la malaria (Anopheles gambiae) era un viajero de larga distancia que abandonaba el Sahel durante la estación seca. Animados por ese descubrimiento, salieron a cazar mosquitos utilizando globos de helio que sostenían redes verticales pegajosas entre 40 metros y 290 metros de altitud durante 617 noches entre 2013 y 2015. Capturaron 461.000 insectos, incluyendo 2.748 mosquitos, 235 de los cuales eran Anopheles. Un 80% de estos últimos eran hembras, un 90% de las cuales había ingerido sangre humana antes de viajar, lo que significa que podrían haber estado expuestas a los parásitos de la malaria.
La captura de mosquitos aumentó con la altitud a la que se situaban las redes, lo que sugiere que los insectos pueden migrar a altitudes superiores. Los científicos no estaban seguros de dónde procedían los mosquitos ni hasta dónde podrían haber viajado. Para saberlo, utilizaron herramientas de modelado meteorológico para calcular las posibles trayectorias del desplazamiento teniendo en cuenta la dirección y la velocidad del viento. El resultado fue asombroso: un mosquito podría viajar hasta 295 kilómetros en un solo viaje nocturno de nueve horas.
El volumen de las migraciones es masivo. Los investigadores estiman que cada año más de cincuenta millones de mosquitos capaces de transportar malaria atraviesan una línea imaginaria de 100 kilómetros perpendicular al viento predominante en la región. Aunque los investigadores colgaron las redes de marzo a noviembre, capturaron mosquitos sólo entre los meses de la temporada de lluvias entre julio y noviembre, con capturas máximas entre agosto y octubre.
Estos datos ofrecen la respuesta a la pregunta de cómo pueden persistir las poblaciones de mosquitos en el árido Sahel. Los investigadores dicen que el patrón estacional de los vientos a gran altitud podría transportar a los insectos desde los sitios más húmedos al sur, donde los mosquitos pueden vivir durante todo el año, y devolverlos a esos sitios durante la estación seca del Sahel, cuando los vientos predominantes soplan en dirección contraria.
El hallazgo ayuda a explicar por qué las poblaciones de mosquitos pueden aumentar tan repentina y misteriosamente en el Sahel, y también sirven para apoyar los esfuerzos por eliminar el paludismo de países o regiones enteros. Los viajes a larga distancia de los mosquitos pueden aumentar el riesgo de reintroducción del paludismo después de que se haya eliminado de un lugar determinado. Los vuelos de los mosquitos también podrían ayudar a la propagación de mosquitos resistentes a los insecticidas y de parásitos farmacorresistentes.
Por lo tanto, la eliminación del paludismo puede depender de si las fuentes de mosquitos migrantes pueden ser identificadas y controladas. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.