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Lanzado el CBERS-3 y la Chang'e-3 llega a la Luna

ASTRONÁUTICA

(Foto: INPE)

La colaboración CBERS entre China y Brasil sigue adelante, pero sufrió un revés. El 9 de diciembre un cohete CZ-4B envió al espacio al tercer vehículo de esta familia dedicada a la observación de la Tierra.
El CBERS-3 (o Zi Yuan-1D), de 2.100 Kg, despegó desde Taiyuan a las 03:26 UTC, en dirección a una órbita heliosincrónica, a unos 800 Km de altitud. A diferencia de los dos anteriores vuelos de la serie, en esta ocasión Brasil participaba activamente con un 50 por ciento. Los resultados que se obtendrían serían gestionados por el instituto brasileño INPE y la organización china CRESDA.
Construido en China por la CAST, el satélite transportaba instrumentos mejorados, consistentes en cuatro tipos de cámaras (pancromática, multiespectral, infrarroja y de ancho campo). El acuerdo para su puesta en marcha data de 2002, y se esperaba un primer lanzamiento para 2008, pero se había retrasado hasta ahora.
Sin embargo, después de unos minutos de espera, las autoridades anunciaron que el cohete CZ-4B no había logrado inyectar a su carga en la órbita prevista, y que el vehículo se había perdido.
Al mismo tiempo, China anunciaba la exitosa llegada de su sonda Chang’e-3 a la órbita lunar. Después de un viaje de cinco días, el vehículo accionó su motor el 6 de diciembre (09:53 UTC), durante 6 minutos, frenando su marcha y cayendo en manos de la gravedad lunar. La órbita alcanzada, a unos 100 Km de altitud, será modificada durante los próximos días, y se espera que el vehículo intente alunizar el próximo día 14. Si lo logra, permitirá el descenso de un robot de 140 Kg que evolucionará sobre la superficie del satélite.

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Taxi eléctrico que se recarga en 15 minutos

INGENIERÍA

El taxi eléctrico EVA. (Foto: TUM CREATE)

Los automóviles con motor de combustión interna utilizados por las empresas de taxis suelen ser vehículos normales adaptados para su uso como tales. Sin embargo, el reto al que se enfrentan los automóviles eléctricos actuales es la limitada autonomía de que disponen entre recarga y recarga, y el largo tiempo que requieren éstas (hasta 8 horas).
Esto es aceptable para un coche que se utilice en los desplazamientos diarios entre la vivienda y el trabajo, pero muy poco práctico para un vehículo que esté circulando constantemente, como es el caso de los taxis. Conviene tener en cuenta que no es raro que un mismo vehículo esté de servicio más de 16 horas al día, por conducirlo más de un taxista en turnos diferentes de trabajo. Un taxi eléctrico que deba ser utilizado en tales condiciones no tendrá tiempo de recargarse a la lenta manera tradicional, y además debería hacerlo más de una vez al día, ya que los taxis sometidos a ese régimen intensivo de actividad pueden recorrer un total de 500 kilómetros en 24 horas.
Los ingenieros de la iniciativa TUM CREATE, un proyecto de colaboración de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) en Alemania y la Universidad Tecnológica Nanyang (NTU) en Singapur, se han puesto manos a la obra para solucionar ese problema, y ya han desarrollado un prototipo de taxi eléctrico, adaptable a diversos climas. Por ejemplo, una versión está preparada para afrontar con éxito los altos niveles de calor y humedad en grandes ciudades tropicales. A diferencia de lo que suele ser habitual en regiones con climas templados, evitar un calentamiento excesivo de la batería y mantener una buena refrigeración dentro del vehículo son problemas de primer orden en zonas tropicales y ecuatoriales.
Este taxi eléctrico, "EVA", desarrollado por el equipo de Daniel Gleyzes, cuenta con un nuevo sistema de recarga de alta velocidad que puede recargar la batería en tan solo 15 minutos, tiene una autonomía de 200 kilómetros entre cada recarga, y además dispone de un sistema individualizado de aire acondicionado.

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Hacia la creación de anticuerpos sintéticos

NANOTECNOLOGÍA

Los ingenieros químicos del MIT crearon este sensor que es capaz de reconocer a la riboflavina, a menudo referida como vitamina B-2. El sensor logra detectar a la riboflavina gracias a los polímeros anfifílicos que recubren el nanotubo. (Imagen: Cortesía de los investigadores)

La reciente creación de una nueva técnica para generar nanopartículas que puedan reconocer moléculas específicas, ofrece nuevas y prometedoras perspectivas para construir sensores duraderos destinados a detectar una amplia gama de compuestos, lo que podría tener aplicaciones en numerosos campos, incluyendo la medicina.
Para crear estos “anticuerpos sintéticos”, el equipo del ingeniero químico Michael Strano, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, utilizó nanotubos de carbono (cilindros huecos de tamaño nanométrico hechos de carbono y que de manera natural emiten fluorescencia cuando se les expone a luz láser).
En trabajos anteriores, se explotó este fenómeno para crear sensores, mediante la estrategia de recubrir los nanotubos con moléculas, incluyendo anticuerpos naturales, que tienen la capacidad de enlazarse a estructuras específicas. Con el recubrimiento adecuado, el nanotubo puede usarse para detectar el objetivo deseado, y potencialmente reaccionar a él.
Cuando el objetivo es encontrado, la fluorescencia del nanotubo de carbono se abrillanta o se atenúa.
La gama de sensores obtenibles por esta vía de diseño se puede ampliar notablemente al recubrir los nanotubos con polímeros anfifílicos especialmente diseñados.
La molécula de una sustancia anfifílica posee un extremo hidrófobo (que rechaza al agua) y otro hidrófilo (soluble en agua). El jabón es un ejemplo cotidiano de sustancia anfifílica. Por su naturaleza, los polímeros anfifílicos pueden establecer un buen contacto tanto con sustancias acuosas como con sustancias aceitosas. Esta capacidad es la base de un diseño que permite un enorme conjunto de puntos de reconocimiento específicos para numerosos objetivos de detección, y podría ser utilizado para crear sensores con los que vigilar enfermedades tales como diabetes, cáncer, o inflamación en general, dentro de sistemas vivos.
En definitiva, esta nueva técnica ofrece una habilidad sin precedentes para detectar casi cualquier sustancia escogida, gracias a la acción conjunta del nanotubo de carbono y el polímero anfifílico de su recubrimiento, hasta el punto de que sería viable crear análogos sintéticos a los anticuerpos, tal como resume Strano.
En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Jingqing Zhang, Markita Landry, Paul Barone y Jong-Ho Kim.

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Electrodo de batería que se autorrepara

INGENIERÍA

Prototipo de pila de ión-litio hecha en la Universidad de Stanford. La batería contiene un electrodo de silicio protegido por un recubrimiento de un polímero con capacidad de autorreparación. (Foto: Brad Plummer / SLAC)

Unos investigadores han creado el primer electrodo de batería capaz de autorrepararse, abriendo así un prometedor camino hacia el desarrollo de una nueva generación de baterías de ión-litio, comercialmente viables, para automóviles eléctricos, teléfonos móviles y otros dispositivos.
El secreto está en un polímero elástico que recubre el electrodo, lo mantiene sujeto de una pieza y espontáneamente repara las pequeñas fisuras que se generan en el electrodo durante el funcionamiento de la batería.
Este singular polímero lo desarrolló Chao Wang de la Universidad de Stanford en California, Estados Unidos, en el laboratorio que dirige en dicha universidad la ingeniera química Zhenan Bao.
La investigación realizada ahora por Wang, Bao y sus colegas de la citada universidad y del Laboratorio del Acelerador Nacional SLAC, en Menlo Park, California, ha demostrado que los electrodos de silicio probados en los experimentos duraron 10 veces más tiempo cuando estaban recubiertos con el polímero de autorreparación, el cual reparaba cualquier fisura en unas pocas horas.
La capacidad actual que el nuevo sistema tiene para almacenar energía está ya en el rango práctico, pero los científicos creen que se puede aumentar mucho más.
Lograr un electrodo de larga vida para las nuevas y ambiciosas baterías de ión-litio es fundamental para que éstas sean de utilidad verdaderamente práctica.
Investigadores de todas partes del mundo trabajan para encontrar lo antes posible formas de almacenar más energía en los electrodos negativos de las baterías de ión-litio, y para lograr una mayor eficiencia al tiempo que un menor peso. Uno de los materiales para electrodo más prometedores es el silicio; tiene una gran capacidad para absorber iones de litio desde el fluido de la batería durante la carga y luego para liberarlos cuando la batería comienza a trabajar suministrando electricidad.
Pero esta gran capacidad tiene un precio: Los electrodos de silicio se dilatan hasta tres veces su tamaño normal y luego se encogen en la misma proporción cada vez que la batería se carga y se descarga, por lo que no pasa mucho tiempo hasta que el quebradizo material se agrieta y fragmenta, lo que reduce la eficiencia de la batería hasta volverla inservible. Éste es un problema que afecta de forma acuciante a todos los electrodos en baterías de gran capacidad de la gama citada y otras.
Dotar al electrodo de una capacidad de autorreparación es una solución prometedora. En el nuevo sistema ensayado, los científicos deliberadamente debilitaron algunos de los enlaces químicos dentro del polímero. El material resultante se rompe fácilmente, pero los extremos rotos son químicamente atraídos el uno al otro y así rápidamente se unen otra vez, recomponiendo asimismo al silicio que recubren, e imitando en algunos aspectos el proceso que les permite reensamblarse a moléculas biológicas como la de ADN.
En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Yi Cui, Zheng Chen y Matthew T. McDowell, de la Universidad de Stanford, así como Hui Wu, ahora en la Universidad Tsinghua en China.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=ZwacIv63XcE[/youtube]

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Marte albergó un lago de agua dulce con el cóctel químico perfecto para la vida

ASTRONOMÍA

Vista parcial de Yellowknife Bay. (Foto: NASA-JPL Caltech)

Las muestras recogidas por el robot marciano Curiosity prueban la existencia de un antiguo lago en la superficie de Marte, probablemente con agua dulce y con unas condiciones propicias para albergar vida, aunque fueran simples microbios. Así lo ha constatado el equipo de científicos de la misión Mars Science Laboratory (MSL) tras analizar los datos enviados por el rover de la NASA.
En las seis investigaciones, publicadas en la revista Science, los científicos han analizado sedimentos de roca procedentes de una zona denominada Yellowknife Bay en el cráter de Gale, cerca del ecuador marciano.
Este cráter de 150 kilómetros de ancho, lugar en el que aterrizó el Curiosity en 2012, fue la cuenca de un lago de hace 3.600 millones de años que pudo permanecer con agua durante cientos de millones de años, indican los investigadores.
Los resultados muestran que esta balsa de agua, probablemente dulce, estaba en calma y tenía elementos biológicos como carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre, esenciales para que microbios simples, como los quimiolitoautótrofos –que obtienen energía de la oxidación de compuestos inorgánicos– pudieran vivir. En la Tierra, estos organismos habitan en cuevas, en fuentes hidrotermales y se alimentan descomponiendo rocas y minerales para obtener energía.
“Es importante señalar que no hemos encontrado indicios de vida en Marte, lo que hemos encontrado es que el cráter Gale mantuvo un lago en su superficie con condiciones que podrían haber sido favorables para la vida microbiana hace miles de millones de años”, explica Sanjeev Gupta, miembro de la MSL, investigador del Imperial College de Londres.
Gracias al sistema de perforación del Curiosity, coordinado de forma remota por el equipo de MSL desde Pasadena (EE UU), los científicos analizaron las muestras recogidas por el robot. En concreto, se estudiaron las lutitas, unas rocas formadas por compactación de sedimentos muy finos en condiciones de aguas tranquilas. "Es emocionante pensar que millones de años atrás pudo haber existido vida microbiana en las tranquilas aguas del lago”, comenta Gupta.
El investigador señala que estos hallazgos son “un gran paso adelante” en la exploración de Marte y que los estudios continuarán en esta línea. “La siguiente fase de la misión, en la que exploraremos los afloramientos más rocosos en la superficie del cráter, podría ser la clave para saber si hubo vida en el planeta rojo", añade Gupta.
En estudios anteriores, los científicos del MSL ya habían encontrado evidencias de agua en la superficie de Marte en otros sedimentos como rocas conglomeradas. Sin embargo, los nuevos datos obtenidos aportan las pruebas más claras hasta ahora de que Marte pudo haber sido lo suficientemente habitable para que la vida se pudiera afianzar.
Además, en uno de los seis estudios, en el que participa el español Javier Gómez-Elvira, director del Centro de Astrobiología asociado a la NASA, los investigadores también han realizado mediciones detalladas de la radiación cósmica y el ambiente de la superficie de Marte.
Según los científicos, los datos recogidos proporcionan nueva información sobre los peligros de la radiación en el planeta rojo que afectarían a una posible misión tripulada. Estos análisis permitirán averiguar los tiempos de supervivencia de cualquier posible forma de vida existente y la preservación de firmas biológicas orgánicas del antiguo ambiente marciano.

Fuente: SINC

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Descubren una galaxia "reliquia" detenida en el tiempo

ASTROFÍSICA

La galaxia NGC 1277 en el cúmulo de Perseo. (Créditos: Sloan Digital Sky Survey (SDSS))

Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) (España) han descubierto que la galaxia cercana NGC1277, situada en el cúmulo de galaxias de Perseo, se encuentra exactamente igual que cuando el universo tenía solo dos mil millones de años, el 15% de su edad actual. Por motivos desconocidos, esta galaxia reliquia se quedó aislada en ese momento de su entorno y ha permanecido inalterada hasta hoy, detenida en el tiempo, lo que ofrece la posibilidad única de asomarse al universo tal y como era en esa etapa temprana.
"Por alguna razón que desconocemos, las fuentes tradicionales de gas y estrellas que suelen tener el resto de galaxias se cortaron en el caso de esta galaxia reliquia. Así, este objeto se quedó sin el flujo de nuevo material que forma las estrellas y ha permanecido como congelada en el tiempo", señala el autor principal del trabajo y astrofísico del IAC, Ignacio Trujillo.
El descubrimiento, que se publicará en Astrophysical Journal Letters y que se encuentra ya accesible en el repositorio arxiv.org, abre una ventana para estudiar las propiedades del universo primitivo con un detalle sin precedente: los procesos físico-químicos, las estructuras y la dinámica que dieron lugar a las primeras galaxias y agrupaciones de estrellas.
"Al descubrir una galaxia que apenas ha tenido contacto con el resto, y al estar tan cerca de nosotros, con nuestros telescopios actuales podemos estudiar sus propiedades morfológicas, su dinámica y sus poblaciones estelares, con una precisión que resultaría imposible si quisiéramos estudiar el mismo objeto de manera directa tal y como era en el universo primitivo. En ese caso, al encontrarse tan lejos de nosotros apenas nos llegaría luz de él", explica el investigador.
El estudio combina datos tomados con el telescopio espacial Hubble y de espectroscopia profunda obtenida con el telescopio William Herschel, en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en la isla de La Palma. A partir de esta información, los investigadores han concluido que el objeto analizado es muy viejo, rico en metales y que se formó en solo unos pocos millones de años. Esto supone que la cantidad de nuevas estrellas que se originaban en las etapas iniciales de esta galaxia era muy alta, de unas mil masas solares al año.
Según Trujillo, "los datos obtenidos constituyen indicios de que las estrellas se formaron mucho más rápidamente en las galaxias masivas de lo que pensábamos. Si nuestras medidas son correctas, las tasas de formación estelar en el universo primitivo eran mil veces más grandes que las de nuestra propia galaxia en la actualidad, donde se forma aproximadamente un sol cada año".
La dinámica de esta galaxia, que posee un agujero ultramasivo en su centro, es también extraordinaria. Por un lado, en su parte central las estrellas se mueven de manera caótica con velocidades que superan los 400 kilómetros por segundo, lo que supone la vertiginosa cifra de casi un millón y medio de kilómetros por hora (un cohete a esa velocidad tardaría solo 15 minutos en llegar a la Luna). Mientras, en su parte externa el movimiento parece más organizado y sus estrellas rotan con velocidades de 300 kilómetros por segundo. "Normalmente las estrellas de las galaxias no presentan estos dos tipos de movimientos estelares a la vez con tanta intensidad", aclara Trujillo.
El hallazgo plantea respuestas y nuevas preguntas hasta ahora inimaginables. Para el astrofísico del IAC, "esto solo acaba de empezar. Ya estamos trabajando en un análisis más detallado con telescopios más grandes que los usados en esta ocasión, como el Gran Telescopio CANARIAS (GTC), situado en el Observatorio del Roque de los Muchachos, y que con sus 10,4 metros de diámetro es el mayor del mundo, y el GEMINI-North, de 8,1 metros de diámetro, situado en Hawaii".

Fuente: IAC

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Trabajan en un sensor de silicio para el diagnóstico del Mal de Chagas

QUÍMICA

Silicio poroso. (Foto: Argentina Investiga)

Primero diseñaron un sensor y ahora, los investigadores de la Universidad Nacional del Litoral y el Conicet, en Argentina, trabajan en utilizarlo como técnica de diagnóstico para el Mal de Chagas. Se trata de un dispositivo que aprovecha las propiedades ópticas de un material novedoso y biocompatible: el silicio poroso nanoestructurado.
El biosensor en estudio, se plantea como un método alternativo que podría resultar más económico y rápido, a diferencia de las tradicionales técnicas de microscopía con fotoluminiscencia. “La primera parte del trabajo fue desarrollar un sensor que sea susceptible a la presencia de algún agente químico. Ahora, estudiamos la cinética de la incorporación de las proteínas al silicio”, explicó a Argentina Investiga Roberto Arce, investigador del Instituto para el Desarrollo de la Industria Química (INTEC), dependiente de la Universidad y el Conicet.
Un sensor es un dispositivo capaz de detectar una magnitud de carácter físico o químico. Es común su uso para alertar de la presencia de algunas sustancias químicas que poseen un riesgo potencial. Cuando lo que se detecta es un producto de origen biológico, se denomina biosensor.
Utilizar un material cerámico como el silicio para descubrir la presencia de un parásito es posible gracias a las propiedades ópticas del primero. Los investigadores miden cuánta luz transmite el sensor, es decir, su transmitancia óptica. “Trabajamos sobre el silicio poroso. Si uno hace este material sumamente delgado -con espesores del orden de los micrones- la luz lo atraviesa de una forma particular y deja pasar algunos colores (longitudes de onda) y otros no. A esto se lo denomina espectro de transmitancia”, detalló Arce, quien además se desempeña como docente de la facultad de Ingeniería química de la Universidad.
Es posible medir el espectro de transmitancia de un silicio poroso preparado bajo ciertas condiciones. “Cuando uno incorpora algún medio extraño, por ejemplo, la proteína que se utiliza para identificar los anticuerpos, cambia el espectro de transmitancia del sensor por razones relacionadas con las propiedades ópticas de los materiales”, detalló Arce.
Las modificaciones que se producen en el espectro pueden ser identificadas con un espectrómetro, que es un instrumento para la medición de este comportamiento óptico. “De este modo podemos detectar qué es lo que está ocurriendo”, afirmó el especialista y agregó que al material se le incorporan determinadas proteínas que le dan especificidad al sensor. Luego, gracias a un sistema de bombeo, se ingresa al biosensor una solución que contiene la muestra a analizar. En caso de haber anticuerpos específicos para el Mal de Chagas, éstos se adhieren a las proteínas y quedan retenidos en el dispositivo. Esto cambia el índice de refracción. “Al cambiar el índice de refracción del medio, combinado con el sistema del silicio poroso, se produce el efecto que uno busca, el movimiento del espectro”, sintetizó.
El trabajo en relación con el silicio poroso nanoestructurado lleva más de siete años de trayectoria, bajo la dirección de Roberto Koropecki. “Comenzamos aprendiendo cuáles deben ser las condiciones bajo las cuales debe atacarse el silicio, el mismo que se utiliza para producir celdas fotovoltaicas, de manera de obtener silicio con la porosidad adecuada”, relató Arce.
El paso siguiente de los investigadores fue trabajar en la combinación de los ataques, de manera de inducir espectros que son fácilmente medibles. Por último, se obtuvo una patente sobre el desarrollo del sensor propiamente dicho. Los autores fueron Leandro Acquaroli, Raúl Urteaga y Roberto Koropecki. En la actualidad, el trabajo orientado al diagnóstico del Mal de Chagas surge por una colaboración de la biotecnóloga Verónica González, y forma parte de la tesis de doctorado de la biotecnóloga Liliana Lasave.

Fuente: ARGENTINA INVESTIGA/DICYT

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Fusión triple de galaxias 800 millones de años después del Big Bang

ASTROFÍSICA

Esta imagen de Himiko se ha obtenido representando en color rojo la luz infrarroja captada por el Spitzer, en verde la luz visible captada por el Hubble, y en azul la luz ultravioleta captada por el telescopio japonés Subaru emplazado en Mauna Kea, Hawái. (Foto: NASA/JPL-Caltech/STScI/NAOJ/Subaru)

Usando el poder escrutador combinado del Observatorio ALMA en Chile y los telescopios espaciales Hubble y Spitzer, unos astrónomos han descubierto un trío de galaxias primitivas ubicado dentro de una enorme burbuja de gas a casi 13.000 millones de años-luz de la Tierra. Debido al tiempo que tarda su luz en llegar a la Tierra, las vemos ahora tal como eran hace casi 13.000 millones de años, o sea unos 800 millones de años después del Big Bang, la colosal explosión con la que nació el universo. Todo apunta a que la fase siguiente en la historia de esas tres galaxias es su fusión en una sola, similar a nuestra galaxia, la Vía Láctea.
Este extremadamente raro sistema triple, visto en una etapa arcaica del universo, proporciona pistas importantes sobre las primeras etapas de la formación de galaxias durante un período conocido como “el amanecer cósmico”, cuando el universo se iluminó por vez primera con luz de estrellas, tal como explica Richard Ellis, del Instituto Tecnológico de California (Caltech), en Pasadena, California, Estados Unidos, miembro del equipo de investigación.
Desde entonces, el misterio no ha cesado. Himiko es casi 10 veces más grande que las galaxias típicas de esa época y comparable en tamaño a nuestra propia Vía Láctea. Y las nuevas observaciones han revelado que, en lugar de albergar una única galaxia primitiva como se creía, Himiko acoge tres distintas fuentes luminosas, lo que, junto con otras evidencias, delata la existencia de tres galaxias en vez de una. En ellas, la prolífica formación de estrellas está calentando e ionizando esta nube gigante de gas.
Además de permitir discernir los tres objetos brillantes dentro de Himiko, los datos reunidos por el Observatorio ALMA y los telescopios espaciales Hubble y Spitzer han llevado a un equipo de astrónomos de Japón y Estados Unidos, en esta ocasión también encabezado por Masami Ouchi, de la Universidad de Tokio en Japón, a plantearse la fascinante posibilidad de que Himiko esté compuesta casi en su totalidad de gas primordial creado directamente por el Big Bang. Este gas primordial está formado por una mezcla de hidrógeno con un poco de helio. Si se confirma la naturaleza esencialmente primigenia de Himiko, estaremos ante un descubrimiento histórico.

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¿La obesidad altera el sentido del gusto?

BIOLOGÍA

Estas células gustativas vistas por microscopio están expresando una proteína verde fluorescente. La barra blanca horizontal de referencia que aparece sobreimpresa en la imagen representa una longitud de 20 micras. (Foto: Kyle Hacker)

En un nuevo estudio, se ha comprobado que unos ratones con sobrepeso tenían menos células gustativas capaces de detectar el sabor dulce.
Las autoras de esta investigación han llegado a la conclusión de que el sobrepeso afecta severamente a la capacidad de los ratones para saborear lo dulce. En comparación con sus congéneres más delgados, los ratones obesos tenían una cantidad bastante menor de células gustativas sensibles al sabor dulce. Además, las células que sí eran sensibles, reaccionaban de una forma un tanto débil. Todo apunta, por tanto, a que la obesidad es capaz de cambiar la manera en que las células en la lengua que están en contacto con los alimentos reaccionan a diferentes tipos de ellos.
El hallazgo hecho por el equipo de la bióloga Kathryn Medler de la Universidad en Buffalo (Universidad Estatal de Nueva York), aporta una pista más para ayudar a esclarecer los motivos del auge espectacular que el sobrepeso y la obesidad tienen en muchas naciones industrializadas, y determinar hasta qué punto la obesidad altera la relación de la persona con la comida.
Estudios anteriores ya demostraron que la obesidad puede provocar alteraciones en el cerebro, así como en los nervios que controlan el sistema periférico del gusto, pero nadie había examinado a fondo las células en la lengua que están en contacto con los alimentos.
Investigar a dichas células es importante porque el sentido del gusto desempeña un papel importante en la regulación del apetito y, en última instancia, en determinar qué cantidad de comida nos hace sentir saciados.
Aun no se sabe muy bien cómo una capacidad mermada para saborear lo dulce puede conducir a un aumento de peso, pero estudios anteriores han demostrado que las personas obesas anhelan, entre otros, los alimentos dulces, aunque no pueden degustar el sabor dulce tan bien como las personas sin sobrepeso. Tal como razona Medler, es posible que la dificultad para percibir el sabor dulce haga que los ratones obesos deban comer más que sus congéneres sin sobrepeso para conseguir el mismo nivel de satisfacción y saciedad. Lo mismo puede ocurrirles a las personas.
En la investigación también han trabajado Amanda Maliphol y Deborah Garth.

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Descubren un dinosaurio carnívoro que fue uno de los tres más grandes de Norteamérica

PALEONTOLOGÍA

Ilustración del Siats meekerorum

Una nueva especie de dinosaurio carnívoro, uno de los tres más grandes descubiertos en América del Norte, convivía con tiranosaurios de cuerpo pequeño y competía con ellos, hace 98 millones de años. Se considera que esta especie recién descubierta, Siats meekerorum, fue el depredador supremo de su época, impidiendo durante millones de años que los tiranosaurios ascendieran a ese rango.
El Siats fue un carcharodontosaurio. Los carcharodontosaurios constituían un grupo de dinosaurios carnívoros gigantes que incluye a algunos de los más grandes dinosaurios depredadores que se han descubierto. El único otro carcharodontosaurio conocido de América del Norte es Acrocanthosaurus, que habitaba en el este de América del Norte más de 10 millones de años antes. El Siats es el segundo carcharodontosaurio descubierto en América del Norte; el Acrocanthosaurus, descubierto en 1950, fue el primero.
Lindsay Zanno, paleontóloga de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, y su colega Peter Makovicky, del Museo Field de Historia Natural de Chicago, ambas instituciones en Estados Unidos, descubrieron los vestigios fósiles de un esqueleto parcial del nuevo depredador en un yacimiento paleontológico de Utah en 2008. A partir del hallazgo comenzó un largo y detallado análisis que ha culminado con los resultados ahora presentados públicamente.
Los restos examinados pertenecieron a un individuo que debía medir más de 9 metros (30 pies) de largo y pesar por lo menos cuatro toneladas. Lo más impresionante es que el individuo, con ese tamaño y ese peso, no había alcanzado todavía su adultez. Zanno y Makovicky creen que un Siats adulto podía alcanzar el tamaño de un Acrocanthosaurus, lo que implica que las dos especies rivalizan por el puesto del segundo depredador más grande que se haya descubierto en América del Norte. El Tyrannosaurus rex, que ocupa el primer puesto, llegó 30 millones años más tarde y pesaba más del doble.
El Siats vivió en lo que hoy es Utah durante el período Cretácico tardío (hace entre 100 millones y 66 millones de años). Previamente se desconocía quién fue el carnívoro supremo en América del Norte durante este período. Los carcharodontosaurios reinaron durante mucho más tiempo en América del Norte de lo que estimaban muchos paleontólogos, entre ellos Zanno, tal como admite ella misma.
De hecho, el Siats llena un vacío de más de 30 millones de años en el registro fósil, tiempo durante el cual el papel de depredador supremo pasó de los carcharodontosaurios en el Cretácico Temprano a los tiranosaurios en el Cretácico Tardío.

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Transmitir la luz solar a los espacios interiores donde no llega

INGENIERÍA

La situación de tener que encender una lámpara pese a ser de día, porque la luz solar no llega hasta las habitaciones más internas de un edificio, es una situación muy común.
El equipo de Anton Harfmann y Jason Heikenfeld, de la Universidad de Cincinnati en Estados Unidos, ha ideado un sistema que podría cambiar radicalmente la iluminación de los espacios interiores. Con este sistema, llamado SmartLight, la luz solar que entra del exterior por un punto de un edificio, puede iluminar espacios desprovistos de ventanas, gracias a la ayuda de diminutas células o celdas electrofluídicas y una serie de "respiraderos".
La luz solar conducida a través del sistema es usada tal cual, sin ser transformada, allá donde, de otro modo, llegaría muy mermada.
Esta estrategia es, con mucho, más eficiente que convertir la luz en electricidad mediante paneles solares y luego usarla para alimentar lámparas que transformen la electricidad de nuevo en luz, y por supuesto es mucho más sostenible que generar luz eléctrica mediante la quema de combustibles fósiles o fisionando núcleos de átomos pesados en una central nuclear.

Un interior iluminado por la luz solar y sin el nuevo sistema

La tecnología podría aplicarse a cualquier edificio, ya sea grande o pequeño, viejo o nuevo, residencial o comercial. Pero Harfmann y Heikenfeld creen que tendrá las consecuencias más notables en grandes edificios comerciales. Según el Departamento de Energía de Estados Unidos, el 21 por ciento del consumo de electricidad del sector comercial se destinó a la iluminación en 2011.

El mismo interior en las mismas circunstancias excepto que aquí está equipado con el sistema SmartLight.

Poder iluminar con luz solar cualquier rincón de un edificio durante el día supondría un ahorro notable en electricidad.
SmartLight trabaja del siguiente modo: Una estrecha "rejilla" de células electrofluídicas, que se autoabastece de energía mediante un sistema fotovoltaico propio, se instala cerca del borde superior de una ventana. Cada célula o celda, cuyo tamaño es de sólo unos milímetros, contiene líquido con propiedades ópticas tan buenas o incluso mejores que las del vidrio. La tensión superficial del líquido puede ser rápidamente manipulada para obtener formas como lentes o prismas a través de una estimulación eléctrica mínima, entre 10.000 y 100.000 veces menor que la energía que requiere una bombilla incandescente tradicional. De esta manera, la luz del Sol que pase a través de la célula puede ser controlada.
La rejilla puede dirigir una parte de la luz para hacer que se refleje en el techo e iluminar el ambiente de la habitación. Otra porción de la luz entrante puede enfocarse hacia "lámparas" especiales que desempeñarían la misma función de las lámparas tradicionales de escritorio: alumbrar con luz potente y concentrada una porción de la mesa de trabajo. Otra porción de la luz podría ser transmitida a través de los espacios vacíos de la parte más alta de la habitación, hacia la sala de al lado, a través de una ventana ya existente, o instalada para la función, de tipo montante (pequeña ventana situada justo encima de una puerta), equipada con su propia rejilla electrofluídica. Desde allí, se podría repetir el proceso para permitir que la luz solar entrante alcance áreas más profundas y más oscuras de cualquier edificio. Y todo esto se hace sin necesidad de instalar nuevos conductos, cables o tubos.

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Robot volador con aspecto de mosca y medusa

ROBÓTICA

El prototipo del diminuto robot volador parecido a una mosca y a una medusa bate sus cuatro alas 20 veces por segundo. (Foto: NYU / L. Ristroph)

Muchos enfoques para la construcción de robots aéreos pequeños se basan en imitar el vuelo de insectos tales como las moscas de la fruta. El desafío en ello es que el vuelo de una mosca es inherentemente inestable. Para mantenerse en vuelo y maniobrar, una mosca debe vigilar constantemente su entorno para detectar cada soplo de viento o depredador acercándose, ajustando sus movimientos de vuelo para reaccionar en cuestión de fracciones de segundo a cada cambio. Recrear esa clase de control complejo en un dispositivo mecánico y miniaturizar éste lo suficiente como para que quepa dentro de un robot minúsculo resulta muy difícil.
Leif Ristroph de la Universidad de Nueva York ha adoptado un enfoque imaginativo para permitir volar a un robot sin esas limitaciones. Él ha ideado una nueva manera de volar batiendo las alas que no necesita ningún tipo de sistema de realimentación o control estricto para ser estable, y que es similar a los movimientos que hacen las medusas al nadar. El prototipo del singular robot volador, que pesa unos pocos gramos y tiene ocho centímetros de envergadura, vuela batiendo cuatro alas que están dispuestas como pétalos de una flor. Aunque el movimiento hacia arriba y abajo de las alas recuerda al de los temblores rítmicos de una masa de gelatina al sacudirla, el aleteo del robot al volar podría compararse más bien con el de una polilla en bastantes aspectos. Y la apariencia de las alas, translúcidas, es más similar a la de las alas de una mosca. El vehículo puede mantenerse estacionario en el aire, subir, y volar en una dirección particular.
El robot, cuya tecnología innovadora ha sido estudiada en detalle por Ristroph y Stephen Childress de la misma universidad, es aún un prototipo primitivo de pruebas, mayormente encaminado a probar el singular sistema de vuelo, pero en un futuro podríamos asistir al surgimiento de nuevas y más sofisticadas versiones, capaces de realizar tareas prácticas, como por ejemplo vuelos de vigilancia, inspecciones de búsqueda y rescate, mediciones atmosféricas y hasta monitorización del tráfico aéreo.

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Robot serpiente para explorar Marte

ASTRONÁUTICA

Pål Liljebäck y Aksel Transeth de la SINTEF, y Knut Robert Fossum de la NTNU, probando un robot serpiente, Wheeko. (Foto: SINTEF / Thor Nielsen)

La Agencia Espacial Europea (ESA) desea que sus misiones en Marte dispongan de vehículos con una mayor movilidad y una mejor maniobrabilidad, algo difícil para robots con ruedas en un mundo donde obviamente no hay carreteras. Los robots con ruedas enviados al Planeta Rojo tienen un diseño especial que les permite superar bastantes obstáculos y desniveles, pero si se quiere ir más allá de sus capacidades hay que buscar diseños del todo alternativos, que no dependan de que un terreno sea razonablemente llano para poder avanzar por él. Los robots con patas son una opción muy estudiada, aunque también hay otros diseños. Uno de estos es la de los robots serpiente, para los que se pretende emular la extraordinaria capacidad de los ofidios de reptar por sitios que difícilmente otros animales podrían alcanzar o atravesar.
El equipo de Pål Liljebäck y Aksel Transeth, de la SINTEF (Fundación para la Investigación Científica e Industrial), una organización noruega que es la mayor organización independiente de investigación en los países escandinavos, trabaja en un estudio de viabilidad encargado por la ESA.
La ESA y los investigadores de la SINTEF creen que mediante la combinación entre un robot con ruedas más o menos tradicional que pueda circular a grandes distancias, y un robot serpiente capaz de arrastrarse por el suelo y llegar hasta lugares de difícil acceso, se pueden abrir muchas más posibilidades que las disponibles actualmente.
Robotnor, un centro noruego de investigación y desarrollo en robótica, que se nutre de personal de la SINTEF y de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU) ha asumido buena parte del trabajo.
Hasta el momento, cuatro robots móviles de la NASA han aterrizado y funcionado en Marte. Estos son, en líneas generales, robots que funcionan con energía solar, tienen seis ruedas y disponen de brazos robóticos capaces de tomar muestras de suelo. El Sojourner aterrizó en 1997, el Spirit y el Opportunity lo hicieron en 2003, y el robot por ahora más avanzado, el Curiosity, aterrizó en Marte en agosto de 2012.
La maniobrabilidad en la superficie marciana es un desafío. El Spirit vio terminada su misión después de quedar atascado en una masa de arena marciana. Los vehículos con ruedas no pueden llegar a muchos de los puntos en los que sería ideal tomar muestras.
Por el momento, las muestras de suelo de Marte se toman de donde se puede y son analizadas a bordo de los robots, tras lo cual los resultados se comunican a la Tierra. Sin embargo, la ESA, que tiene misiones previstas para 2016 y 2028, también quiere examinar opciones de diseño que permitan enviar muestras de alto valor científico a la Tierra. Los robots serpiente podrían ayudar a recolectar este tipo de muestras, ya que son capaces de llegar a recovecos de sitios intransitables que los robots con ruedas nunca podrían alcanzar.
Una opción es alojar al robot serpiente en uno de los brazos del robot principal con ruedas, con la capacidad de desprenderse del brazo y volver a afianzarse a él por cuenta propia, lo cual le permitirá bajar al suelo, donde podrá arrastrarse serpenteando por sus propios medios. Los investigadores prevén utilizar el robot nodriza para recorrer grandes distancias, después de lo cual el robot serpiente puede separarse de su compañero y avanzar por áreas estrechas y de difícil acceso.
Para el suministro energético del robot serpiente, y teniendo en cuenta que no se alejará mucho de su compañero más grande y con ruedas, la opción que cuenta con la mejor acogida por los ingenieros es la de un cable que conecte el robot serpiente con el robot nodriza. El cable suministrará energía y servirá como vía de tracción, es decir, podrá ser usado por el robot nodriza como una cuerda de la que tirar para arrastrar al robot serpiente hasta subirlo de nuevo a bordo del robot nodriza. La comunicación entre el par de robots se hará preferentemente a través de señales transmitidas por el cable.
El cable entre el robot con ruedas y el robot serpiente también permitirá que éste último sea capaz de ayudar a su compañero si sus ruedas quedan atascadas en una masa de arena. En tal situación, el robot serpiente podría bajar por sí mismo al suelo y afianzar el cable enrollándolo en torno a una roca para así facilitar al robot con ruedas una vía para arrastrarse sin depender de éstas ya que el robot nodriza al enrollar en su mecanismo el otro extremo del cable, se vería arrastrado hacia la roca, hasta salir del terreno del que sus ruedas no pudieran sacarle.

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Asombrosa estructura de la materia: Una "esponja" de electrones

QUÍMICA

Kristina Kvashnina y Pieter Glatzel preparando un experimento en una de las instalaciones del ESRF, donde se realizaron los experimentos. (Foto: ESRF / A. Molyneux)

Se ha abierto un nuevo capítulo en el conocimiento científico sobre la actividad química de las nanopartículas y las formas exóticas de materia que pueden resultar de la interacción de partículas subatómicas.
En la mayoría de las reacciones químicas ocurre la transferencia de un electrón de un átomo a otro. Anteriormente se creía que los electrones participantes en una reacción química sobre la superficie de una nanopartícula estaban ubicados en uno de los átomos en la superficie.
Sin embargo, usando haces de rayos X en el ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) en Grenoble, Francia, un equipo internacional de científicos encabezado por Pieter Glatzel del ESRF y Víctor Puntes del Instituto Catalán de Nanotecnología en Barcelona, Cataluña, España, ha comprobado que los electrones absorbidos y liberados por nanopartículas de dióxido de cerio durante ciertas reacciones químicas se comportan de una manera completamente diferente a la que previamente se creía: Los electrones no están ligados a átomos individuales, sino que, como una nube, se distribuyen sobre toda la nanopartícula. Inspirados por la similitud de su forma, los científicos se refieren a esta distribución espacial de partículas como una "esponja de electrones".
La cuestión no es solo de interés académico. Hoy en día, las nanopartículas de dióxido de cerio se utilizan ampliamente en procesos industriales y también en productos de uso común. Están presentes, por ejemplo, en las paredes de algunos hornos con capacidad de autolimpieza. También son un candidato importante para la próxima generación de baterías de ión-litio, las cuales tendrán voltajes más altos y una mayor capacidad de almacenamiento de energía.
El cerio es razonablemente abundante en la corteza de la Tierra y se le puede extraer y purificar con bastante facilidad. Sin embargo, sin un conocimiento profundo de los procesos químicos que ocurren en la superficie de las nanopartículas de dióxido de cerio, es imposible optimizar su uso actual y futuro. Además, adquirir ese conocimiento profundo es también un paso ineludible que debe darse para poder evaluar los límites de uso seguro de las nanopartículas de esta clase.
El siguiente paso, ya iniciado, en esta línea de investigación será esclarecer si este agrupamiento anómalo de electrones es una propiedad sólo del dióxido de cerio o también de otras nanopartículas utilizadas ampliamente, como por ejemplo las de dióxido de titanio.
En el estudio también han trabajado Jean-Daniel Cafun y Kristina Kvashnina del ESRF, así como Eudald Casals del Instituto Catalán de Nanotecnología.

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Más pruebas de que los primeros pobladores de América llegaron de Siberia

ANTROPOLOGÍA

Kelly Graf señala, en un mapa de Rusia, el punto donde se encontró el carismático esqueleto. (Foto: Universidad A&M de Texas)

Los resultados de un minucioso análisis de ADN sobre los restos óseos de un muchacho, a los que se les calculan unos 24.000 años de antigüedad, han causado una honda sorpresa en la comunidad arqueológica y obligarán a reescribir páginas de la historia sobre los primeros pobladores del continente americano.
Los resultados del citado estudio de ADN indican que casi el 30 por ciento de la ascendencia del nativo americano moderno típico proviene del mismo acervo genético presente en este joven, lo que sugiere que los primeros americanos vinieron bastante directamente de Siberia, según los autores de este estudio.
Kelly Graf, profesora en el Centro para el Estudio de los Primeros Americanos y el Departamento de Antropología de la Universidad A&M de Texas, en College Station, Estados Unidos, forma parte del equipo internacional que ha realizado esta reveladora investigación. El equipo lo encabezan Eske Willerslev y Maanasa Raghaven, del Centro de Geogenética en la Universidad de Copenhague, Dinamarca, y está compuesto por investigadores de las universidades estadounidenses de California en Berkeley y de Chicago, así como de instituciones de Suecia, Rusia y Reino Unido.
Graf y Willerslev concibieron el proyecto y viajaron al Museo Estatal del Hermitage en San Petersburgo, Rusia, donde los restos están almacenados, para recoger muestras de ADN antiguo. El esqueleto fue descubierto a finales de la década de 1920 cerca del pueblo de Mal'ta en el sector centro-sur de Siberia, pero hasta este nuevo análisis de ADN el sexo del esqueleto era desconocido.
Ahora se puede afirmar con certeza que este individuo era de sexo masculino.
Graf ayudó a extraer ADN del brazo del chico y, tal como ella confiesa, los resultados sorprendieron a todo el equipo de investigación. Dichos resultados demuestran que este joven tiene vínculos genéticos estrechos con los actuales nativos americanos y algunos eurasiáticos occidentales, específicamente con los de algunos grupos que viven en el centro y el sur de Asia, así como en algunas partes de Europa. Asimismo, el misterioso muchacho tiene vínculos genéticos cercanos con otras poblaciones eurasiáticas occidentales de la edad del hielo que vivieron en la Rusia europea, la República Checa e incluso Alemania. Graf y sus colegas creen que estas personas de la era glacial se desplazaban a grandes distancias y eran capaces de establecer y mantener un acervo genético que se extendía desde el centro de Siberia hasta el centro de Europa.
El hecho de que la comunidad de la que formó parte el chico de Mal'ta estuviera formada por individuos que fueron antepasados de los nativos americanos explica por qué algunos de los más antiguos esqueletos de nativos americanos fueron interpretados como más propios de personas europeas en algunos de sus rasgos.
El nuevo estudio parece demostrar que los antepasados de los nativos americanos emigraron al continente americano desde Siberia y no directamente desde Europa como algunos científicos sugirieron no hace mucho tiempo.
El análisis minucioso del ADN del chico de Mal'ta ha permitido obtener el que se considera como el genoma completo más antiguo secuenciado hasta la fecha de un humano.
Cerca de los restos del muchacho, se encontraron en su día herramientas de sílex, un collar con cuentas y lo que parecen ser unos colgantes o enseres decorativos similares, todo ello aparentemente colocado en la sepultura como un ajuar funerario.
El descubrimiento del parentesco descrito plantea nuevas preguntas sobre la cronología de la llegada de humanos a Alaska, y finalmente a América del Norte, un tema muy debatido en los estudios sobre los primeros americanos.
Aunque los resultados obtenidos en la nueva investigación no pueden aportar elementos de juicio decisivos en este debate, sí respaldan la teoría de que los ancestros de los nativos americanos pudieron haber estado en Beringia, una masa de tierra que existió durante el último máximo glacial y que se extendía desde el nordeste de Siberia hasta el oeste de Alaska, incluyendo el puente de tierra del Estrecho de Bering. Se cree que esos ancestros de los americanos nativos abandonaron primeramente Siberia en busca de pastos más verdes hace quizás tanto como 30.000 años, y se establecieron en Beringia donde permanecieron durante algunos miles de años. Desde allí pudieron colonizar Alaska y América mucho antes que hace 14.500 años, la edad sugerida por el registro arqueológico.
¿En qué época exacta los humanos colonizaron el continente americano? ¿De dónde vinieron y qué rutas tomaron? Estas preguntas han carecido de respuestas científicas claras durante décadas, pero desde hace poco hay respuestas más esclarecedoras que están tomando forma de manera prometedora.
Las nuevas técnicas de análisis genético molecular, y una búsqueda revigorizada de yacimientos arqueológicos en todo el hemisferio occidental, recientemente han llevado a algunos resultados asombrosos.
Desde la genética, ahora sabemos que una sola población de humanos anatómicamente modernos se propagó desde el sur de Siberia hacia el puente de tierra del Estrecho de Bering en época tan temprana como hace unos 30.000 años, y después, hace tal vez unos 16.500 años, pasó de Beringia al continente americano.
Desde la arqueología, hay constancia de que los primeros americanos aparecieron al sur de las capas de hielo de Canadá hace aproximadamente 15.000 años, 2.000 años antes de la aparición y propagación de la Civilización Clovis, cuyos integrantes fueron considerados durante mucho tiempo como los primeros pobladores del continente americano.

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