Re: FORO-CIENCIA

Una misma planta puede dificultar el crecimiento a unas especies y favorecer a otras


Una comunidad vegetal en ambiente semiárido. (Imagen: Francisco Pugnaire)


Un artículo del CSIC registra distintas actitudes en las especies, que varían en función del resto de la comunidad. El esparto, por ejemplo, dificulta el crecimiento del albardín pero favorece el de la siempreviva morada.
Las diferentes especies vegetales de una comunidad no se relacionan según una red jerárquica establecida en función de su capacidad competitiva, según demuestra una investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). El trabajo revela que una misma planta puede dificultar el crecimiento de una especie al tiempo que facilita el de otra.
La investigación, publicada en la revista PLoS ONE, analiza el comportamiento de 10 especies de plantas perennes en condiciones controladas durante un año. Se forzó el crecimiento de parejas de plantas de la misma especie y de distintas especies en estrecho contacto, solapando sus raíces.
La investigadora del CSIC en la Estación Experimental de Zonas Áridas, autora de la investigación, Cristina Armas explica: “Hasta ahora, se asumía que las comunidades vegetales en equilibrio se organizaban jerárquicamente, donde el más fuerte siempre compite y vence al débil”.
No obstante, el trabajo de Armas ha detectado casos como el del esparto (Stipa tenacissima) que ejerce un efecto muy negativo en el crecimiento del albardín (Lygeum spartum) mientras que estimula el de la siempreviva morada (Limonium insigne). El albardín, por su parte, compite consigo mismo pero también beneficia a la siempreviva morada. Según el investigador del CSIC y coautor del artículo, Francisco Pugnaire, “el artículo demuestra que el más fuerte no siempre gana y que las interacciones entre plantas dependen de la identidad de sus vecinas”.
Algunas especies siempre tienen un comportamiento similar, como la coscoja (Quercus coccifera), cuyo efecto siempre es negativo para el resto, y la retama (Retama sphaerocarpa), de efectos positivos. No obstante, Pugnaire añade: “La capacidad competitiva de una especie puede no ser absoluta, sino relativa”.
“La forma en que las distintas especies se relacionan entre sí determina el desarrollo de una especie en la comunidad y es clave para la coexistencia entre especies distintas”, explica Armas, y concluye: “Las especies más poderosas de la comunidad pueden llegar a facilitar el crecimiento de otras más débiles”. (Fuente: CSIC)

¿De qué está hecho el Universo?

Artículo de Julio Guerrieri, en el blog del espacio radiofónico El Tercer Planeta, que recomendamos por su interés.
¿De qué está hecho el Universo? Los antiguos griegos se preguntaban lo mismo hace 3.000 años.
Aristóteles suponía que todo estaba hecho a base de cuatro elementos fundamentales: Aire, Agua, Tierra y Fuego, y que de la combinación de ellos existía casi todo, pero se aventuró más y pensó en un quinto elemento ó quintaesencia para tratar de explicar temas ocultos.
Demócrito de Abbdera pensó en los átomos; partículas indivisibles que de acuerdo con sus formas y combinaciones formaban todo el Cosmos.

El artículo, del blog del espacio radiofónico El Tercer Planeta, junto con otros contenidos asociados al programa de esa semana, se puede leer aquí.

Clúster desvela cómo arrancan los aceleradores naturales de partículas


(Foto: ESA/AOES Medialab)


Los satélites Cluster de la ESA han descubierto que los aceleradores naturales de partículas son mucho más eficientes de lo que se pensaba. Por primera vez, se ha podido estudiar de cerca cómo arranca este proceso de aceleración en el Universo.
Todos los aceleradores de partículas necesitan un mecanismo de arranque. Por ejemplo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN utiliza una serie de pequeños aceleradores que ponen en movimiento a las partículas antes de inyectarlas en el gran anillo de 27 km, donde continúan acelerándose hasta alcanzar la velocidad necesaria para realizar los experimentos.
En el espacio, los campos magnéticos aceleran a las partículas en movimiento hasta alcanzar velocidades cercanas a la de la luz, dando lugar a los rayos cósmicos que cruzan el Universo. Sin embargo, no son muy eficaces a la hora de poner en movimiento partículas en reposo.
La misión Cluster de la ESA ha descubierto que los aceleradores naturales de partículas del Universo utilizan un proceso muy similar a la aceleración ‘escalonada’ del LHC.
El 9 de enero de 2005 los cuatro satélites que forman la misión Clúster cruzaron el arco de choque magnético que rodea a nuestro planeta. La formación se alineó con las líneas del campo magnético para estudiar de cerca lo que les sucede a los electrones en una escala de tiempo muy corta, del orden de los 250 milisegundos.
Los datos demuestran que la temperatura de los electrones aumenta bruscamente, estableciendo unas condiciones favorables para arrancar un proceso de aceleración a mayor escala.
Los científicos sospechaban que los arcos de choque podrían causar este efecto, pero no habían sido capaces de estimar el tamaño de las capas del arco ni de estudiar los detalles del proceso. Hasta ahora. 
Steven J. Schwartz y su equipo del Imperial College de Londres se basaron en los datos recogidos por Cluster para estimar el espesor del arco de choque. Este dato es fundamental ya que, cuanto más fino sea el arco, más fácil le resultará acelerar a las partículas. “Gracias a las observaciones de Cluster, descubrimos que el arco no podría ser más fino”, comenta Schwartz.
El concepto de ‘fino’ en este contexto hace referencia a unos 17 km de espesor. Los estudios anteriores no habían sido capaces de estimar el espesor de los arcos de choque magnéticos con una precisión mejor que 100 km.
Esta es la primera vez que se estudia con detalle la región donde comienza el proceso de aceleración de las partículas cósmicas.
Los resultados de esta investigación son de especial importancia porque los arcos de choque son un fenómeno que se produce por todo el Universo. Se generan siempre que un medio que fluye a gran velocidad se encuentra con un obstáculo o choca contra otro flujo.
Por ejemplo, un avión que vuela en régimen supersónico está chocando continuamente con la atmósfera, ya que el aire no tiene tiempo para apartarse de su camino. Las partículas se amontonan enfrente del avión formando una onda de choque que oímos como un estampido sónico.
En nuestro Sistema Solar, el Sol emite un flujo de partículas con carga eléctrica que se desplazan a gran velocidad. Cuando este viento solar se encuentra con el campo magnético de la Tierra, da lugar a un arco de choque permanente que conocemos como la Magnetopausa.
La misión Cluster ha sido fundamental para el estudio de esta región, y los resultados obtenidos en el entorno de nuestro planeta podrían extrapolarse a otras regiones del Universo. Los arcos de choque se pueden encontrar en el entorno de supernovas, de estrellas jóvenes, de los agujeros negros o incluso rodeando galaxias enteras. Se sospecha que podrían ser el origen de los rayos cósmicos de alta energía que surcan el cosmos.
Cluster ha demostrado que los arcos de choque de poco espesor podrían ser los responsables de poner en marcha el proceso de aceleración de partículas en estas regiones. Puede que no sea el único, pero sin duda es uno de los mecanismos de arranque de los aceleradores naturales de partículas.
“Estos resultados muestran el tamaño de la ‘caja negra’ que continúa ocultando los mecanismos responsables de la aceleración de las partículas en el Universo”, comenta Matt Taylor, Científico del Proyecto Cluster para la ESA.
“Una vez más, Cluster nos ha ayudado a comprender un fenómeno que ocurre en todo el Universo”. (Fuente:ESA)

Los humanos y el 96 por ciento de los vertebrados descendemos de un ancestro que tenía un sexto sentido


Este pez tiene un sexto sentido. (Foto: Jon Weinstein y Lance Grande, Field Museum of Natural History)


Aunque los humanos y muchos animales captamos el mundo a nuestro alrededor a través de cinco sentidos, los tiburones, peces espátula y algunos otros vertebrados acuáticos tienen otro sentido        ueden detectar campos eléctricos débiles en el agua, y usar esta información para detectar a sus presas, comunicarse y orientarse.
Ahora, en un nuevo estudio, que culmina más de 25 años de trabajo, se ha descubierto que la gran mayoría de los vertebrados, o sea unas 30.000 especies de animales terrestres (incluyendo a los humanos) y una cantidad parecida de peces con aletas radiadas, desciende de un ancestro común que tenía un sistema electrorreceptor bien desarrollado.
Este antepasado fue probablemente un pez depredador marino con buena vista, mandíbulas equipadas con dientes, y un sistema de línea lateral para detectar movimientos en el agua. Vivió hace unos 500 millones de años. La gran mayoría de las cerca de 65.000 especies vivas de vertebrados somos sus descendientes.
El equipo de Willy Bemis, profesor de ecología y biología evolutiva en la Universidad de Cornell, y la neurocientífica Melinda Modrell, de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, también ha encontrado evidencias del desarrollo de los órganos electrosensoriales justo al lado de la línea lateral, lo cual parece demostrar que estos dos sistemas sensoriales comparten una herencia evolutiva común.
En la investigación también han trabajado Glenn Northcutt, experto de renombre internacional en neuroanatomía de vertebrados, del Instituto Scripps de Oceanografía en Estados Unidos, y Claire Baker de la Universidad de Cambridge.

Los Tiranosaurios rex eran más pesados y crecían más rápido que lo asumido hasta ahora


El espécimen de Tiranosaurio rex conocido como Sue, del Museo Field, debió pesar más de nueve toneladas según el nuevo análisis. (Foto: Museo Field)


Aplicando tecnología de vanguardia y modelos informáticos para "pesar" cinco ejemplares de Tyrannosaurus rex, se ha descubierto que los dinosaurios de este tipo crecían más rápido y llegaban a pesar mucho más de lo estimado previamente.
Apartándose de métodos anteriores, el equipo de John R. Hutchinson (Royal Veterinary College en Londres) y Peter Makovicky (Museo Field de Historia Natural en Chicago) ha usado en el nuevo estudio esqueletos razonablemente completos y montados para generar estimaciones de masa corporal.
Los métodos anteriores para calcular la masa se basaban en modelos a escala, los cuales pueden amplificar errores, incluso minúsculos, hasta extremos problemáticos, o en extrapolaciones de animales vivos con cuerpos de morfología muy distinta a la de los dinosaurios. Los autores del nuevo estudio superaron estas limitaciones usando esqueletos reales como punto de partida para los cálculos.
El equipo usó escaneos láser 3D de los citados esqueletos como plantilla para generar modelos digitales, con tejidos blandos incorporados, a los que se les podía calcular su masa.
La reconstrucción digital en sección transversal se hizo usando como guía las relaciones de los tejidos blandos respecto al esqueleto en aves y cocodrilos. Luego, se superpuso una piel digital para complementar el volumen corporal, cuya masa fue calculada después de modelar y procesar espacios vacíos como los de los pulmones y el de la cavidad bucal.
Para poder valorar la incertidumbre inherente a estimar la cantidad de tejido blando que recubría el esqueleto de un animal extinto, se recurrió a modelar de manera individual secciones del cuerpo (por ejemplo, cabeza, cuello, torso, piernas, cola) en tres niveles de "carnosidad". El equipo de investigación combinó de diferentes modos las tres versiones de cada segmento del cuerpo para generar una amplia gama de modelos de todo el cuerpo con masas diferentes.
Estos modelos van desde el típico de un animal severamente desnutrido hasta el propio de uno excesivamente obeso.
Calcular las masas de esa gama de Tiranosaurios rex virtuales produjo algunas sorpresas interesantes. Por ejemplo, el Tiranosaurio rex parece que fue significativamente más pesado de lo que se creía hasta ahora. El espécimen conocido como Sue, del Museo Field, que es el esqueleto más grande y completo de Tiranosaurio rex conocido, debió pesar más de nueve toneladas. Eso es un aumento del 30 por ciento en el peso que anteriormente se le atribuía a este espécimen carismático.
En la investigación también han trabajado Vivian Allen del Royal Veterinary College y Karl T. Bates de la Universidad de Liverpool.

La agresión humana más antigua


(Foto: Universidad de Witwatersrand (EE UU))


Los seres humanos que vivían hace 126.000 años ya llegaban a las manos en sus discusiones. Esto parece revelar una investigación que ha encontrado una lesión en el cráneo de un ser humano de Asia Oriental de finales del Pleistoceno medio, conocido como Maba. Los expertos apuntan a que la marca de 14 milímetros la provocó una fuerte agresión intencionada.
Este nuevo hallazgo, que se publica en la edición de esta semana de Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), podría ser el ejemplo de agresión entre humanos más temprana que se ha documentado.
“Lo más probable es que la herida fuese causada por otro ser humano temprano atacándole en la cabeza con un objeto contundente. Maba resultó herido en una región del cráneo donde en la actualidad vemos comúnmente heridas de este tipo”, declara a SINC Lynne Schepartz investigadora de la Universidad de Witwatersrand (EE UU) y uno de los coautores del artículo.
“Una lesión accidental, como una caída, es posible. Pero si el individuo Maba se hubiera herido al caer, la posición de la lesión habría sido diferente, más hacia la parte posterior o en la frente”, responde la experta.
El cráneo estudiado estaba hundido debido a la potencia del impacto. En opinión de la antropóloga, “un golpe tan fuerte causaría pérdida de conciencia, conmoción cerebral, dolor de cabeza y náuseas, pérdida de memoria asociada con la conmoción cerebral...”.
“Para superar una lesión de esta gravedad habría sido necesario un tiempo de recuperación y la ayuda de los otros miembros del grupo social para obtener alimento, mantener la seguridad y el conocimiento sobre la región y sus recursos: las técnicas de caza, las plantas a utilizar, los peligros de ciertos animales, la ubicación de los materiales de herramientas de piedra…”, comenta Schepartz.
Según la investigadora, el estudio aporta más información acerca de "la capacidad de las primeras sociedades humanas para atender a los heridos llevándoles alimentos, cocinando para ellos o manteniéndoles abrigados y seguros mientras se recuperaban”.
Los científicos pudieron analizar y verificar que la herida se había curado gracias a una técnica “que muestra el interior del hueso sin dañar el fósil y que también permite ver los cambios en la lesión ósea y su curación a través de los cambios en la estructura ósea”, explica Schepartz. Para obtener esta información se valieron de un escáner de alta resolución y técnicas de microscopía estereoscópica.
Los restos del cráneo estudiado fueron hallados en una cueva en Lion Rock en Maba, población de la provincia china de Guangdong, en junio de 1958. Los encontraron agricultores a un metro de profundidad, gracias a la eliminación de los sedimentos de la cueva. (Fuente: SINC)

Detectan un posible gran lago de agua líquida en el satélite Europa


El "Gran Lago" de Europa. (Foto: Britney Schmidt/Dead Pixel VFX/Univ. of Texas at Austin)


En lo que constituye un hito dentro de la búsqueda de vida fuera de la Tierra, se ha descubierto bajo la gruesa corteza de hielo de una luna de Júpiter lo que, según todos los indicios, parece ser una gran masa de agua líquida, con un volumen parecido al de los Grandes Lagos de América del Norte.
Este gran lago subglacial podría representar un hábitat potencial para formas de vida alienígenas, y muchos más lagos como éste podrían existir en otras zonas del satélite, a no demasiada profundidad bajo el hielo, tal como indica la geofísica Britney Schmidt, del Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas en Austin, e integrante del equipo de investigación que ha hecho el hallazgo.
Otra característica que incrementa aún más el potencial de este lago como hábitat es que no está aislado por completo del exterior. El hielo que lo resguarda está distribuido en plataformas flotantes que están sujetas a procesos de fractura. Esto proporciona una vía para la transferencia de nutrientes entre la superficie y el interior del satélite, en el que se cree que, además de lagos, existe un vasto océano.
Aunque una corteza de hielo es útil para resguardar el agua líquida que repose bajo ella, si la aísla demasiado puede impedir la debida circulación de nutrientes y energía. Por eso, parte de la comunidad científica era un tanto reacia a considerar factible el potencial de esa luna para la vida. Con el nuevo hallazgo, las cosas cambian. Lo descubierto indica que aunque la corteza de hielo es gruesa, permite un proceso de circulación y mezcla lo bastante vigoroso como para dotar de nutrientes al océano y los lagos subglaciales. En definitiva, las posibilidades de vida en Europa son mayores de lo que se pensaba hasta ahora.
El equipo de Schmidt llevó a cabo un análisis detallado de datos, concentrándose en ciertas imágenes captadas por la sonda espacial Galileo, que muestran dos estructuras con desniveles y un tanto redondeadas, en un punto de la superficie de Europa. Basándose en los efectos de procesos similares observados en la Tierra (concretamente en plataformas de hielo y bajo glaciares que cubren volcanes), los investigadores desarrollaron un modelo de cuatro fases para explicar cómo se forman esos llamativos terrenos en la superficie del satélite. El modelo ha permitido resolver las aparentes contradicciones de observaciones previas, que indicaban a veces que la corteza de hielo es gruesa y en otras ocasiones sugerían que es delgada.
Los científicos están seguros de que su modelo es correcto, ya que todo lo observado hasta ahora, tanto en Europa como en la Tierra, concuerda con el mismo. De todas maneras, debido a que esos lagos deben estar a una profundidad de varios kilómetros bajo la superficie, la comprobación definitiva de su existencia será el sondeo in situ, mediante radares especiales y quizá una perforación, en una misión que envíe un vehículo de aterrizaje al astro. Una misión de esta clase se considera de alta prioridad en la comunidad científica, y de hecho ya está siendo estudiada por la NASA. En la Tierra, los radares especialmente preparados para detectar desde la superficie los rasgos principales de estructuras sepultadas a varios kilómetros bajo el hielo han dado buen resultado, por lo que podrían ser una opción factible y fiable para explorar de manera preliminar los secretos que esconde esa luna de Júpiter en su interior.
En la investigación también han trabajado Don Blankenship, del Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas en Austin, Wes Patterson del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, y Paul Schenk del Instituto Lunar y Planetario en Houston.

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Un barco ruso encuentra escombros del tsunami japonés donde los científicos predijeron


Tripulantes del Pallada izan una barca de prefectura de Fukushima. (Foto: Cortesía de la tripulación del Pallada)


Desde que el gran tsunami desatado el 11 de Marzo en Japón arrastró millones de toneladas de escombros al Pacífico, un equipo de científicos del Centro Internacional de Investigación del Pacífico, adscrito a la Universidad de Hawái en Manoa, ha estado tratando de seguir la trayectoria de estos restos, los cuales pueden constituir una amenaza para barcos pequeños y causar problemas en costas.
Durante casi medio año, el equipo del investigador Nikolai Maximenko y el programador informático Jan Hafner sólo pudieron contar con su novedoso, pero no comprobado, modelo digital de las corrientes, para especular a dónde podrían ir a parar los escombros. Ahora, se ha producido un valioso avistamiento de los escombros en la zona que había predicho el modelo.
Estos lúgubres escombros son el producto de las casas, automóviles, y estructuras diversas, así como su contenido, que fueron arrojados al mar como consecuencia del devastador tsunami que destruyó pueblos costeros enteros el pasado 11 de Marzo, tras el terremoto japonés de magnitud 9,0.
Atendiendo a los mapas generados por el modelo de Maximenko y Hafner, la tripulación del velero ruso de entrenamiento STS Pallada encontró una serie de escombros inconfundibles del tsunami en su viaje de regreso de Honolulu a Vladivostok. Poco después de rebasar las islas Midway, el Pallada divisó una cantidad sorprendente de objetos flotantes, incluyendo una barca pesquera y diversos enseres domésticos.
A la llegada del barco a tierra firme, en el puerto de Vladivostok, la oficial de información y educación, Natalia Borodina, ha podido enviar las fotografías.
Conociendo la ubicación real y exacta de algunos de los escombros, que ahora están muy dispersos, los científicos pueden hacer estimaciones más precisas sobre cuándo los escombros podrían llegar al Monumento Nacional Marino de Papahanaumokuakea. Se ha pronosticado que los primeros escombros tocarán tierra en las Islas Midway este invierno. La masa de restos que no quede varada en Midway continuará hacia las principales islas del archipiélago hawaiano, que recibirán escombros dentro de un año y medio aproximadamente.
Dentro de unos dos años y medio, el penacho de restos alcanzará la costa oeste de Norteamérica, descargando escombros en las playas californianas, en las de la Columbia Británica (Canadá), en Alaska, y en Baja California.
En su triste itinerario, los restos alcanzarán la famosa Gran Mancha de Basura del Pacífico Norte, un lugar al que, por un curioso efecto de las corrientes marinas, se concentran muchos restos flotantes. Allí los escombros del tsunami se fragmentarán en pedazos cada vez más pequeños.
En unos cuatro años y medio, a las costas de Hawái llegará otra mancha de restos, más abundante y duradera que la primera.
Gran parte de los escombros que abandonan la Gran Mancha de Basura del Pacífico Norte termina en los arrecifes y playas de Hawái.
Estas predicciones obtenidas con el modelo ayudarán a guiar las labores de limpieza y las operaciones de rastreo.
El rastreo de restos será importante para determinar lo que pasa con cada clase de materiales de los escombros del tsunami; por ejemplo, cómo cambia la composición del penacho de restos con el paso del tiempo, y cómo los vientos y las corrientes separan los objetos flotantes de tipos diversos.