Autor Tema: FORO-CIENCIA (Leído 857931 veces)

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Nuevo y sofisticado sensor para ver a través de la materia sin usar rayos X

El sensor. (Foto: Fraunhofer FHR)

Un nuevo sensor de ondas milimétricas permite ver a través de materiales opacos sin enviar rayos nocivos, como sí deben hacer los aparatos de rayos X. Además, posee un nivel de detalle superior para muchos materiales, y es poco voluminoso.
¿El envase fue llenado correctamente? ¿Hay impurezas en el chocolate? ¿Han sido soldadas correctamente las costuras de plástico? ¿Hay un cuchillo escondido en el bolso? Las respuestas a todas estas preguntas las puede proporcionar el sensor SAMMI (las siglas del nombre en inglés Stand Alone MilliMeter wave Imager).
Unos investigadores del Instituto Fraunhofer para la Física de Alta Frecuencia y Técnicas de Radar en Wachtberg, Alemania, han desarrollado el dispositivo que, con 50 centímetros de ancho y 32 de altura, no es más grande que una impresora láser compacta. El sistema SAMMI puede trabajar fácilmente con cualquier material no metálico.
El dispositivo desarrollado por el equipo de Helmut Essen detecta cosas como por ejemplo astillas de madera ocultas accidentalmente en un paquete de pañales, burbujas de aire no deseadas en el plástico, roturas en barritas de mazapán, y cuerpos extraños en los alimentos. Incluso puede detectar y monitorizar el proceso de deshidratación en las plantas y cuánto las ha afectado una sequía.
Todo esto hace que este escáner sea muy versátil; sirve lo mismo para el control de calidad de los productos elaborados en una fábrica, como para el análisis de materiales en laboratorio, por citar dos tipos de aplicaciones.
Dado que el sistema puede detectar sustancias peligrosas como por ejemplo explosivos en cartas bomba, puede servir, dispuesto en forma de radares de ondas milimétricas, como una estrategia para proteger a personas cuyos oficios o cargos les colocan en una situación de mayor riesgo frente a la amenaza de cartas y paquetes bomba, desde políticos hasta transportistas y empleados de servicios postales.
La característica más llamativa del sistema SAMMI es su capacidad para captar hasta las diferencias más pequeñas en los materiales; diferencias que son invisibles para los rayos X. El SAMMI puede, por ejemplo, distinguir entre diferentes rellenos en tabletas de chocolate, o entre compuestos de caucho que en muchos aspectos son casi idénticos. Otra ventaja es que el escáner no emplea radiación ionizante, la cual puede dañar la salud. A todo ello hay que añadirle que necesita poco mantenimiento, y no requiere los controles periódicos necesarios para todo aparato con tubos de rayos X.

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Un paso más cerca de la creación de la superlente

Esquema de un metamaterial. (Foto: Michigan U.)

Una superlente nos permitiría ver un virus en una gota de sangre, y abriría las puertas a una electrónica mejor y más barata. Sería posible fabricar microscopios de resolución extremadamente alta y hacerlos tan comunes como las cámaras en nuestros teléfonos móviles.
Todavía no se ha fabricado una superlente, también conocida como la lente perfecta, aunque muchos científicos lo están intentando.
Las lentes ópticas están limitadas por la naturaleza de la luz, concretamente por lo que se conoce como límite de difracción. Eso hace que incluso la mejor lente convencional no nos permita ver objetos más pequeños de unos 200 nanómetros de diámetro, es decir alrededor del tamaño de la bacteria más pequeña.
Los microscopios electrónicos de barrido pueden captar objetos mucho más pequeños, de alrededor de un nanómetro de diámetro, pero son caros, pesados y del tamaño de un escritorio grande, por todo lo cual no resultan muy portátiles ni están al alcance de cualquiera.
Para construir una superlente se necesita recurrir a los metamateriales. Estos son materiales artificiales, trabajados a escala nanométrica en su estructura y que gracias a ello poseen propiedades que no existen en ningún material natural ni en ninguno de los artificiales de tipo convencional.
Sólo desde hace unos pocos años, los científicos están empezando a fabricar metamateriales, buscando hacer realidad fenómenos que no muchos años atrás eran exclusivos de la ciencia-ficción, como por ejemplo las capas de invisibilidad, la levitación cuántica y las superlentes.
Ahora, el equipo de Durdu Guney, profesor de ingeniería electrónica y de computación en la Universidad Tecnológica de Michigan, ha logrado un gran avance hacia la creación de una superlente que pueda usar la luz visible para permitir ver objetos más pequeños que lo permitido por el límite de difracción.
El secreto reside en los plasmones, oscilaciones de carga cerca de la superficie de películas delgadas de metal que se combinan con nanoestructuras especiales. Cuando se les excita mediante un campo electromagnético apropiado, recogen ondas de luz de un objeto y las refractan de un modo que no se da en la naturaleza y que es definible, hasta cierto punto, como refracción negativa. Esto permite a la lente superar el límite de la difracción. Y, en el caso del modelo de Guney, podría permitir ver objetos tan pequeños como de 100 nanómetros de diámetro.
Otros investigadores también han conseguido eludir el límite de difracción, pero no a lo largo de todo el espectro de la luz visible. El modelo de Guney, en cambio, ha demostrado cómo los metamateriales podrían ser “estirados” para refractar las ondas de luz, desde la banda infrarroja, pasando por la luz visible, y adentrándose en la banda ultravioleta.
Fabricar estas superlentes sería relativamente barato, lo que permitiría extender su abanico de aplicaciones prácticas mucho más allá de los usos de laboratorio, hasta el punto de que sería incluso factible, en opinión de Guney, incorporar superlentes en los teléfonos móviles.

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Iluminación para sentirse a cielo abierto en interiores

El techo luminoso que simula trabajar al aire libre. (Foto: © Fraunhofer IAO)

Trabajar a cielo abierto, pero sin tener que soportar rigores climáticos ni precipitaciones, es una opción que muy pocas personas tienen. No todo el mundo puede trabajar en un ático con una inmensa claraboya.
Ahora, un techo de iluminación dinámica lleva el cielo a viviendas y oficinas al crear el efecto de nubes que pasan. Este tipo de iluminación, según sus diseñadores, genera un entorno agradable que ayuda a concentrarse, y por tanto a trabajar o a estudiar.
A medida que el viento empuja las nubes por el cielo, la luz que recibimos abajo cambia constantemente. La sensación de amplitud y libertad que experimentamos al aire libre es exactamente lo que los investigadores del Instituto Fraunhofer de Ingeniería Industrial en Stuttgart, Alemania, han replicado en interiores.
Este novedoso techo, que los investigadores del citado instituto han desarrollado en estrecha colaboración con investigadores de la empresa LEiDs GmbH, está compuesto por losetas de 50 por 50 centímetros. Cada loseta alberga una placa con 288 diodos emisores de luz (LEDs).
Las losetas se colocan en el techo. Una película especial garantiza que no se perciban puntos individuales de luz, sino una única fuente luminosa. Se usa una combinación de LEDs blancos, rojos, azules y verdes para producir el espectro de luz completo. Esta combinación hace posible generar más de 16 millones de colores.
El objetivo principal del desarrollo del cielo virtual era simular condiciones de iluminación naturales en un día seminublado. Para lograr esto, el equipo de Matthias Bues, del Instituto Fraunhofer de Ingeniería Industrial, examinó cuidadosamente la luz natural para encontrar cómo y con qué rapidez cambia el espectro de luz cuando las nubes se mueven por el cielo. Los LEDs permiten simular estos cambios dinámicos en la iluminación de una manera que no resulta obvia a simple vista. De lo contrario, la iluminación podría distraer de su trabajo a la gente. Tiene que fluctuar lo suficiente como para evitar que la gente se sienta amuermada, pero sin perturbar su concentración. Los resultados de un estudio preliminar indican que los usuarios encuentran muy agradable este tipo de iluminación dinámica.

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Terroristas en las redes sociales

Internet es un nuevo campo de batalla, y los virus de ordenador y otros sabotajes informáticos son sólo uno de los muchos elementos de la actividad criminal en el ciberespacio. (Foto: NCYT/JMC)

El tema de este artículo es delicado. Por un lado, está la amenaza ejercida por las organizaciones terroristas que ahora están usando las redes sociales de internet para reclutar miembros o simpatizantes. Por otro lado, está la necesidad siempre polémica de ejercer una mayor vigilancia sobre los internautas en aras de lograr una mayor seguridad, un objetivo muy buscado por los servicios secretos de naciones como Israel, envueltas en conflictos graves contra sus adversarios.
El acceso ilegal a bases de datos por parte de los hackers de organizaciones terroristas, es sólo la punta del iceberg en la actividad terrorista que tiene lugar en internet. Las conclusiones de un nuevo estudio respaldan la sospecha de que diversas organizaciones terroristas han cambiando sus estrategias en internet, para concentrarse ahora en las redes sociales. Actualmente, hay grupos en Facebook que están invitando a los usuarios a unirse a ellos para apoyar a organizaciones a las que se ha relacionado con el respaldo a bandas terroristas.
Hoy, cerca del 90 por ciento del terrorismo organizado que se ejecuta en internet está siendo llevado a cabo a través de los medios de comunicación social." Así de contundente se muestra el profesor Gabriel Weimann de la Universidad de Haifa, en Israel. "Mediante el uso de estas herramientas, esas organizaciones son capaces de estar activas en el reclutamiento de nuevos simpatizantes y sin limitaciones geográficas".
En los últimos diez años, Weimann ha llevado a cabo un estudio sobre sitios de internet públicos o codificados de organizaciones terroristas internacionales, grupos de apoyo a estas organizaciones, foros, vídeos y cualquier información en internet relativa al terrorismo de carácter global.
Según Weimann, las organizaciones terroristas están muy interesadas en reclutar nuevos seguidores en varios de los nuevos medios de comunicación en internet, como por ejemplo Facebook, salas de chat, YouTube, y Myspace, por citar algunos de estos medios. Las vías de comunicación social están permitiendo a las organizaciones terroristas tomar iniciativas como por ejemplo hacer solicitudes de "amistad", subir videos, y muchas más cosas, sin tener que recurrir a las herramientas pasivas disponibles en los sitios web tradicionales.
La popularidad de Facebook está siendo utilizada por las organizaciones terroristas, según Weimann, quien argumenta que además de reclutar a nuevos amigos, dichas organizaciones utilizan esta plataforma como recurso para reunir datos estratégicos de los que valerse en sus operaciones. Países como Estados Unidos, Canadá y el Reino Unido han ordenado a sus soldados borrar información personal de esta red, como precaución en caso de que Al Qaeda vigile sus perfiles con la esperanza de obtener información que pueda usar con fines malévolos. "Facebook se ha convertido en un gran lugar para obtener datos que se puedan emplear en tareas de inteligencia. Muchos usuarios no se molestan en averiguar a quién confirman como "Amigo" y a quien le están proporcionando el acceso a una gran cantidad de información sobre su vida personal. Al mismo tiempo, los terroristas pueden crear perfiles falsos que les permitan entrar en grupos altamente visibles", explica Weimann.
Para las organizaciones terroristas, los medios de comunicación social también están proporcionando una plataforma con la que maximizar el intercambio de información "profesional". Un ejemplo de ello, según la experiencia de Weimann, es el siguiente intercambio de mensajes, en un foro abierto, no codificado: Un sujeto publicó: "Tengo un kilogramo de acetona. Quiero saber cómo fabricar un explosivo con el cual volar un jeep militar". Un miembro del foro respondió rápidamente con instrucciones muy descriptivas sobre cómo usar el líquido explosivo en la fabricación de un artefacto explosivo eficaz.
“Lo más avanzado de la tecnología occidental de comunicaciones es, paradójicamente, lo que las organizaciones terroristas están usando ahora”, sentencia Weimann.

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Un nuevo tipo de materiales aislantes en volumen pero conductores en superficie

Los electrones en los materiales topológicos circulan por los bordes del material, no por su volumen. (Imagen: © 2010 K. Kuroda)

Un grupo de investigadores de cinco países ha descubierto un nuevo tipo de aislante topológico —materiales que, siendo aislantes en su volumen, son conductores en su superficie— que presenta unas propiedades muy prometedoras a nivel tecnológico.
Los aislantes topológicos, observados por primera vez en 2007, son materiales que, aunque son aislantes en su interior o su volumen, se comportan como metales conductores en la superficie. Sus propiedades únicas se podrían utilizar para nuevas aplicaciones en espintrónica y en computación cuántica. Ahora, físicos del Donostia International Physics Center (DIPC) y del Centro de Física de Materiales (CFM, centro mixto CSIC-UPV/EHU), junto a investigadores de otros países, han descubierto un nuevo tipo de estos aislantes. Los resultados se han publicado recientemente en la revista Nature Communications.
El carácter metálico superficial de estos materiales aislantes en volumen es debido a un particular estado electrónico confinado en la superficie. Sin embargo, para poder rentabilizar este singular fenómeno, a menudo es necesario poder sintonizar adecuadamente la energía de ese estado de conducción.
Los investigadores han demostrado que la mayoría de los compuestos ternarios ordenados (complejos de germanio, estaño, plomo, bismuto, antimonio, teluro y selenio) son aislantes topológicos tridimensionales reales que muestran propiedades distintas de las observadas en otros compuestos binarios. En particular, su estado metálico se encuentra a 1-2 nm de profundidad, lo que hace sea más estable y esté más protegido ante cualquier alteración de la superficie, mientras que las características de su espín permiten modificaciones magnéticas del material.
La existencia de este tipo de aislantes topológicos exóticos fue primeramente predicha a nivel teórico por científicos de Tomsk (Rusia), Halle (Alemania) y de Donostia (España). Siguiendo esta predicción, químicos de Baku (Azerbaiyán) crearon una muestra de cristal simple de uno de esos compuestos. La muestra fue después estudiada por investigadores de Zúrich (Suiza) y Hamburgo (Alemania), confirmándose todas las predicciones teóricas.
El descubrimiento ofrece una vía de avance en relación al diseño de las propiedades electrónicas y de espín (es decir, propiedades magnéticas) utilizando diferentes compuestos, y confirma la posibilidad de crear aislantes topológicos con estados de conducción profundos, auto-protegidos, y por tanto, estados de conducción tecnológicamente relevantes.

Fuente: Basque Research

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La misión Planck detecta una misteriosa neblina de microondas cerca del centro de la galaxia

Distribución del monóxido de carbono en todo el cielo. (Foto: ESA/Planck Collaboration; T. Dame et al., 2001)

La misión de la ESA Planck ha revelado que nuestra galaxia contiene islas de gas frío que no habían sido descubiertas previamente, así como una misteriosa neblina de microondas. Estos resultados proporcionan a los científicos nuevos datos con los que investigar, y les sitúa más cerca de comprender el plano de construcción de las estructuras cósmicas.
Los resultados, en esta fase intermedia de la misión Planck, han sido dados a conocer en una conferencia internacional en Boloña, Italia, a la que asisten astrónomos de todo el mundo.
Estos resultados incluyen el primer mapa de distribución de monóxido de carbono que cubre todo el cielo. El monóxido de carbono es un ingrediente de las nubes frías presentes en la Vía Láctea y en otras galaxias. Estas nubes, integradas fundamentalmente por moléculas de hidrógeno, constituyen los reservorios a partir de los cuales nacen estrellas.
Sin embargo, las moléculas de hidrógeno son difíciles de detectar porque apenas emiten radiación. El monóxido de carbono se forma en condiciones similares y, aunque es mucho más raro, emite luz más fácilmente y por tanto se detecta mejor. Los astrónomos lo usan como indicador de la presencia de nubes de hidrógeno.
“Planck resulta ser un detector excelente de monóxido de carbono en todo el cielo”, dice Jonathan Aumont, del Institut d’Astrophysique Spatiale, Universite Paris XI, en Orsay, Francia.
Las observaciones de monóxido de carbono llevadas a cabo con radiotelescopios en tierra requieren mucho tiempo de observación, y por tanto se limitan a las regiones del cielo en las que se sabe que existen –o se espera que existan- nubes moleculares.
“La gran ventaja de Planck es que barre todo el cielo, y nos permite detectar concentraciones de gas molecular donde no esperábamos encontrarlas”, dice Aumont.
Planck ha detectado también una misteriosa neblina de microondas que por ahora constituye un misterio.
Procede de la región en torno al centro galáctico, y parece ser radiación de tipo sincrotrón. Esta radiación se produce cuando los electrones atraviesan campos magnéticos tras haber sido acelerados en explosiones de supernovas.
Lo curioso es que la radiación sincrotrón que aparece asociada a la misteriosa neblina galáctica tiene características diferentes de la emisión sincrotrón que se detecta en otros lugares de la Vía Láctea.
La niebla galáctica muestra lo que los astrónomos llaman un espectro más duro: su emisión no disminuye tan rápidamente a medida que la energía aumenta.
Se han propuesto varias explicaciones para este extraño comportamiento, incluyendo más supernovas de lo habitual, vientos galácticos e incluso la aniquilación de partículas de materia oscura.
Pero hasta ahora ninguna de ellas ha podido ser demostrada.
“Los resultados sobre la niebla galáctica y la distribución del monóxido de carbono obtenidos hasta ahora por Planck nos proporcionan una nueva visión sobre procesos muy interesantes que tienen lugar en nuestra galaxia”, dice Jan Tauber, Jefe Científico de Planck, de la ESA.
El principal objetivo de Planck es observar la Radiación de Fondo Cósmico de Microondas (CMB) -la luz fósil del Big Bang-, y analizar la información que contiene acerca de los ingredientes del universo y del origen de las estructuras cósmicas.
Pero este objetivo solo podrá ser alcanzado cuando hayan sido identificadas, y eliminadas, todas las fuentes de emisión más próximas en el tiempo, como la neblina galáctica y la señal del monóxido de carbono.
“La laboriosa y delicada tarea de eliminar la emisión de fuentes próximas nos proporciona datos muy valiosos sobre temas candentes tanto en astronomía galáctica como extragaláctica”, dice Tauber.
“Esperamos caracterizar esta emisión y después analizar la radiación de fondo de microondas con un detalle sin precedentes”, prosigue.
Los primeros resultados de Planck relativos al origen y la evolución del universo serán publicados en 2013.

Fuente: ESA

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El animal más antiguo de la Tierra

El fósil Otavia. (Foto: U. St. Andrews)

Muy poco después del hallazgo de un posible antepasado unicelular de todos los animales conocidos, en rocas de 570 millones de años de antigüedad situadas en el sur de China, sobre el cual ya informamos desde NCYT, tenemos ahora que hablar de otro descubrimiento inmediato a ese e igual de espectacular: el hallazgo de los que parecen ser los restos del primer animal que existió en el planeta, o por lo menos del más antiguo conocido.
Este importante descubrimiento, hecho por un equipo internacional de expertos durante una investigación geológica en el desierto de Namibia, África, podría hacer retroceder muchas decenas de millones de años la fecha de aparición de la vida animal en la Tierra.
El descubrimiento del que parece ser el fósil más antiguo de animal encontrado hasta la fecha fue realizado por el paleoantropólogo Bob Brain, del Museo Ditsong en Sudáfrica, junto con Tony Prave de la Universidad de St Andrews en el Reino Unido, y Karl-Heinz Hoffmann del servicio de prospección geológica de Namibia. El hallazgo lo hicieron en unas rocas antiguas del Parque Nacional de Etosha.
Los geólogos Donald Herd y Stuart Allison de la Universidad de St Andrews tuvieron un papel clave en el descubrimiento y el posterior análisis del fósil de animal, parecido a una esponja y con un tamaño inferior al milímetro.
Con una antigüedad que podría ser de hasta 760 millones de años, los restos hallados corresponden a varios individuos de la misma especie y época. La apariencia de estos seres es la de esferas vacías, con aberturas de tamaños distintos en su cuerpo. Esas aberturas eran usadas probablemente para permitir el paso de nutrientes hacia el interior del cuerpo y la salida de productos de desecho. Los investigadores también han encontrado una red de conductos internos que quizá era un intestino primitivo.
El organismo, que ha recibido el nombre de Otavia antiqua, pudo tener un estilo de vida parecido en algunos aspectos al de las esponjas marinas actuales. De hecho, el sitio donde vivía era marítimo. Las rocas donde los fósiles han sido encontrados estaban en aquella época en contacto con el agua de mar.
La época en la que vivieron esas criaturas fue muy hostil, ya que se cree que en aquel entonces imperaba una sucesión de eras hiperglaciales, que impusieron severos cambios climáticos a las formas de vida existentes. Se cree que esas eras hiperglaciales se caracterizaron por un estado de nuestro mundo definido a veces como la "Tierra Bola de Nieve". La hipótesis de la Tierra Bola de Nieve postula que la Tierra estuvo durante millones de años cubierta de polo a polo por una espesa capa de hielo.
Antes del hallazgo de los fósiles de Otavia antiqua, se creía que los primeros animales aparecieron hace entre 600 y 650 millones de años. Sin embargo, el descubrimiento del Otavia antiqua, y la antigüedad máxima que se le calcula, concuerdan con las predicciones sobre la fecha aproximada de surgimiento de la vida animal basadas en los hallazgos hechos por genetistas en sus investigaciones sobre los "relojes" o "calendarios" moleculares de otras especies. Analizando la maquinaria actual de la vida, es posible deducir cuándo y cómo surgió cada pieza.

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Nacen con éxito los primeros monos desarrollados a partir de células madre tomadas de dos embriones distintos

Roku y Hex. (Foto: OHSU)

Una nueva investigación ha dado como resultado los primeros nacimientos exitosos de monos desarrollados a partir de células madre tomadas de dos embriones distintos.
La investigación, que tuvo lugar en la Universidad de Salud y Ciencia de Oregón, también corroboró, al respecto de los aspectos estudiados, que las capacidades y funciones de las células madre implicadas son diferentes entre primates y roedores.
Se trabajó con células totipotentes y células pluripotentes.
Las células totipotentes son células provenientes del embrión en su fase inicial que tienen la capacidad de dividirse y producir todas las células diferenciadas de la placenta y el cuerpo del organismo.
Las células pluripotentes son células derivadas de una fase embrionaria posterior, que tienen la capacidad de formar el cuerpo pero no la placenta.
En ratones, tanto las células totipotentes como las pluripotentes de dos individuos diferentes pueden combinarse para formar un embrión que posteriormente se convierte en un individuo.
Sin embargo, la investigación actual ha demostrado que en un animal mayor, en este caso el mono macaco rhesus, los individuos formados a partir de células madre tomadas de dos embriones diferentes sólo pueden desarrollarse desde células totipotentes. El motivo de esto aún se desconoce.
El equipo de Shoukhrat Mitalipov hizo el hallazgo al producir exitosamente tres crías de macacos rhesus que han recibido los nombres de Roku, Hex y Chimero, siendo los primeros monos del mundo desarrollados a partir de células madre tomadas de dos embriones distintos.
Las terapias mediante células madre son muy prometedoras como medio para reemplazar a las neuronas dañadas en personas que sufren de parálisis debido a alguna lesión de la médula espinal, o también por ejemplo, para reemplazar a las células dañadas productoras de dopamina en los pacientes con el Mal de Parkinson, que pierden estas células a consecuencia de la enfermedad.
A medida que las terapias mediante células madre se van trasladando del laboratorio a la clínica, y desde los ratones hasta los seres humanos, se hace cada vez más necesario averiguar qué pueden y qué no pueden hacer estas células, y cómo las funciones celulares pueden diferir entre especies. De ahí la razón de que se realicen estudios como éste de la Universidad de Salud y Ciencia de Oregón.
[youtube]http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=XNQGmMcks0s[/youtube]

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La enzima que pudo ser la primera en generar oxígeno molecular en la Tierra

Gustavo Caetano Anollés. (Foto: L. Brian Stauffer)

Un punto crítico en la historia de la vida ocurrió hace entre 2.000 y 3.000 millones de años aproximadamente, cuando apareció y aumentó a pasos agigantados el oxígeno molecular en la Tierra.
Ahora se ha identificado una enzima que fue la primera, o una de las primeras, que generó oxígeno molecular en la Tierra.
El hallazgo es el fruto de los esfuerzos canalizados en más de una docena de estudios previos, destinados a rastrear la evolución molecular de la vida mediante la búsqueda de evidencias de esa historia en estructuras de proteínas presentes en la actualidad. Estos estudios, dirigidos por Gustavo Caetano Anollés, profesor de ciencias de los cultivos de la Universidad de Illinois y del Instituto de Biología Genómica, se centran en regiones estructural y funcionalmente distintas de las proteínas. Se trata de zonas conocidas como pliegues, que forman parte de la "caja de herramientas" universal de las células vivas.
Los pliegues de proteínas son mucho más estables que las secuencias de aminoácidos que las componen. Las mutaciones u otros cambios que aparecen en la secuencia a menudo no alteran la función o estructura de los pliegues. Esto hace que los pliegues sean marcadores mucho más fiables de patrones evolutivos muy antiguos.
En el nuevo estudio, Caetano Anollés, junto a colegas del Instituto de Investigación de Biociencia y Biotecnología en Corea, la Universidad Agrícola de Huazhong y la Universidad Tecnológica de Shandong, ambas en China, abordó un antiguo misterio: ¿Por qué algunos de los primeros organismos comenzaron a generar oxígeno?
En la comunidad científica se acepta mayoritariamente que hace unos 2.400 millones de años hubo un gran aumento de oxígeno molecular en la Tierra. Por lo general, los expertos coinciden en sostener que este aumento de oxígeno, llamado la Gran Oxigenación, estuvo asociado al surgimiento de organismos fotosintéticos.
Pero entonces surge la siguiente y conflictiva pregunta: El oxígeno es tóxico, así que ¿por qué un organismo vivo generaría oxígeno? Tuvo que haber una razón de peso.
Los investigadores buscaron respuestas en los "fósiles moleculares" aún presentes en las células vivas. Ellos analizaron pliegues de proteínas en casi un millar de organismos, que representaban a todos los dominios de la vida, para confeccionar una cronología de la historia de las proteínas.
El análisis reveló que en la reacción más antigua de metabolismo aeróbico, hace unos 2.900 millones de años, intervino la síntesis de piridoxal (la forma activa de la vitamina B6, que es esencial para la actividad de muchas enzimas). Una enzima que genera oxígeno, la manganeso-catalasa, apareció en esa misma época.
Las catalasas convierten el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno. Los investigadores suponen que los organismos primigenios "descubrieron" esta enzima cuando trataban de hacer frente a una gran cantidad de peróxido de hidrógeno en su entorno. Algunos geoquímicos creen que el peróxido de hidrógeno era muy abundante en aquellos tiempos, como consecuencia de una radiación solar intensa sobre los glaciares que cubrían gran parte de la Tierra.

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Lanzado el satélite de comunicaciones SES-4

(Foto: SS/L)

Después de varias semanas de retraso debido a problemas técnicos en el cohete que obligaron a llevarlo de nuevo al hangar, el tercer intento de lanzamiento de un Proton-M/Briz-M concluyó exitosamente el 14 de febrero.
El despegue se produjo a las 19:36 UTC, desde el cosmódromo de Baikonur. A bordo viajaba el satélite de comunicaciones SES-4, que con sus 6.180 kg es uno de los más grandes y pesados construidos hasta la fecha. Basado en una plataforma Loral-1300 de la estadounidense SS/Loral, es propiedad de la compañía británica SES Satellite Leasing, pero será utilizado por la holandesa SES World Skies.
Se trata de un satélite geoestacionario dotado de 52 repetidores en banda C y 72 en banda Ku, el cual será colocado en la posición 22 grados Oeste. Desde allí dará servicio a Europa, América, África y Oriente Medio. Será empleado para transmitir programas de televisión, señales encriptadas, telefonía, Internet, etc., durante al menos 15 años. Sustituirá al ya antiguo NSS-7, que será desplazado ligeramente para operar hasta el final de su vida activa.
La etapa Briz-M dejó a su carga en la órbita de transferencia geoestacionaria prevista. El satélite maniobrará por sus propios medios para alcanzar el punto de destino definitivo.
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Robots con rabo

El lagarto y el robot. (Foto: Robert Full lab, UC Berkeley)

Algunos reptiles tienen la envidiable habilidad de usar su cola para garantizar que caen sobre sus patas en vez de panza arriba. La adecuada secuencia de movimientos de su rabo mientras están en el aire corrige su posición y logra ese prodigio de caer siempre "de pie". Un equipo de robotistas ha estudiado cómo exactamente estos reptiles usan su cola para corregir su posición de caída, y han dotado de una capacidad parecida a un robot con ruedas, al que le han agregado un rabo.
La habilidad de esos reptiles no es tan fácil de emular como podría parecer. Lo que el cerebro biológico de un reptil puede lograr con relativa facilidad constituye en cambio un desafío informático de primer orden para un robot.
El equipo de Robert Full (Universidad de California en Berkeley) y Talia Moore (ahora en la Universidad de Harvard) usó filmaciones de alta velocidad para grabar cómo un lagarto del género Agama se las arreglaba para lograr buenas caídas en sus saltos desde una plataforma bajo diferentes circunstancias.
Cuando los investigadores vieron cómo el lagarto usaba su cola para contrarrestar el giro de su cuerpo mientras estaba en el aire, crearon un modelo matemático y fabricaron al Tailbot, un robot hecho a partir de un coche de juguete, al que equiparon con una cola y un pequeño giroscopio que determina la posición del cuerpo del robot.
En los experimentos, Tailbot ha demostrado que es capaz de estabilizar su cuerpo en el aire. Los movimientos de la cola generados con precisión por el robot redirigen el momento angular del cuerpo, como sucede con los lagartos en la misma situación, y le permiten aterrizar sobre sus ruedas. Para lograr esto, es fundamental que el robot, al igual que los reptiles a los que imita, perciba la posición de su cuerpo mientras está en el aire.
Inspirarse en las colas de los lagartos probablemente conducirá a la creación de robots de búsqueda y rescate mucho más ágiles, así como a la de robots que tengan una mayor capacidad para detectar con suma rapidez riesgos químicos, biológicos o nucleares.
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=fJiJMr7pET8&feature=player_embedded[/youtube]

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Hace 13.000 años ya había indicios de diferenciación social humana

Trabajos de excavación en Qarassa3 (Sweida, sur de Siria), el poblado de hace 13.000 años de los últimos cazadores-recolectores. (Imagen: CSIC)

Hace 13.000 años, las comunidades humanas que habitaban el sur de Siria comenzaban a exhibir una diferenciación social, según los análisis de un yacimiento en el que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).
El poblado completo, denominado Qarassa 3, se compone de 12 cabañas, dos de las cuales muestran un nivel de complejidad superior al resto. Según el investigador del CSIC en la Institución Milá y Fontanals Juan José Ibáñez, “esta característica podría indicar una diferencia en el rol social de sus habitantes”.
De las cabañas, se conserva la base de los muros, erigidos con piedras basálticas. Gracias a ellas, se sabe que las estancias eran circulares, de entre cuatro y cinco metros de diámetro. La existencia de agujeros de poste sugiere que la cubierta y el alzado de las paredes eran de materia vegetal.
Las dos viviendas con un mayor nivel de complejidad son las que están situadas en la zona más meridional del poblado. Una de ellas presenta divisiones internas y una pequeña plataforma interior sobreelevada, y la otra consta de una fosa y dos plataformas exteriores asociadas a la puerta de entrada. Para el responsable de la excavación, el investigador del CSIC en el mismo centro que Ibáñez, Xavier Terradas, “la estructuración del espacio interior es un hallazgo clave en la historia de la arquitectura”.
Las estancias tienen entre 12 y 16 metros cuadrados de superficie, por lo que Terradas interpreta que el poblado debía componerse de entre 40 y 60 individuos. El investigador del CSIC explica: “La distribución de todas ellas, adyacentes entre sí, pero no superpuestas y organizadas en forma de arco orientado hacia un antiguo lago, demuestra que todas formaban parte de un mismo poblado”.
Las características del yacimiento lo incluyen dentro de la cultura natufiense, que habitó esta región hace entre 14.000 años y 9.000 años aproximadamente. El hallazgo, por tanto, asienta los rasgos de esta cultura, asociada al principio de la sedentarización. Ibáñez detalla: “No podemos saber con seguridad si vivían todo el año en esas cabañas o sólo durante largos periodos, pero supone un gran asentamiento frente a las comunidades nómadas”.
La sedentarización trajo consigo la aparición de la ganadería y la agricultura, y el abandono de la caza y la recolección. Según el investigador del CSIC, “no se han encontrado indicios de agricultura en el poblado, pero sí se ha comprobado una mayor explotación de los cereales ya que han aparecido más de 80 morteros excavados en la roca de los alrededores y útiles para el segado”.
Para dilucidar la importancia de la agricultura dentro de esta comunidad el equipo planea una nueva expedición para analizar los sedimentos del lago seco. Según Ibáñez, “este proyecto podría revelar indicios de cultivos cerca de la orilla”.
El hallazgo del poblado tuvo lugar cerca de la ciudad de Sweida, al sur de Siria. Fue encontrado por arqueólogos del Centro Nacional de Investigaciones de Francia en 2005. El equipo de investigación solicitó ayuda para los análisis al equipo de Ibáñez y al Instituto Internacional de Investigaciones Prehistóricas de Cantabria (unidad asociada al CSIC y perteneciente a Universidad de Cantabria).

Fuente: CSIC

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Descubren un oasis microbiano bajo el desierto de Atacama

Bajo el desierto de Atacama crecen los microbios en los cristales de sal. (Imagen arro et al./CAB/SINC)

Bajo el desierto más árido de la Tierra bulle la vida. Un equipo hispano-chileno de científicos ha descubierto bacterias y arqueas (microorganismos primitivos) viviendo a 2 metros de profundidad en sustratos hipersalinos del desierto de Atacama, en Chile, según publican en la revista Astrobiology.
“Lo hemos denominado ‘oasis microbiano’ porque encontramos microorganismos desarrollándose en un hábitat rico en halita (sal común) y otros compuestos (anhidrita y perclorato) altamente higroscópicos, es decir, que atrapan agua”, explica a SINC Víctor Parro, investigador del Centro de Astrobiología (INTA-CSIC) y coordinador del estudio.
Además, los sustratos donde viven los microbios también favorecen fenómenos de delicuescencia, lo que implica que pueden atraer la escasísima humedad del aire y concentrarla alrededor de los cristales de sal. Así se forman unas diminutas películas de agua líquida con un espesor de unas pocas micras.
En este ambiente crecen los microorganismos subterráneos con todo lo que necesitan para vivir: agua y alimento. Las especies no son muy distintas a otras de entornos hipersalinos similares, pero lo peculiar es haberlas descubierto a entre 2 y 3 metros profundidad, en ausencia de oxígeno y luz solar.
Para realizar la investigación los científicos han utilizado un instrumento denominado SOLID (Signs of LIfe Detector), un detector de signos de vida desarrollado por el equipo con el objetivo de poderlo utilizar en las futuras misiones a Marte.
El corazón de SOLID es un biochip –denominado LDChip– que incorpora hasta 450 anticuerpos para identificar material biológico como ADN, azúcares y proteínas. De forma automática se pueden tomar las muestras, incubarlas, procesarlas y observar los resultados en una imagen con puntos brillantes que delatan la presencia de determinados compuestos o microorganismos.
Con esta técnica los investigadores han confirmado in situ la presencia de las bacterias y arqueas subterráneas del desierto, en colaboración con científicos de la Universidad Católica del Norte en Chile. También tomaron muestras a una profundidad de hasta 5 m y las llevaron al laboratorio. Allí consiguieron no sólo fotografiar a los microorganismos con el microscopio electrónico, también que “despertaran” a la vida cuando se les proporcionó agua.
“Si hay microbios parecidos en Marte, o quedan sus restos en condiciones similares a las que hemos encontrado en Atacama, podríamos detectarlos con instrumentos como SOLID”, destaca Parro.
El investigador recuerda que se han descubierto depósitos salinos en el planeta rojo, por lo que es posible pensar en ambientes hipersalinos en su subsuelo. “La alta concentración de sal tiene un doble efecto: atrapa agua del entorno de los cristales y baja el punto de congelación, de manera que se pueden tener películas de agua líquida (en salmueras) a temperaturas de varios grados bajo cero, de hasta -20º C.
La elevada salinidad y escasez de agua líquida favorecen la preservación de moléculas biológicas, de manera que es posible encontrar productos biológicos en materiales de este tipo aunque ya no hubiera microorganismos vivos desde hace millones de años.

Fuente: SINC

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Recibidas las primeras señales de los CubeSats de la ESA

Esperando una señal. (Foto: ESA)

Poco después del lanzamiento de los siete CubeSats de la ESA a bordo del vuelo inaugural de Vega, los equipos de estudiantes y radioaficionados de todo el mundo apuntaron sus antenas al espacio y comenzaron a escuchar las primeras señales de vida de sus diminutos satélites.
La señal del CubeSat español, XaTcobeo, se recibió por primera vez dos horas después del lanzamiento (que tuvo lugar el 13 de febrero de 2012, a las 11:00 CET), durante su primer pase sobre la estación de seguimiento de la Universidad de Vigo. Los primeros datos recibidos confirman que las baterías del satélite están cargadas y que los sistemas de telecomando y telemetría funcionan correctamente, un comienzo muy prometedor para esta misión.
El equipo húngaro recibió las primeras señales de MaSat-1 a través de un radioaficionado de Florida, apenas transcurridas dos horas desde el lanzamiento. Dos horas más tarde, la estación de seguimiento del equipo en Budapest recibió los primeros datos ‘oficiales’ del satélite, que confirman que se encuentra en perfecto estado. Durante los próximos días se probarán los distintos subsistemas de abordo.
PW-Sat, el CubeSat polaco, también se hizo oír alto y claro unas pocas horas después del lanzamiento. Su señal fue recibida por la estación de seguimiento del equipo y por radioaficionados del Reino Unido, India, Alemania y de los Países Bajos. Se ha podido comprobar que el satélite se encuentra en buen estado y el equipo ya ha comenzado sus operaciones.
El equipo de UniCubeSat-GG, uno de los dos CubeSats italianos, recibió la señal del satélite, todavía codificada, a través de una estación de seguimiento en Kentucky (EEUU) y, poco después, desde la estación del equipo en Roma. Están esperando a los próximos pases sobre su estación para recibir una señal más clara y poder analizar el estado del satélite.
Por ahora sólo se ha recibido una señal muy débil de los CubeSats e-st@r (Italia), Goliat (Rumanía) y Robusta (Francia). Todos los equipos universitarios y radioaficionados de la red AMSAT están trabajando juntos para intentar escuchar a estos satélites con más claridad.
Se piensa que estos tres satélites podrían no haber alcanzado todavía una orientación estable tras su separación del lanzador, por lo que no habrían sido capaces de recargar sus baterías lo suficiente como para que sus sistemas de comunicaciones establezcan un enlace con las estaciones de seguimiento. Esta situación podría mejorar en cuestión de horas o días, por lo que se permanecerá a la escucha.
Más información en los próximos días.
Actualización del 15 febrero 2012: El equipo e-st@ar recibió de su CubeSat señales a través de su estación de seguimiento de su equipo y por otros radioaficionados. El equipo de Torino está convencido de que su satélite estará muy pronto completamente operativo.

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Gas disparado desde la Frontera de No Retorno de un agujero negro

Secuencia que ilustra el “disparo” de un chorro en el sistema estudiado. (Foto: NRAO and NASA/Goddard Space Flight Center)

En sistemas binarios integrados por una estrella y un agujero negro, éste puede extraer material de su compañera. Ese material forma un disco que rota con notable rapidez alrededor del agujero negro y arroja "chorros" de material hacia fuera, en dirección perpendicular al disco.
La mayoría de las veces, los chorros muestran un flujo continuo de material, pero de vez en cuando los chorros desaparecen y se expulsan "balas" ultraveloces de gas ionizado, al parecer desde una región ubicada justo por fuera del borde exterior del horizonte de eventos del agujero negro, la frontera más allá de la cual nada puede escapar. Uno de esos estallidos puede producir tanta energía en una hora como la que el Sol emite en cinco años.
Hasta no hace mucho, no había sido posible determinar el momento exacto del "disparo" de una de esas "balas".
Eso cambió recientemente, cuando el equipo de Gregory Sivakoff, de la Universidad de Alberta en Canadá, Diego Altamirano de la Universidad de Ámsterdam en los Países Bajos, y diversos astrónomos de muchas partes del mundo, consiguió distinguir, en un análisis de datos reunidos en 2009, cómo el cambio en el comportamiento de los chorros está acompañado de cambios espectaculares en la emisión de rayos X procedente de los alrededores del agujero negro.
Los astrónomos estudiaron un sistema con agujero negro, llamado H1743-322, a unos 28.000 años-luz de la Tierra. Este sistema ha experimentado varios estallidos del tipo "bala" desde su descubrimiento en 1977 por el satélite HEAO-1 de la NASA. El sistema se compone de una estrella normal y un agujero negro. Ambos objetos se orbitan mutuamente, tan de cerca que sólo tardan unos días en dar una vuelta entera. Están tan juntos que el agujero negro atrae un flujo continuo de materia de su compañera estelar. El flujo de gas forma un disco de acreción aplanado, de millones de kilómetros de diámetro, varias veces mayor que nuestro Sol, y que tiene su centro en el agujero negro. A medida que la materia se arremolina hacia la zona más interior, se comprime y se calienta a decenas de millones de grados. Esas temperaturas tan altas conducen a la emisión de rayos-X.
Los datos para el nuevo estudio fueron obtenidos principalmente mediante la red VLBA de radiotelescopios de la Fundación Nacional estadounidense de Ciencia (NSF) y el satélite astronómico RXTE de la NASA.

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