Autor Tema: FORO-CIENCIA (Leído 874426 veces)

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Planetas cuyo año dura menos que un día terrestre

ASTRONOMÍA

Recreación artística de Kepler 78b junto a su estrella. (Imagen: Cristina Sanchis Ojeda)

Mientras que la Tierra tarda poco más de 365 días en dar una vuelta a nuestro Sol, un planeta situado a unos 700 años-luz de nosotros da una vuelta entera a su estrella en unas 8 horas y media, el tiempo aproximado de una jornada de trabajo, o de una buena noche de sueño.
Este planeta, descubierto por científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, tiene un tamaño similar al de la Tierra y se llama Kepler 78b. Su periodo orbital tan breve (uno de los más breves detectados hasta la fecha) implica obviamente una gran cercanía a la estrella en torno a la cual gira. El radio orbital del planeta es de apenas unas tres veces el radio de su estrella, y los científicos han estimado que las temperaturas en su superficie pueden superar los 2.700 grados centígrados (unos 5.000 grados Fahrenheit). En un ambiente tan abrasador, la capa superior del planeta probablemente esté derretida por completo, creando un enorme océano de lava.
Lo más meritorio del estudio sobre este planeta es que los científicos fueron capaces de detectar la luz emitida por éste. Es la primera vez que se logra hacer esto con un exoplaneta tan pequeño como Kepler 78b. Esta luz, si se capta con más detalle mediante telescopios más potentes, podría dar a los científicos información detallada sobre la composición de la superficie del planeta y sus propiedades reflectantes.
Kepler 78b está tan cerca de su estrella que los científicos esperan poder medir su influencia gravitacional sobre ella. Esa información se podría usar para medir la masa del planeta, lo que haría que Kepler 78b se convirtiera en el primer exoplaneta de tamaño similar de la Tierra cuya masa es conocida con suficiente certeza.
Pero por si 8 horas y media no parece un periodo orbital lo bastante breve de un planeta alrededor de su estrella, en un estudio separado, miembros de ese mismo grupo, junto con otros investigadores del MIT y otras instituciones, observaron a KOI 1843.03, un exoplaneta no conocido hasta entonces que tiene un período orbital aún más corto: tan sólo 4 horas y 15 minutos. El grupo, dirigido por el físico Saul Rappaport, determinó que para que el planeta mantenga una órbita tan cercana alrededor de su estrella, tendría que ser increíblemente denso, compuesto casi por completo de hierro, porque de lo contrario las enormes fuerzas de marea de su estrella lo despedazarían.

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El resultado de una interacción inesperada entre bacterias y corrientes oceánicas

OCEANOGRAFÍA

El área púrpura del gráfico señala las aguas oceánicas que contienen menos de un 10 por ciento de oxígeno. En tono azul claro se muestra la zona desprovista de oxígeno en el litoral de Perú y Chile, donde las bacterias producen grandes cantidades de nitrógeno. La flecha negra señala la corriente marítima que transporta a las bacterias. (Ilustración: Bo Thamdrup / SDU)

Por primera vez se ha demostrado la existencia de una intrigante interacción entre las corrientes oceánicas y las bacterias. Esta interacción conlleva a la producción de inmensas cantidades de nitrógeno en el Océano Pacífico. Eso ocurre en una de las masas de agua desprovista de oxígeno más grandes del mundo, y por si fuera poco, estas zonas se están extendiendo. Este hecho podría debilitar la capacidad del océano para absorber dióxido de carbono (CO2).
Tres lugares en el mundo albergan grandes masas de agua esencialmente desprovista de oxígeno. Uno de ellos, el mayor, está en el Océano Pacífico, frente al litoral de Perú y Chile, otra de estas zonas está al norte del ecuador, frente a la costa de México y Guatemala, y el tercer lugar está en el Mar de Arabia. Las tres zonas sin oxígeno (anóxicas) son como lagos submarinos, sin apenas contacto con el agua de mar a su alrededor. Ningún animal puede vivir en estas zonas. Sólo las pueden habitar bacterias que no necesiten oxígeno. Las zonas, bastante merecedoras del adjetivo de "muertas", están ubicadas a una profundidad de entre 100 y 500 metros bajo la superficie marítima.
En ellas, los microbios producen nitrógeno, gas que constituye casi el 80 por ciento de la atmósfera de la Tierra.
El equipo de Loreto De Brabandere y Bo Thamdrup del Centro Nórdico de Estudios de la Evolución de la Tierra en la Universidad del Sur de Dinamarca, y sus colegas de la Universidad de Concepción en Chile, la Universidad de Aarhus en Dinamarca y el Acuario de la Bahía de Monterrey (MBARI), en Estados Unidos, han descubierto la razón exacta de por qué se produce nitrógeno en tan grandes cantidades en la mayor de las tres zonas citadas, la que está ubicada frente al litoral de Chile y Perú.
El nitrógeno gaseoso se produce por la presencia estable de grandes poblaciones de bacterias que cuando se alimentan generan este gas en enormes cantidades. Las bacterias fluyen con una corriente oceánica que proviene del ecuador y se dirige al polo Sur. En su camino, las bacterias libran al agua de amoníaco, sustancia que éstas consumen y de la cual liberan el nitrógeno en la "zona muerta" investigada.
En el Pacífico occidental, frente a la costa de Nueva Zelanda, las pesadas aguas ricas en nutrientes se hunden y empiezan a fluir como una corriente submarina. Primero circulan hacia el ecuador, luego a largo de dicho paralelo, y entonces cambia de curso y se dirige al sur al aproximarse a las costas de Sudamérica. Durante este largo viaje, el oxígeno desaparece del agua, y en las proximidades de Perú y Chile ciertas bacterias hambrientas entran en acción.
Dichas bacterias en esta corriente oceánica procedente del ecuador obtienen la energía que necesitan para crecer al permitir que el nitrito reaccione con el amoníaco y libere el nitrógeno. Estas bacterias y su impacto en el ciclo global del nitrógeno fueron descubiertas hace sólo unos años.
Los científicos están sorprendidos de que sea este tipo de bacterias el responsable de la producción de nitrógeno en la gigantesca "zona muerta" del Océano Pacífico.
En las demás zonas, el equipo de investigación halló que la principal responsable de producir nitrógeno es otra clase de bacterias: Las de esta clase también producen nitrógeno, pero lo hacen a partir de nitratos y nitritos con ocasión de transformaciones químicas de materia orgánica, no a partir del amoníaco como hacen las bacterias del primer tipo. En la gran "zona muerta" del Océano Pacífico las bacterias del segundo tipo simplemente no consiguen suficiente alimento orgánico para generar nitrógeno, por lo que se ven sobrepasadas por las bacterias del primer tipo arrastradas por las aguas desde el ecuador. El resultado es que estas bacterias son las que generan casi todo el gas nitrógeno producido en la zona.

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Hacia los robots blandos hechos con geles acuosos

ROBÓTICA

Las "pinzas" hechas con el hidrogel especial pueden agarrar y soltar objetos. (Imágenes: Orlin Velev)

Una nueva técnica es capaz de crear dispositivos hechos en buena parte de hidrogeles y que pueden torcerse a voluntad, hasta el punto de poder ser utilizados como pinzas o dedos robóticos con los que coger, manipular y soltar objetos. La técnica promete impulsar de forma crucial el desarrollo de “robots blandos”. Entre las aplicaciones de estos robots, destacan las biomédicas; robots minúsculos de esta clase podrían realizar tareas importantes dentro del cuerpo humano.
El avance tecnológico conseguido por Michael Dickey, Orlin Velev, Etienne Palleau y Daniel Morales, de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, constituye un importante paso en el camino hacia robots blandos capaces de emular a sistemas biológicos y de trabajar en ambientes acuosos.
La nueva técnica se basa en el uso de hidrogeles, los cuales son geles con base acuosa compuestos por agua y un pequeño porcentaje de polímeros. Los hidrogeles son elásticos, translúcidos, y, en teoría, biocompatibles.
Los investigadores encontraron una manera de modificar secciones de un hidrogel eléctricamente, por medio del uso de un electrodo de cobre para inyectar iones de cobre con carga eléctrica positiva dentro del material. Esos iones se enlazan a puntos con cargas negativas en la red polimérica dentro del hidrogel. El resultado es, a grandes rasgos, que las moléculas de los polímeros se enlazan entre sí, haciendo más rígido al material. Los investigadores pueden seleccionar zonas específicas con los electrodos para crear una sección de material endurecido dentro del hidrogel. Dicha sección puede tener patrones de rigidez y maleabilidad muy específicos. Los patrones resultantes son estables durante meses en el agua.
Las uniones entre las moléculas de los biopolímeros y los iones de cobre también tiran de las cadenas moleculares, acercándolas, causando que el objeto hecho de hidrogel se doble. Y cuantos más iones de cobre se inyectan en el hidrogel al hacer pasar corriente a través de los electrodos, más se dobla el objeto hecho de hidrogel.
Los investigadores fueron capaces de aprovechar el incremento de la rigidez y la capacidad de doblarse en áreas específicas para hacer que un simple trozo de hidrogel, con la forma adecuada, sea capaz de abrirse y cerrarse como unas pinzas o dedos y gracias a ello pueda manipular objetos. Un ejemplo de esto lo constituye una pieza en forma de V, creada por los investigadores. Cuando se inyectan iones de cobre en la base de la V, la pieza hecha de hidrogel se flexiona cerrándose sobre un objeto como si la pieza fuese un par de pinzas blandas. Al inyectar iones en el lado de atrás de la pieza, esta se endereza, por lo que abandona su forma de pinzas cerradas y libera el objeto.
Una de las aplicaciones que la nueva técnica puede tener a corto plazo es administrar fármacos en puntos muy específicos del interior del cuerpo humano, lo que exige que un vehículo portador, en el caso ideal un robot blando, circule hasta el sitio exacto y allí libere su carga farmacológica. Otra aplicación potencial a corto plazo es la construcción de andamios para crecimiento celular en horizontal y en vertical. Tales andamios son comparables en su función básica a los usados para construir o reparar un edificio. Convenientemente distribuidas por el andamio, las células allí depositadas crecen, en función de los espacios disponibles, y así, como si de un molde se tratase, el andamio apropiado puede promover la regeneración de una masa de tejidos demasiado compleja como para que se regenere espontáneamente en la forma tridimensional óptima.

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Un nuevo test genético detecta 170 mutaciones recurrentes en población europea

BIOLOGÍA

Embrión humano tres días después de la fertilización. (Imagen: Wikipedia)

GenoClinics, una compañía biotecnológica creada en el entorno de la Universidad de Málaga (España) y dedicada al diagnóstico genético y la farmacogenética, ha desarrollado y lanzado al mercado GenoFiv40+3, una prueba orientada a reducir la probabilidad de trasmitir enfermedades de origen genético a los hijos.
Según explica la empresa, se trata de un test genético para la detección de mutaciones recurrentes en personas de origen caucásico y ascendencia europea. Permite analizar el ADN de los futuros padres y determinar si la persona porta alguna de las 170 mutaciones más comunes en la población española causantes de 43 enfermedades genéticas graves.
Además, el nuevo test estudia seis factores genéticos responsables de trombofilias hereditarias asociadas a abortos recurrentes, señalan estas fuentes.
A diferencia de la mayoría de los análisis que se ofrecen en la actualidad, es un análisis específicamente diseñado sobre la población europea, con especial hincapié en la población española, para el estudio de portadores de enfermedades de origen genético. Por ello, "posee una mayor potencia de detección", añaden.
Los responsables del proyecto destacan que la mayoría de los análisis sustitutivos que ofrecen otras compañías se basan en el estudio de mutaciones y enfermedades de poblaciones heterogéneas, como es la estadounidense, en la que, además de ascendientes europeos, hay asiáticos, afroamericanos, hispanos, etc. También incluyen un elevado número de mutaciones limitadas a poblaciones muy reducidas con un alto grado de parentesco, como son los judíos Ashkenazi. "Eso implica que la potencia de detección de riesgo sobre la población de interés –en este caso la europea– se reduzca drásticamente".
El test de portadores GenoFIV está indicado para cualquier persona que esté planeando un embarazo, y puede beneficiar especialmente a donantes de óvulos y espermatozoides, mujeres en programas de reproducción in vitro, personas con antecedentes familiares con un trastorno genético, individuos con riesgo de trastornos genéticos específicos en función de raza o grupo étnico, o en general, cualquier persona que demande información adicional acerca de los riesgos de trasmitir enfermedades genéticas.
GenoFIV se denomina 40+3 porque incluye las tres pruebas convencionales que suelen realizarse en clínicas de fertilidad o reproducción asistida (cariotipo, X frágil y fibrosis quística), y además, se añaden al test para su análisis, unas 40 enfermedades hereditarias con una recurrencia alta en la población, indica la firma.
El panel de mutaciones estudiadas con el nuevo test corresponde a aquéllas con una mayor incidencia en la población europea. Aunque individualmente son de bajo porcentaje, colectivamente estas enfermedades representan más del 10% de las muertes pediátricas y un 80% de las mismas afectan a niños sin antecedentes familiares, concluye los responables.

Fuente: SINC

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Descubren la cámara funeraria de una sacerdotisa moche

ARQUEOLOGÍA

Cámara funeraria de una sacerdotisa moche descubierta. (Foto UCP)

El hallazgo en Perú consiste en una recámara de casi 30 metros cuadrados dividida en varias capas. La parte más elevada es ocupada por el individuo principal, quien llevaba un spondylus. Esta se encontraba en un féretro con placas de cobre y otras piezas de metal. En las otras capas se encuentran otras siete personas, entre ellos bebes y niños. También se ha encontrado piezas cerámicas, ollas y vasijas polícromas moche con influencia Wari, lo que indica que pertenece al periodo Moche Tardío B (entre los años 750 a 800 después de Cristo).
Las piezas serán registradas y modeladas en 3D por el equipo del programa arqueológico, luego se procesarán para su preservación. Durante el proceso de investigación vendrán a la universidad PUCP, para luego regresar al museo de sitio que se planea instalar en San José de Moro.
Las excavaciones se llevan a cabo desde 1991 donde intervienen arqueólogos, antropólogos físicos, arquitectos e ingenieros que se especializan en análisis de imágenes. También se emplean aeronaves no tripuladas para el registro y posterior modelado 3D del espacio. Anteriormente se han encontrado siete tumbas, en las cuales también se encuentran ofrendas y materiales de otras zonas, lo cual demostraría que los entierros de estas zonas corresponden a personas que provenían desde otras zonas y se trataría de personajes de élite.

Fuente UCP/DICYT

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Capturan por vez primera a un misterioso parásito exterminador de ostras

ZOOLOGÍA

A la izquierda, una ostra exhibiendo lesiones verdes causadas por la enfermedad de la Isla Denman. A la derecha, localización del parásito Mikrocytos mackini. (Imagen: UBC / Department of Fisheries and Oceans)

La dolencia conocida como Enfermedad de la Isla Denman, cuyos primeros casos se documentaron en 1960, está causada por el Mikrocytos mackini, un parásito que infecta principalmente a ostras del Océano Pacífico, causándoles lesiones de color verdoso y finalmente la muerte.
El Mikrocytos mackini ha eludido su captura por más de 50 años, ya que vive dentro de las células de ostra y ha resultado imposible hacerlo crecer en un laboratorio para así poder estudiarlo a fondo.
La situación ha cambiado ahora gracias al equipo de Patrick Keeling, de la Universidad de la Columbia Británica en Canadá, que ha conseguido atrapar parásitos de esta especie en ostras infectadas, aislarlos y analizar sus genes.
Entre otras cosas, el análisis indica que el Mikrocytos mackini es miembro de un grupo enigmático de amebas llamadas Rhizaria que fue descrito por vez primera hace pocos años.
Estos parásitos tienen un metabolismo extremadamente reducido. No son capaces de sobrevivir en ambientes con oxígeno, y sus mitocondrias (o maquinaria de suministro energético) no pueden producir energía, de modo que probablemente roban la mayoría de los compuestos que necesitan para sobrevivir de las ostras hospedadoras.
Si bien no es considerada una amenaza para la salud del Ser Humano, la enfermedad de la Isla Denman causa pérdidas serias en el sector alimentario de la ostra. Por tanto, todo avance en el conocimiento de la biología de estos parásitos, que pueda potencialmente ayudar a combatirlos, es buena.

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Gestión vía software en vez de por hardware para la memoria caché multinúcleo

COMPUTACIÓN

Ya es hora de que la memoria caché multinúcleo sea gestionada por software. (Ilustración: Christine Daniloff / MIT)

En los ordenadores actuales, transferir datos hacia y desde la memoria principal consume tanto tiempo y energía que los microprocesadores tienen bancos de memoria propios conocidos como "cachés", que son pequeños, operan a alta velocidad y son usados para almacenar los datos a los que se accede con mucha frecuencia.
Tradicionalmente, se ha administrado la memoria caché usando algoritmos muy simples cuya programación puede estar fijada en los chips.
Sin embargo, en el siglo XXI, para poder satisfacer a los consumidores en sus expectativas de ver aumentar constantemente la potencia de computación, los fabricantes de chips han tenido que comenzar a dotar a estos de cada vez más núcleos, o unidades de procesamiento.
Y a medida que esta cantidad crece, la administración de la memoria caché se vuelve mucho más complicada.
El equipo de Daniel Sánchez y Nathan Beckmann, del Departamento de Ingeniería Electrónica y Ciencias de la Computación del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, ha decidido que ya es hora de que la caché sea gestionada por software, y a tal fin ha desarrollado un nuevo sistema, llamado Jigsaw, que monitoriza los cómputos realizados por un chip multinúcleo y administra la memoria caché en concordancia con esos cómputos.
En experimentos que simularon la ejecución de cientos de aplicaciones en chips de 16 y 64 núcleos, Sánchez y Beckmann constataron que Jigsaw es capaz de acelerar la ejecución en un 18 por ciento como promedio, alcanzando mejoras de más del doble en algunos casos, y a la vez reducir el consumo de energía en hasta un 72 por ciento.

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Percibir con el tacto cosas microscópicas

INGENIERÍA

Poder tocar y sentir con el tacto las estructuras microscópicas que están debajo de la lente de un microscopio es una proeza científica que está comenzando a lograrse gracias a la imaginativa aplicación de una técnica especial. (Imagen: Recreación artística por Jorge Munnshe en NCYT de Amazings)

Palpar algo puede ayudarnos a hacernos una idea más clara de cómo es. Sin embargo, el tamaño siempre ha sido una barrera imposible de franquear. Pero, ¿y si mediante un microscopio y una técnica especial pudiéramos lograr tocar y sentir las estructuras microscópicas que están debajo de la lente?
En lo que constituye un logro que podría marcar el comienzo de una nueva era en la exploración del universo de lo microscópico, el equipo de Cécile Pacoret y Stéphane Régnier, del Instituto de Sistemas Inteligentes y Robótica, adscrito a la Universidad Pierre y Marie Curie en Francia, ha presentado una nueva técnica que permite a los usuarios de microscopios manipular muestras usando una tecnología conocida como "pinzas ópticas hápticas".
Uno de los retos del desarrollo de esta técnica fue detectar fuerzas del orden de los piconewtons y amplificarlas lo suficiente como para permitir que operadores humanos percibieran con el tacto interacciones que nunca antes habían experimentado, tales como fenómenos de adhesión microscópica, inercia extremadamente baja, y dinámica de alta frecuencia que es propia de los objetos minúsculos y que incluye por ejemplo al movimiento browniano. El diseño de pinzas ópticas para obtener con alta calidad una percepción táctil del contacto, y poder ejercer una manipulación acorde con las circunstancias, fue todo un reto, dadas las exigencias de una sensibilidad y estabilidad dinámica muy altas.
La capacidad de usar el tacto como herramienta para poder explorar, diagnosticar y hasta hacer algunas operaciones de ensamblaje de elementos de diversas clases, que van desde sensores hasta componentes biomédicos, incluyendo a células, bacterias, virus, y proteínas, constituye todo un avance para los laboratorios. Estos objetos microscópicos son frágiles, y sus dimensiones hacen que sea difícil percibirlos mediante un microscopio. Si esta herramienta puede ayudar a incorporar el sentido del tacto a la operación de muestras microscópicas, no sólo mejorará la eficiencia, sino también expandirá la creatividad científica.

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Las muestras recogidas por Curiosity confirman la presencia de agua en Marte

ASTRONOMÍA

Mosaico de imágenes que retratan a Curiosity. (Foto: NASA)

Los instrumentos del rover Curiosity, que aterrizó en Marte en agosto de 2012, han permitido a los científicos recoger y analizar muestras de suelo y roca en el entorno del cráter Gale. Los resultados aparecen ahora en Science, donde cinco estudios ayudan a caracterizar la diversidad geológica marciana, además de confirmar la existencia de un elemento esencial para la vida: el agua.
"Uno de los resultados más interesantes que revela la primera muestra sólida tomada por Curiosity es el alto porcentaje de agua en el suelo", destaca Laurie Leshin, investigador del Instituto Politécnico Rensselaer (EEUU) y coordinador del primer equipo. “Cerca del 2% de la tierra en la superficie de Marte se compone de agua, lo que supone un gran recurso y es científicamente muy interesante".
Este grupo analizó materiales de la corteza marciana mediante pirólisis, una técnica en la que se calientan las muestras sin oxígeno para registrar qué gases liberan. El instrumento Sample Analysis at Mars (SAM) ha permitido detectar compuestos volátiles como el dióxido de carbono y oxígeno.
Por su parte, otro grupo liderado por el investigador Pierre-Yves Meslin desde la Universidad de Toulouse (Francia), ha disparado el láser del denominado ChemCam Remote Micro-Imager para identificar dos tipos de granos en el suelo, unos finos y otros gruesos.
“Los de grano grueso probablemente proceden de la alteración física de los conglomerados fluviales que se encuentran cerca del lugar de aterrizaje, y cuya composición (silicio, aluminio y compuestos alcalinos) nunca se había registrado en Marte”, explica a SINC Meslin.
El investigador destaca que el polvo y el grano fino –representativo de todo el suelo de Marte por transporte eólico– es portador de hidrógeno, que se puede relacionar o formar parte del H2O que han identificado las sondas que orbitan el planeta rojo.
“Las evidencias experimentales confirmando la presencia de agua son siempre importantes, especialmente en relación con la habitabilidad pasada de Marte”, valora el geólogo planetario Jesús Martínez Frías, del Instituto de Geociencias (IGEO, CSIC-UCM), y miembro del equipo científico de la misión MSL que ha llevado a Curiosity al planeta rojo.
“Se confirman así los datos observados desde los orbitadores”, añade el geólogo, “aunque en relación con el agua, no se ha observado intercambio entre las composiciones del regolito –capa superficial– y la atmósfera”.
Otro de los hallazgos del rover ha sido el descubrimiento de un tipo de roca ígnea que nunca se había localizado en Marte. Su composición se asemeja mucho a la mugearita, que en la Tierra se encuentra en las islas y grandes fosas o rifts. Los científicos consideran que su procedencia es diferente a la de otras rocas marcianas.
Esto lo ha estudiado el grupo dirigido por el investigador E.M. Stolper del Instituto Tecnológico de California (EE UU) al utilizar por primera vez el espectrómetro de rayos X y partículas alfa de Curiosity. En concreto han analizado una roca piramidal bautizada como Jake_M en honor al ingeniero Jake Matijevic del laboratorio JPL.
"El proceso mediante el cual se forman estas rocas a menudo sugiere la presencia de agua bajo la superficie", de acuerdo con Martin Fisk, un geólogo marino de la Universidad Estatal de Oregon y coautor de varios de los trabajos.
"En la Tierra, tenemos una idea bastante buena de cómo se forman las mugearitas y otras rocas semejantes", dice Fisk. "Se inicia en el magma profundo cuando cristaliza en presencia de un 1% o 2% de agua. Los cristales se asientan fuera del magma y lo que no se cristaliza es la mugearita magmática, que eventualmente puede salir a la superficie en una erupción volcánica".
Los otros dos estudios que aparecen en Science analizan los limos y arenas del terreno arenoso Rocknest que ha recorrido el rover. Un equipo, liderado por el investigador David L. Bish de la Universidad de Indiana (EE UU), utilizó los datos de difracción del instrumento CheMin de rayos X para estimar el porcentaje de material basáltico cristalino magmático frente al material amorfo. Sus resultados sugieren que el 71% del material de Rocknest tiene un origen basáltico.
Sin embargo, otro estudio coordinado por el científico David F. Blake del centro de investigación Ames de la NASA, utilizando una técnica de rayos X diferente, sugiere que el componente basáltico es más bajo, alrededor del 55%. En cualquier caso, la composición general de este material es similar a la de otros limos y arenas que mueve el viento por toda la superficie marciana.
“En resumen, todos estos estudios enfatizan la relevancia y el éxito del laboratorio remoto multianalítico del Curiosity y su importancia para desentrañar la compleja historia geológica marciana, así como la geodiversidad ambiental y de procesos, a veces solapados en el espacio y en el tiempo”, concluye Martínez-Frías.

Fuente: SINC

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Los púlsares evolucionan y pueden volver a su estado original

ASTROFÍSICA

Púlsar sorprendido durante un cambio evolutivo. (Foto: ESA)

En abril de 2013 un grupo de astrofísicos observó que la estrella de neutrones IGR J18245‐2452 –situada a 18.000 años luz de la Tierra, en la constelación de Sagitario– se comportaba como un púlsar de rayos X. Al compararlo con los catálogos estelares, descubrieron que este objeto se había caracterizado previamente como un radio púlsar.
No obstante, poco más de dos semanas después, el objeto volvía a comportarse según su clasificación original al volver a emitir ondas de radio. Así lo recoge el estudio que publica ahora la revista Nature.
Los observatorios espaciales Integral y XMM-Newton de la ESA permitieron detectar el púlsar en esa fase crítica de su evolución, cuando pasa de emitir pulsos de rayos X a emitir ondas de radio.
El investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Espacio Alessandro Papitto, que ha dirigido la investigación, afirma que esta es la primera vez que se observa a un mismo púlsar experimentar dos fases distintas de emisión ” y, por tanto, supone el hallazgo del 'eslabón perdido' de las estrellas de neutrones”.
Actualmente, la mayoría de los púlsares se clasifican en dos grupos en función de su comportamiento y del tipo de radiación periódica que emiten, la cual puede ser de radio o de rayos X.
Los púlsares de rayos X pertenecen a sistemas binarios en los que la estrella que les acompaña vierte materia sobre ellos, lo que acelera su periodo de rotación y provoca su emisión de rayos X. Por su parte, los radio púlsares emiten radiación, debido a la rotación de su campo magnético.
Papitto explica que al principio de la década de los años 80 "se descubrió el primer radio púlsar con un periodo de rotación de milisegundos”. Se trataba de la velocidad de rotación más alta observable en la superficie de una estrella.
El investigador cuenta que “este descubrimiento dio lugar a la incógnita de cómo esos objetos podían alcanzar dichos periodos de rotación tan veloces, dado que en ellos siempre se había observado una tendencia a la deceleración”.
Se propuso entonces que tales púlsares hubieran sido acelerados por la caída de materia durante una fase previa como púlsares de rayos X, y que se tratase, por tanto, de un proceso evolutivo. No fue hasta hace menos de 15 años cuando se hallaron, también, los primeros púlsares de rayos X con periodo de unos milisegundos.
Este hecho concordaba con la hipótesis propuesta pero, “hasta ahora, ninguno había presentado ambas fases”, añade el científico. Dicha incógnita ha sido resuelta gracias a este púlsar metamórfico. Para Papitto también resulta “muy significativo que se haya demostrado que la transición entre ambas fases del púlsar no ocurra únicamente una vez a lo largo de miles de millones de años”.
Al contrario, su trabajo demuestra que “existe una fase intermedia en el que los púlsares pueden cambiar de un estado a otro en repetidas ocasiones y en escalas de tiempo muchísimo más cortas de lo que se creía hasta ahora”.

Fuente: CSIC

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Importante avance hacia la regeneración de neuronas

NEUROLOGÍA

Quiroga y su equipo en el CIQUIBIC. (Foto: CONICET)

Las neuronas son las células del sistema nervioso encargadas de recibir y emitir señales que permiten decodificar información y responder con la función orgánica adecuada, ya sea a nivel nervioso, muscular o glandular. Se comunican entre sí a través de impulsos nerviosos que se transmiten desde una neurona, a lo largo de unas extensiones llamadas axones, y que son captados por las prolongaciones, denominadas dendritas, de las otras.
El proceso de conexiones inter-neuronales se conoce como sinapsis. Este ‘cableado’ puede dañarse por diversos accidentes o enfermedades y si el deterioro se localiza en el sistema nervioso central puede resultar, por ejemplo, en parálisis o ceguera.
Si bien las neuronas en su etapa de desarrollo son capaces de generar todos sus componentes, cuando son adultas las lesiones en los axones pueden ser permanentes.
Este es un problema muy serio en medicina y en torno al cual gira el tema de estudio del grupo que dirige Santiago Quiroga, investigador principal del Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba (CIQUIBIC, CONICET-UNC), en Argentina. El trabajo fue publicado a comienzos de 2013 en la revista PLOS ONE.
“Nosotros trabajamos en crecimiento de los axones durante el desarrollo. En esta oportunidad estudiamos un aspecto del proceso pero en neuronas maduras. Hemos analizado el factor de crecimiento similar a insulina 1 (IGF-1) y su receptor, y ambos parecen ser esenciales para el crecimiento de nuevos axones en neuronas maduras”, explica el investigador.
La regeneración de estas extensiones es indispensable para restablecer el funcionamiento normal del sistema nervioso, aunque conlleva numerosas dificultades. El mecanismo descripto por el grupo funciona a través de una enzima llamada PI3K, que activa diferentes vías de señalización dentro de la célula y tiene como resultado el crecimiento de un axón. Ese proceso está ampliamente estudiado durante el desarrollo de las neuronas cuando se desarrollan los axones, pero es la primera vez que se demuestra que puede colaborar en la regeneración de estas prolongaciones en células adultas.
“Esto abre la posibilidad de aumentar la actividad de esta vía de señalización y así facilitar el re-crecimiento de nuevos axones”, proyecta el Quiroga. Sin embargo, según él mismo aclara, para solucionar el problema no solamente tiene que crecer un axón sino que, además, tiene que trasladarse hasta el lugar específico que le corresponde y funcionar correctamente. “De todo eso hemos observado sólo una pequeña parte y si bien abre posibilidades muy prometedoras en el campo de la terapia génica, falta avanzar mucho todavía”, concluye.

Fuente: CONICET/DICYT

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Los cambios en la población de virus del intestino humano

BIOLOGÍA

Árbol filogenético de micrófagos detectados en el nuevo estudio y en otros. (Imagen: Frederic Bushman, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania; PNAS)

Además de bacterias, en el intestino humano también habitan virus. Y un nuevo estudio revela ahora cómo esos virus cambian con el paso del tiempo.
Biológicamente, los humanos somos bastante más que la mera suma del total de las células que forman nuestros órganos y tejidos. El tracto digestivo también alberga una vasta colonia de bacterias de muchos tipos, así como una miríada de virus que en muchos casos ejercen de depredadores de bacterias. Debido a que los tipos de bacterias que se llevan dentro del cuerpo varían de persona a persona, también varía la población viral que vive a expensas de la bacteriana. Esta población vírica se conoce como el viroma.
Gracias a un seguimiento detallado del viroma de una persona durante más de dos años y medio, y a un análisis meticuloso de dicho viroma, unos investigadores de la Escuela Perelman de Medicina, adscrita a la Universidad de Pensilvania, en la ciudad estadounidense de Filadelfia, han descubierto nuevos y reveladores datos acerca de cómo cambia y evoluciona una población viral, y por qué el viroma de una persona puede variar tanto respecto del de otra.
La evolución del viroma y su variabilidad pueden afectar a la susceptibilidad y a la resistencia a enfermedades de la persona, así como al grado de eficacia que los fármacos tengan para ciertos problemas de salud.
La mayor parte del viroma consiste en bacteriófagos, virus que infectan a bacterias en vez de atacar directamente a sus hospedadores humanos. Puede parecer bueno tener dentro del cuerpo virus que ataquen a las bacterias, teniendo en cuenta que muchas enfermedades infecciosas están provocadas por bacterias, pero no debemos olvidar que en nuestro interior habitan también bacterias beneficiosas, que, en condiciones normales, contribuyen a mantenernos sanos. La acción de esos virus bacteriófagos contra las bacterias de nuestro cuerpo puede modificar sustancialmente la composición de la población bacteriana del intestino, con el resultado indirecto de efectos nocivos sobre la salud de la persona.
Además, esos virus también transportan genes que contienen la información para generar toxinas, y en general factores de virulencia que modifican el fenotipo de las bacterias atacadas. De este modo, tal como expone el microbiólogo Frederic D. Bushman, del equipo de investigación, una bacteria benigna que vive pacíficamente dentro de nuestro cuerpo puede ser transformada en una amenaza peligrosa por la acción de un virus invasor.
En la investigación, Bushman y sus colaboradores han comprobado que, mientras que aproximadamente un 80 por ciento de las clases virales identificadas permanecieron mayormente sin cambios a lo largo de los 884 días del seguimiento de la flora vírica del sujeto de estudio, ciertas especies virales cambiaron tan sustancialmente en ese tiempo que, en palabras de Bushman, la situación parecía propia de la especiación.

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Resuelven el enigma de la temperatura en la superficie de las enanas marrones más frías

ASTROFÍSICA

Este diagrama muestra las posiciones, en nuestra región local de la galaxia, de enanas marrones descubiertas por el satélite astronómico WISE y estudiadas por el Telescopio Espacial Spitzer, naves de la NASA ambas. La perspectiva visual aquí adoptada corresponde a un hipotético puesto de observación situado a unos 100 años-luz de la Tierra. (Imagen: NASA/JPL-Caltech)

Las enanas marrones tienen una masa superior a la de un planeta tal como lo entendemos, pero inferior al mínimo necesario para convertirse en estrellas. Por esto, estos astros exóticos se parecen a los planetas en algunas de sus características y a las estrellas en otras. Por ejemplo, aunque no pueden sostener la fusión nuclear que mantiene "encendidas" a las estrellas, sí generan calor propio.
Hasta ahora, era un enigma en qué medida se enfriaría una enana marrón tras su formación si no estuviera expuesta al calor de una estrella cercana.
Un nuevo estudio realizado con datos del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA y llevado a cabo por el equipo de Trent Dupuy, del Centro para la Astrofísica (CfA) en Cambridge, Massachusetts, gestionado conjuntamente por la Universidad de Harvard y el Instituto Smithsoniano, las tres instituciones en Estados Unidos, muestra que esas enanas marrones que flotan en el espacio alejadas de cualquier estrella, y que los astrónomos empiezan a vislumbrar, pueden llegar a tener temperaturas tan bajas como de entre 125 a 175 grados centígrados aproximadamente (250 a 350 grados Fahrenheit), por lo que en su temperatura mínima son más cálidas de lo que se creía hasta ahora. Aún así, sus temperaturas son bastante bajas si las comparamos con la reinante en la superficie de nuestro Sol, unos 5.730 grados centígrados (10.340 grados Fahrenheit).
Las estrellas, enanas marrones y planetas gigantes gaseosos carecen de una superficie sólida o de cierta consistencia. Cuando se habla en su caso de la "superficie", lo que se quiere decir es la capa más externa del astro reconocible claramente, o, en otras palabras, el borde perceptible del objeto al observarlo a distancia.
Para alcanzar estas temperaturas en la superficie después de enfriarse durante miles de millones de años, estas enanas marrones que no parecen girar alrededor de ninguna estrella, deberían tener masas de sólo entre 5 y 20 veces la de Júpiter. A diferencia de las estrellas, la única fuente de energía para estas enanas marrones más frías es la de su contracción gravitatoria, que depende directamente de su masa.
Los nuevos datos analizados también presentan nuevos enigmas para los astrónomos que estudian las atmósferas frías, similares a las de algunos planetas. A diferencia de las enanas marrones más calientes y las estrellas, las propiedades observables de estos objetos no parecen correlacionarse tan fuertemente con la temperatura. Esto sugiere que la química en la superficie de tales astros depende de otros factores mucho más de lo creído hasta ahora. Entre estos factores estaría, por ejemplo, el de los procesos de mezcla convectiva.

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Ingenieros estadounidenses construyen el primer ordenador con nanotubos de carbono

COMPUTACIÓN

Oblea que contiene ordenadores de nanotubos de carbono. (Foto: Norbert von der Groeben)

En una búsqueda de nuevos materiales que sustituyan al silicio para crear equipos electrónicos más eficientes, ingenieros de la Universidad de Stanford (EE UU) han logrado construir por primera vez un ordenador hecho íntegramente con transistores de nanotubos de carbono (CNT, por sus siglas en inglés).
Se trata de un dispositivo todavía muy básico, pero que incluye un sistema operativo y es capaz de ejecutar varios programas al mismo tiempo.
Los autores del proyecto, cuyos resultados se publican en el último número de Nature, señalan que este avance culmina años de esfuerzos por parte de científicos de todo el mundo para aprovechar este prometedor pero peculiar material.
Según explica a SINC Max Shulaker, autor principal del trabajo, “los nanotubos de carbono representan un importante avance respecto a los actuales transistores de silicio y prevemos grandes mejoras tanto en el rendimiento como en la eficiencia energética”.
Los nanotubos de carbono son largas cadenas de átomos extremadamente eficientes en la conducción y el control de la electricidad. “Son tan finos que miles de ellos podrían caber unos junto a otros en un cabello humano y requieren muy poca energía para apagarlos”, indica.
Shulake añade que el trabajo demuestra que es posible fabricar nanotubos de carbono, pese a que esta tecnología tiene aún imperfecciones inherentes. “Sin embargo, nosotros hemos logrado superar estos obstáculos y presentar el sistema basado en carbono más avanzado hasta la fecha”, subraya.
Entre las dificultades que tiene trabajar con este material destaca que los nanotubos de carbono no crecen en líneas paralelas, como a los fabricantes de chips les gustaría. Otro problema es que una porción de estos nanotubos pueden acabar comportándose como cables metálicos que siempre conducen electricidad en vez de comportarse como semiconductores que pueden apagarse, señala la Universidad de Stanford en un comunicado.
Para superar estos obstáculos, el equipo llevó a cabo un diseño que llamó “inmune a imperfecciones” que consistió en eliminar los nanotubos que se comportaban como cables. Luego apagó todos los CNT ‘buenos’ y bombeó el circuito semiconductor lleno de electricidad.
Toda esa electricidad se concentró en los nanotubos metálicos, que se calentaron tanto que se quemaron y, literalmente, se vaporizaron convirtiéndose en dióxido de carbono. “Esta sofisticada técnica eliminó todos los CNT metálicos del circuito”, indican estas fuentes.
“Evitar los nanotubos desalineados requirió aún mayor sutileza”, señalan los autores. Para ello, los investigadores crearon un potente algoritmo que traza un esquema del circuito y que garantiza que funcione sin importar si los nanotubos están o no torcidos.
Los ingenieros utilizaron este diseño inmune a imperfecciones para ensamblar un ordenador básico con 178 transistores, un límite que vino dado por que utilizaron las instalaciones de la universidad, en vez de un proceso de fabricación industrial, aclaran.
El ordenador fue capaz de realizar tareas como contar y ordenar números. Además, incorpora un sistema operativo básico que permite llevar a cabo intercambio de esos procesos. Para mostrar su potencial, los investigadores probaron que el dispositivo también podía ejecutar una instrucción comercial denominada MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages), desarrollada a comienzos de la década de los ochenta del siglo pasado por John Hennessy, ingeniero y actual presidente de la Universidad de Stanford.
Por su parte, Franz Kreupl, investigador de sistemas electrónicos híbridos de la Universidad de Munich (Alemania) y autor de una reseña sobre el proyecto, que también ha sido publicada en Nature, indica a SINC que trabajos tanto teóricos como experimentales “han demostrado que los nanotubos de carbono son los interruptores electrónicos de mayor eficiencia energética con una escalabilidad muy por debajo de los 10 nanómetros”.
En su opinión, el trabajo de Shulaker y su equipo es muy valioso, ya que ha podido superar las dificultades que tiene trabajar con nanotubos de carbono y construir el primer ordenador funcional con este nuevo material emergente, “muy superior en este tipo de aplicaciones a competidores como el grafeno”.
Para concluir, los autores del trabajo señalan que la demostración del nuevo dispositivo confirma que los nanotubos de carbono son una tecnología factible para desarrollar la próxima generación de sistemas electrónicos de alta eficiencia energética.

Fuente: SINC

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Espectacular prueba piloto de máquina potabilizadora alimentada por energía solar

INGENIERÍA

El nuevo sistema potabilizador está instalado junto a una torre gubernamental de abastecimiento que contiene agua de manera intermitente, y que en origen no es potable. (Foto: MIT Field and Space Robotics Lab / Fondo Para La Paz)

En un pequeño pueblo situado muy adentro en la zona selvática de la Península de Yucatán en México, a un día por carretera de cualquier fuente de agua limpia potable, un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, está ensayando un sistema que purifica agua con la ayuda del Sol.
El sistema, relativamente barato, consta de varios paneles fotovoltaicos modestos, un tanque grande para almacenar agua purificada, y un armario del tamaño de una cabina telefónica que alberga el corazón del sistema: bombas, filtros y membranas, así como ordenadores que habilitan al sistema para que funcione por sí mismo.
Los paneles solares, programados para maximizar la captura de luz solar, energizan las bombas del sistema para impulsar agua de pozo de color café y salobre a través de membranas semiporosas, un proceso conocido como osmosis reversa. Las membranas filtran el agua que, una vez limpia y potable, pasa al interior de un tanque grande, dejando atrás sales y otros minerales pesados. Incluso en un día nublado, la maquinaria alimentada por energía solar puede producir cerca de 1.000 litros de agua potable, suficiente para abastecer con el preciado líquido a los 450 residentes del pueblo.
El equipo de ingenieros, dirigido por Steven Dubowsky, profesor de ingeniería mecánica, así como de aeronáutica y astronáutica, ha tenido en marcha el sistema durante los últimos cuatro meses. Si todo va bien, el sistema también será probado en otras partes del mundo de cuyas aguas sea costoso extraer agua dulce y potable.
El trabajo se está haciendo con el apoyo de la Fundación Kellogg y del Fondo Para La Paz, una organización mejicana.
La máquina potabilizadora suministra agua potable a un costo del 5 por ciento del que tiene transportar en camión agua potable desde fuera del pueblo.

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