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Hongo parásito surgido por hibridación natural dos siglos atrás

BIOLOGÍA

Dos especies de Zymoseptoria pseudotritici. (Foto: © Janine Haueisen)

El Zymoseptoria tritici a menudo les causa problemas a los agricultores europeos. Este hongo ascomiceto, originario de Oriente Medio, ataca a las hojas de las plantas de trigo y puede llegar a hacer perder en hasta un 50 por ciento las cosechas.
Unos científicos del Instituto Max Planck de Microbiología Terrestre en Marburgo, Alemania, y la Universidad de Aarhus en Dinamarca, han analizado recientemente el genoma de un pariente evolutivo cercano de ese hongo, y han hecho un descubrimiento sorprendente. Este pariente, el Zymoseptoria pseudotritici, que a diferencia de su "primo" ataca preferentemente a hierbas en Irán, surgió hace un par de cientos de años por la fusión de dos especies progenitoras desconocidas. Los resultados de los investigadores dejan claro que mediante hibridación natural pueden surgir con notable rapidez nuevas y exitosas especies de organismos perjudiciales para la agricultura.
Aunque la hibridación tiende a ser poco frecuente y de corta duración en animales en su medio natural, principalmente porque a menudo la descendencia es menos apta o incluso estéril, en las plantas y los hongos la especiación (proceso de aparición de nuevas especies) mediante cruce entre individuos de especies distintas es un evento evolutivo bastante común. Sin embargo, no se sabía qué ocurría exactamente en el ámbito específico de los genes: En las demás especies conocidas de híbridos de origen natural, por regla general la mezcla inicial de los genomas ocurrió hace tanto tiempo que casi no quedan vestigios del proceso en el material genético.
Ahora, el equipo de Eva Holtgrewe Stukenbrock ha conseguido por vez primera detectar y observar el genoma de una población de híbridos de origen muy reciente, tanto que, dentro de la escala evolutiva del tiempo, la hibridación acaba de ocurrir. Los investigadores han secuenciado y alineado los genomas de cinco individuos de la especie de hongo Zymoseptoria pseudotritici.
Entre otras cosas, han descubierto que toda la población presente hoy en día desciende de dos individuos de diferentes especies que se cruzaron una sola vez. Eso sucedió hace aproximadamente 380 generaciones. A partir de este dato, se puede situar el nacimiento del primer híbrido hace unos 200 años.

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Ponen cara a un ancestro humano descubierto en Kenia hace 40 años

PALEONTOLOGÍA

Cráneo KNM-ER 1470. (Imagen: Mike Hettwer (National Geographic Society))

Nuevos fósiles descubiertos al este del lago Turkana (Kenia) confirman la existencia de al menos dos especies adicionales del género Homo que habrían convivido con nuestros antepasados humanos directos, Homo erectus, hace casi dos millones de años. Los hallazgos aportan las primeras respuestas al largo debate que se inició con el cráneo encontrado en la misma zona hace ahora 40 años sobre la diversidad humana en el Pleistoceno.
Un cráneo, una mandíbula inferior completa y un fragmento de una segunda mandíbula inferior. Estos tres restos fósiles de entre 1,78 y 1,95 millones de años, encontrados en Kenia entre 2007 y 2009, han resuelto parcialmente una pregunta que rondaba a los científicos desde hace cuatro decenios: ¿cuántas especies de Homo vivieron en aquella época?
La respuesta es que al menos tres especies, según ha averiguado el equipo científico del Proyecto de Investigación Koobi Fora (KFRP). Un equipo científico liderado por la paleoantropóloga Meave Leakey, del Instituto Turkana Basin de Nairobi (Kenia), publica estos esclarecedores resultados en Nature.
El hallazgo arroja luz sobre una especie enigmática que existió en los albores del género Homo, del que ya sólo subsiste el Homo sapiens, hace unos 2 millones de años. También muestra que hubo varias especies de Homo en una ventana temporal de 1,78 millones a 2,03 millones de años en el Valle del Rift, y que probablemente coexistieron juntas.
Hace cuatro decenios, en 1972, Leakey descubrió un misterioso fósil conocido como KNM-ER 1470 en Koobi Fora. Es un cráneo que se caracteriza por su gran tamaño y por pertenecer a un rostro más largo y plano que los demás especímenes atribuidos al género Homo. Este fósil inició un largo debate sobre cuántas especies diferentes de Homo convivieron durante el Pleistoceno.
Algunos científicos atribuyeron la inusual morfología del ‘1470’ a las diferencias sexuales y variaciones naturales dentro de una misma especie. Podría ser un miembro poco común de Homo habilis, que vivió hace 2,3 millones a 1,4 millones de años en África oriental. Pero su rostro aplanado no coincidía con el del habilis, con la mandíbula superior sobresaliente, ni con el de nuestro ancestro el Homo erectus.
Por eso, otros interpretaron el fósil como la evidencia de una nueva especie independiente, Homo rudolfensis. Esto supondría que el antiguo grupo de los humanos modernos era diverso. "Siempre fue una anomalía. Sabíamos que teníamos que encontrar más sobre él", dice Leakey.
"Durante los últimos 40 años hemos indagado en la vasta extensión de sedimentos alrededor del lago Turkana, en busca de fósiles que confirmaran las características únicas de la cara de '1470'. Por fin tenemos algunas respuestas", explica la investigadora.
Los expertos creen que estos nuevos hallazgos refuerzan la hipótesis del rudolfensis. Según el líder de los análisis científicos, Fred Spoor, del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, (Alemania), "la combinación de los tres nuevos fósiles da una imagen mucho más clara de cómo era el '1470'. Ahora está claro que dos de las primeras especies de Homo convivieron junto al Homo erectus”.
Los tres nuevos fósiles se encontraron en un radio de poco más de 10 km de la ubicación donde se halló el '1470' y datan de entre los 1,78 millones y 1,95 millones de años. El cráneo KNM-ER 62000, descubierto en 2008, es muy similar al '1470', pero más pequeño, y demuestra que este no era un individuo dispar único. El nuevo fósil conserva la mandíbula superior con casi todos sus dientes, lo que permite, por primera vez, deducir el tipo de mandíbula inferior que se hubiera ajustado al '1470'. Su pequeño tamaño descartó la antigua idea de que el cráneo '1470' correspondía a un habilis macho.
De los otros dos nuevos fósiles encontrados, el KNM-ER 60000 (hallado en 2009) destaca por poseer la mandíbula inferior más completa de los primeros miembros del género Homo descubierta hasta ahora. Gracias a ella ahora se sabe que el rudolfensis tenía un paladar inusual en forma de U, con caninos enfrentados a la parte delantera de la mandíbula, en lugar de alineados a los lados en un paladar en forma de V como el del Homo habilis. Esto sugiere diferencias en el desarrollo de las dos especies, en lugar de variaciones dentro de una misma especie, según Spoor.
Los nuevos fósiles serán de gran ayuda para conocer cómo surgió por primera vez nuestra rama de la evolución humana que floreció hace casi dos millones de años. Si tres especies convivieron en la misma época y lugar, ¿cómo compitieron entre sí por la comida y el territorio? El paleoantropólogo William Kimbel, de la Universidad Estatal de Arizona (EE UU), piensa que a partir de ahora, habrá que "formular hipótesis para explicar cómo podrían haberse repartido el espacio".

Fuente: SINC

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El mayor mapa del universo... en 3D y para todos

ASTRONOMÍA

Sistema empleado en el SDSS. (Foto aul Preuss (Lawrence Berkeley National Laboratory), Dan Long (Apache Point Observatory), and the SDSS-III Collaboration)

Después de realizar la mayor y más profunda fotografía del cielo nocturno captada hasta la fecha, tocaba ofrecer su versión 3D. La colaboración internacional Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III), que cuenta con la participación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha presentado el mayor mapa tridimensional de galaxias masivas y agujeros negros distantes. Es el inicio de un catálogo cartográfico del universo que proporcionará datos relevantes sobre dos grandes misterios de la astrofísica actual: la materia oscura y, sobre todo, la energía oscura, esa fuerza invisible que hace que el universo se expanda.
La colaboración ha hecho público también un video ilustrativo en el que se muestra un viaje simulado a través de parte del universo de galaxias observadas en el proyecto SDSS. La animación muestra cerca de 400.000 galaxias, en sus posiciones observadas y con imágenes reales de las mismas.
Como explica el investigador del IAC y profesor de la Universidad de La Laguna Ismael Pérez Fournon, este mapa es el resultado de la recolección e incorporación de nuevos datos a la fotografía que la colaboración compuso hace unos meses. Esta nueva información, basada en espectros obtenidos con el telescopio Sloan, ha permitido diseñar la pieza en 3D. "El mapa, al que puede acceder cualquier persona desde Internet, recopila el trabajo realizado por SDSS-III en sus dos primeros años de funcionamiento. Aunque los resultados son muy significativos, esperamos mucho más de este proyecto de seis años".
El astrofísico del IAC subraya el hecho de que los datos de SDSS-III no sólo serán útiles para la comunidad científica, sino también para educadores y aficionados a la astronomía. "La idea de la colaboración es crear un legado para el futuro, un catálogo de datos que pueda ser usado mucho tiempo después de que lo concluyamos. Es ciencia colaborativa en su máxima expresión", afirma.
El mapa 3D es la pieza clave de la novena publicación de datos que realiza la colaboración. Esta publicación, disponible en las páginas web http://www.sdss3.org/dr9 y http://skyserver.sdss3.org, incluye imágenes de 200 millones de galaxias y más de un millón de espectros. De estos, 540.000 corresponden a galaxias que, en su mayoría, no habían sido estudiadas previamente y que vemos tal y como eran cuando el universo tenía la mitad de su edad actual, que es aproximadamente 13.700 millones de años.
Los espectros ofrecen información relevante para la comunidad científica. Al analizar la luz que emiten las galaxias en diferentes longitudes de onda, los investigadores pueden comprobar cómo y cuánto se ha expandido el universo desde que la luz examinada abandonó la galaxia. Las imágenes combinadas con las citadas medidas sobre la expansión han permitido crear el mapa tridimensional.
El cartografiado en 3D incluye nueva información del proyecto BOSS, una parte de SDSS-III, que proyecta medir las posiciones de 1,5 millones de galaxias masivas mirando hacia atrás en el tiempo en los últimos 6.000 millones de años.
¿Por qué fijarse en galaxias masivas? Como explica el coordinador científico de SDSS-III en el IAC, Carlos Allende, el proyecto escogió estos objetos porque se ubican en los mismos lugares que otras galaxias más difíciles de detectar. "Mapear las galaxias grandes constituye una fórmula eficaz para mapear el resto de galaxias del universo lejano", apunta el científico.
BOSS también se plantea identificar en torno a 160.000 cuásares distribuidos por el universo en todas las épocas cósmicas. Según la opinión más asentada, podrían ser núcleos activos de galaxias o, lo que es lo mismo, agujeros negros gigantes alimentándose activamente de estrellas y de gas. Son, en cualquier caso, los objetos más brillantes del universo distante y su espectro ofrece una nueva forma de medir la distribución de materia en el universo, ya que muestran patrones que desvelan la materia gaseosa y oscura que hay entre cada cuásar y la Tierra.
En términos astrofísicos, mapear es en realidad retroceder en el tiempo. La información en 3D de
SDSS-III recorre los últimos 6.000 millones años de vida del universo. "De esta manera, los científicos podemos calcular de forma aproximada cuánta materia oscura -aquella que no se ve porque no emite ni absorbe luz- hay en el universo. Y cuánta energía oscura está acelerando la expansión del universo", apunta Allende
Sin embargo, los nuevos datos de la colaboración no sólo pretenden desvelar los misterios del universo distante, sino también del entorno cósmico que rodea al ser humano: la Vía Láctea. Junto al mapa 3D, SDSS-III acaba de publicar estimaciones mejoradas sobre la temperatura y composición química de medio millón de estrellas de nuestra galaxia. Con ellas, señala el investigador del IAC, "podemos mirar hacia atrás y reconstruir la historia de formación de la Vía Láctea".

Fuente: IAC

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Nuevo proceso de elaboración de biocombustibles con el que se obtiene 20 veces más energía

BIOQUÍMICA

Gemma Reguera y su equipo. (Foto: MSU)

Se ha desarrollado un nuevo proceso de producción de biocombustibles que permite obtener 20 veces más energía que mediante los métodos convencionales existentes. Los resultados de las pruebas efectuadas con este nuevo proceso demuestran la viabilidad de una nueva forma de usar microbios para producir biocombustibles e hidrógeno, a la vez que se le da utilidad a residuos agrícolas.
El equipo de la microbióloga Gemma Reguera, de la Universidad Estatal de Michigan en Estados Unidos, ha desarrollado sistemas bioelectroquímicos conocidos como células electrolíticas microbianas, usando bacterias que descomponen y fermentan residuos agrícolas en etanol. La plataforma de Reguera es única porque emplea una segunda bacteria que, cuando es añadida a la mezcla, elimina todos los subproductos de la fermentación, o materiales distintos al etanol, y genera a la vez electricidad.
Ya se había investigado sobre células de combustible microbianas similares. Sin embargo, de los desechos del maíz (básicamente las hojas y tallos que quedan en el campo de cultivo después de la cosecha) lo normal es no poder obtener un aprovechamiento energético superior al 3 ó al 4 por ciento.
La plataforma de Reguera, a pesar de la energía invertida en el pretratamiento químico de esa clase de desechos agrícolas, recuperó como promedio en las pruebas entre un 35 y un 40 por ciento de la energía sólo con el proceso de fermentación.
Esto se debe a que la bacteria que realiza la fermentación fue seleccionada cuidadosamente para que degradase y fermentara de manera eficiente desechos agrícolas en etanol, y produjera subproductos que pudieran ser metabolizados por la segunda bacteria.
La segunda bacteria, Geobacter sulfurreducens, genera electricidad. Sin embargo, la electricidad no se destina a su aprovechamiento externo como un paso final del proceso. En vez de eso, se utiliza para generar hidrógeno en la célula electrolítica microbiana a fin de aumentar aún más el proceso de recuperación de energía.
Cuando la célula electrolítica microbiana genera hidrógeno, en realidad duplica la recuperación de energía.
Así pues, en total, el equipo de Reguera y Allison Spears ha logrado incrementar el aprovechamiento de energía hasta el 73 por ciento. Así que, indudablemente, esta plataforma puede resultar atractiva para el procesamiento de residuos agrícolas.

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Aclaran el papel de dos moléculas en el transporte de hierro en las plantas

BIOQUÍMICA

(Imagen: Neil Palmer)

Investigadores del CSIC (España) y de la Universidad de Saarbrücken (Alemania) han desvelado el papel de dos moléculas en el transporte de hierro en las plantas, según un artículo publicado en la revista The Plant Cell. Se trata de la nicotianamina y el citrato, que participan en la distribución del metálico micronutriente a través de la estructura vegetal.
Los científicos han comprobado que una versión mutante de la planta modelo Arabidopsis thaliana, incapaz de producir nicotianamina, exhibe concentraciones bajas de hierro en sus órganos sumidero –hojas jóvenes y flores–, que aparecen amarillentas y estériles. Por el contrario, los órganos fuente de la planta, como son las hojas desarrolladas, contienen cantidades adecuadas de este elemento.
El estudio muestra que, aunque la absorción del hierro por parte de la planta tenga lugar de forma efectiva, la ausencia de nicotianamina impide el correcto transporte del micronutriente desde los tejidos del floema hacia las estructuras deficitarias de la planta, como hojas jóvenes y flores.
Por su parte, el citrato tendría un papel fundamental en el transporte de hierro hacia las hojas desarrolladas para compensar parte de la ausencia de nicotianamina.
A pesar de que el hierro es uno de los elementos más abundantes de la corteza terrestre, las formas químicas en las que las plantas pueden absorberlo limitan su disponibilidad. Este elemento es un compuesto fundamental no sólo para la nutrición vegetal, sino también para la humana.
“Se considera que un 30% de la población mundial está afectada por la deficiencia de hierro, y mejorar el contenido de este metal en los alimentos es crucial para resolver el problema”, explica Javier Abadía, investigador de la Estación Experimental Aula Dei del CSIC.
Gran parte de esta parte de la población no tiene acceso a las proteínas de origen animal, por lo que sus aportes de hierro dependen exclusivamente de los alimentos vegetales.
La investigación ayuda a entender los mecanismos de asimilación de nutrientes en las plantas, lo que podría contribuir a aumentar de manera selectiva los contenidos de los mismos para la alimentación humana. En concreto, las deficiencias en algunos metales como hierro y zinc en humanos se podrían corregir con una adecuada acumulación de éstos en las plantas de las que nos alimentamos.
Fuente: CSIC/SINC

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Las Perseidas llegan a su cita estival

ASTRONOMÍA

La lluvia de Perseidas de 2011 desde el Observatorio del Teide. (Imagen: IAC)

Las Perseidas, popularmente conocidas como ‘lágrimas de San Lorenzo’, tendrán su máximo de actividad el día 12 de agosto entre las 14h00 y las 16h30 (hora peninsular española), momento en el que se espera una media de 100 meteoros por hora. Como el máximo se producirá durante el día, el mejor momento para observar la lluvia de estrellas coincidirá con las noches anterior y posterior al mismo, es decir, las noches del 11 al 12 y del 12 al 13 de agosto.
Aunque la Luna estará en fase menguante y su brillo no debería ser un obstáculo para la observación de esta particular ‘lluvia’, su cercanía al radiante (zona del cielo de la que parece proceder la lluvia por un efecto de perspectiva), sí puede dificultarla.
Por este motivo, el período óptimo de observación será la primera parte de la noche, una vez que el cielo esté oscuro y antes de que la Luna haga su aparición sobre el horizonte, es decir, entre las 22h00 y las 02h00-03h00 de tiempo local, tanto en Canarias como en la Península.
Las llamadas ‘estrellas fugaces’ son en realidad pequeñas partículas de polvo de distintos tamaños, algunas menores que granos de arena, que van dejando los cometas a lo largo de sus órbitas alrededor del Sol. Cuando un cometa se acerca a las regiones interiores del sistema solar, su núcleo, formado por hielo y rocas, se sublima debido a la acción de la radiación solar y genera las características colas de polvo y gas.
La corriente de partículas resultante se dispersa por la órbita del cometa y puede ser atravesada cada año por la Tierra en su recorrido alrededor del Sol. Durante este encuentro, las partículas de polvo se desintegran al entrar a gran velocidad en la atmósfera terrestre, creando los conocidos trazos luminosos que reciben el nombre científico de meteoros.
Cada año por estas fechas nuestro planeta cruza la órbita del cometa Swift-Tuttle, que tiene un período de 133 años y que pasó cerca del Sol por última vez en 1992. La lluvia de meteoros que se produce suele tener su máxima actividad entre el 12 y 13 de agosto, aunque el fenómeno es apreciable en menor intensidad desde la segunda mitad de julio hasta finales de agosto. El nombre de Perseidas se debe a que su radiante se encuentra en la constelación de Perseo.
La mejor forma de disfrutar de la lluvia de estrellas es a simple vista, sin prismáticos ni telescopios, y en una posición cómoda que permita ver el mayor campo de cielo posible. Cualquier punto de observación (en la playa, en el campo o desde una terraza) es bueno, siempre que tenga un horizonte despejado hacia el Nordeste (dirección en la que se encontrará el radiante) y esté alejado de luces brillantes. Se recomienda mirar a unos 20º alrededor del radiante, ya que la mayor parte de los meteoros aparecerá en esta región del cielo.
Fuente: IAC/SINC

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Asombrosa cercanía entre estrellas

ASTRONOMÍA

Ilustración de dos estrellas muy próximas. (Foto: J. Pinfield/RoPACS)

Un equipo de astrónomos ha descubierto cuatro pares de estrellas en los cuales los dos componentes de cada pareja tardan menos de 4 horas en dar una vuelta completa en torno al centro de gravedad común.
Hasta ahora no se creía posible que pudiera haber tanta cercanía entre las componentes de una pareja de estrellas.
Aproximadamente la mitad de las estrellas en nuestra galaxia la Vía Láctea son, a diferencia de nuestro Sol, parte de un sistema binario en el que dos estrellas se orbitan mutuamente.
Parece que lo más habitual es que las componentes de una pareja de estrellas se hayan formado una cerca de la otra y desde entonces hayan mantenido un lazo gravitacional.
Se daba por sentado que si las estrellas binarias se formaban demasiado cerca una de otra, no pasaría mucho tiempo antes de que acabasen fusionándose en una sola y más grande estrella. Esto ha encajado bastante bien con muchas observaciones realizadas en las últimas tres décadas que muestran un gran número de sistemas binarios estelares, pero ninguno con periodos orbitales de sus miembros inferiores a 5 horas.
Por primera vez, se ha hecho una inspección detallada de sistemas binarios de enanas rojas, estrellas hasta diez veces más pequeñas y hasta mil veces menos luminosas que el Sol. Aunque constituyen el tipo más común de estrellas en la Vía Láctea, las enanas rojas no suelen ser detectadas en las inspecciones comunes del firmamento, debido a su débil luz en la franja visible del espectro electromagnético.
En los últimos cinco años, el Telescopio Infrarrojo del Reino Unido (UKIRT) en Hawái ha sido usado para monitorizar el brillo de cientos de miles de estrellas, incluyendo miles de enanas rojas, en el infrarrojo cercano.
El equipo de Bas Nefs, del Observatorio de Leiden en los Países Bajos, ha descubierto cuatro pares de estrellas en los cuales los dos componentes de cada pareja completan una órbita en torno al centro de gravedad común en menos de 4 horas. De estas parejas, el récord de cercanía entre sus componentes lo ostenta una formada por dos enanas rojas de tipo M4, que tardan sólo 2 horas y media en dar una vuelta entera en torno al centro de gravedad común. La distancia entre ambas estrellas se va acortando, de tal modo que algún día, probablemente no muy lejano, acabarán fusionándose en una única estrella.

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El lecho agrietado de la cuenca Ladon

ASTRONOMÍA

La cuenca Ladon. (Foto: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum))

La sonda Mars Express de la ESA nos muestra la parte sur de un cráter parcialmente enterrado de unos 440 km de diámetro, conocido como la cuenca Ladon. Las imágenes, tomadas cerca de donde Ladon Valles desemboca en esta gran cuenca de impacto, presentan un gran número de singularidades, entre las que destaca el lecho agrietado de los cráteres Sigli y Shambe.
Estas fotografías fueron tomadas el pasado día 27 de abril por la Cámara Estéreo de Alta Resolución (HRSC) de Mars Express, y son de gran interés para la comunidad científica, ya que muestran antiguos lechos de lagos y ríos en la superficie de Marte.
Los cráteres Holden y Eberswalde se encontraban entre los cuatro candidatos para el lugar de aterrizaje de la sonda MSL (Mars Science Laboratory) de la NASA, que finalmente se posó sobre el cráter Gale el lunes 6 de agosto.
Esta región está marcada por el flujo de grandes cantidades de agua, que en un pasado remoto descendían desde las tierras altas del sur de Marte. El agua excavó el gran Ladon Valles, hasta desembocar en la cuenca Ladon, una antigua cuenca de impacto de impresionantes dimensiones.
Los científicos han sugerido que el patrón fluidificado que se puede distinguir sobre la capa de material que fue arrancado del cráter podría indicar la presencia de hielo bajo la superficie del planeta, que se fundió en el momento del impacto. Choques posteriores dieron lugar a los cráteres más pequeños que salpican la capa original de escombros.
Se piensa que los cráteres superpuestos Sigli y Shambe se formaron más tarde, cuando un asteroide se partió en dos instantes antes de chocar contra el suelo. Estos dos cráteres se fueron llenando de sedimentos con el paso del tiempo.
El fondo de estos cráteres está marcado por profundas grietas, que contrastan con las líneas más sutiles y redondeadas que surcan la parte central y derecha de la imagen. Estas últimas se extienden más allá de los límites de la imagen, formando patrones concéntricos, y se piensa que son el resultado de la compactación de la región bajo el peso de la inmensa cantidad de sedimentos que el tiempo fue depositando en el interior de la cuenca de impacto.
La desembocadura de Ladon Valles en la cuenca de Ladon se encuentra al este de los cráteres Sigli y Shambe. Aquí, al igual que en otros puntos de la región, se pueden distinguir depósitos estratificados de un tono más claro. Los investigadores han descubierto que están formados por minerales arcillosos, lo que sugiere que hubo agua líquida en la región durante un periodo de tiempo considerable.
Finalmente, también se pueden distinguir estructuras dendríticas serpenteando hacia la cuenca de impacto, por encima de los cráteres Sigli y Shambe, una muestra más de la acción del agua en la región.

Fuente: ESA

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Disparan el chorro de neutrones por láser de pulso corto más grande logrado hasta ahora

FÍSICA

UsaEl láser TRIDENT. (Foto: LANL)

Usando un singular sistema láser en el Laboratorio Nacional estadounidense de Los Álamos, se ha conseguido disparar el haz de neutrones más grande de la historia creado mediante un láser de pulso corto. Esta proeza ha batido un récord mundial.
Por regla general, los haces de neutrones son creados con aceleradores de partículas o reactores nucleares, y comúnmente se utilizan en una amplia variedad de investigaciones científicas, especialmente en ciencia de los materiales avanzados.
El nuevo récord conseguido ahora por científicos del citado laboratorio, en colaboración con especialistas de los Laboratorios Nacionales de Sandía, también en Estados Unidos, y de la Universidad Técnica de Darmstadt en Alemania, es cinco veces más grande que el récord anterior, y requiere menos de una cuarta parte de la energía láser.
El proceso es el siguiente: Usando el láser TRIDENT, un singular y poderoso láser de pulso corto de 200 billones (millones de millones) de vatios, el equipo de Markus Roth (Universidad Técnica de Darmstadt) y Frank Merrill (Laboratorio de Los Álamos) enfoca la luz de alta intensidad en una lámina de plástico ultradelgada impregnada con un isótopo de hidrógeno llamado deuterio. La luz del láser, de 200 trillones (millones de millones de millones) de vatios por centímetro cuadrado, interactúa con la lámina de plástico, creando un plasma, el cual es un gas con carga eléctrica. Un trillón es un uno seguido por 18 ceros.
El plasma luego acelera grandes cantidades de deuterones (los núcleos de los átomos de deuterio) hacia un blanco de berilio sellado, convirtiendo a los deuterones en un haz de neutrones.
Usando una propiedad única de los plasmas llamada transparencia relativista, los deuterones son acelerados en apenas un milímetro de espacio en vez de en los muchos metros requeridos por las tecnologías de los aceleradores convencionales de partículas.
Los neutrones tienen muchas aplicaciones científicas, desde el estudio de propiedades fundamentales del universo, hasta la investigación de materiales avanzados, pasando además por aplicaciones potenciales como la detección de materiales clandestinos para bombas atómicas.

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Fabrican el material más ligero del mundo

CIENCIA DE LOS MATERIALES

El aerografito repele el agua. (Foto: KU)

Un nuevo material, presentado por sus creadores como el más ligero del mundo, consiste en una red de tubos porosos de carbono entretejidos tridimensionalmente a escala micrométrica y nanométrica. Pesa sólo 0,2 miligramos por centímetro cúbico, pero es muy fuerte.
Los creadores de este nuevo material, de la Universidad de Kiel y la Universidad Tecnológica de Hamburgo, ambas en Alemania, han llamado a su creación conjunta "aerografito".
El nuevo material es estable, dúctil, de color negro azabache, conduce la electricidad y es opaco a la luz. Con estas propiedades y su bajísima densidad, el aerografito claramente supera a todos los materiales similares.
Como hemos dicho, a pesar de su bajo peso, el aerografito es muy resistente. Aunque los materiales ligeros normalmente resisten la compresión pero no la tensión, el aerografito soporta cargas de compresión y de tensión muy altas. Es capaz de ser comprimido hasta en un 95 por ciento y de recobrar su forma original sin sufrir daño alguno. Otros materiales se vuelven más débiles y menos estables cuando son expuestos a semejante agresión estructural. Además, este material absorbe casi por completo toda la luz que incide sobre él.
Las aplicaciones prácticas del nuevo material son numerosas.
Se le podría utilizar en componentes electrónicos para aviones y para satélites, ya que estos vehículos tienen que soportar grandes cantidades de vibración. Además, el material podría ayudar a purificar el agua al actuar como adsorbente de sustancias contaminantes persistentes. Otra posibilidad podría ser la purificación del aire del ambiente para incubadoras o en sistemas de ventilación.
El aerografito también podría ser útil para los electrodos de baterías de ión-litio. En ese caso, sólo se necesitaría una mínima cantidad de electrolito, lo cual conduciría a una importante reducción en el peso de la batería. Entre las áreas de aplicación de estas baterías ligeras estarían las motocicletas eléctricas y los automóviles eléctricos. De esta forma, el material contribuiría al desarrollo de medios de transporte más respetuosos con el medio ambiente que los basados en combustibles fósiles.
En el trabajo de investigación y desarrollo de este material han intervenido Lorenz Kienle, Andriy Lotnyk, Matthias Mecklenburg, Rainer Adelung, Karl Schulte, Yogendra Mishra, Soren Kaps y Arnim Schuchard.

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La humedad agudiza el olfato del cangrejo ermitaño

ZOOLOGÍA

Ejemplar adulto de Coenobita clypeatus. (Foto: © MPI for Chemical Ecology/ Krång)

Los cangrejos y las moscas son artrópodos. Al igual que muchas otras formas de vida, en el pasado algunos de sus antepasados hicieron una transición desde un estilo de vida acuático a uno terrestre.
Los ancestros de la familia Coenobitidae de cangrejos ermitaños de tierra probablemente dieron este paso hace unos 20 millones de años, un tiempo más bien corto en términos evolutivos. En la actualidad, los cangrejos ermitaños, conocidos también como paguros, viven toda su vida sobre tierra, a excepción de su etapa larval. Las señales de olor son importantes para cuando estos cangrejos buscan alimentos. Para poder captar olores en tierra firme, los órganos sensoriales de los artrópodos tuvieron que adaptarse al nuevo entorno terrestre. ¿Cómo se produjo exactamente esta adaptación sensorial durante la transición del mar a la tierra?
El cangrejo ermitaño de tierra Coenobita clypeatus es un sujeto de estudio ideal para responder a esta pregunta, tal como señala Bill Hansson, director del Departamento de Neuroetología Evolutiva en el Instituto Max Planck para la Ecología Química en Jena, Alemania. Estos animales viven en regiones húmedas cercanas al mar y visitan regularmente masas de agua. Las hembras liberan las larvas en el mar, donde crecen hasta convertirse en cangrejos jóvenes. Estos cangrejos jóvenes buscan conchas de caracol vacías que usan como coraza y se adaptan a vivir sobre tierra. Allí se alimentan de frutas y plantas.
El equipo de Anna-Sara Krang ha constatado que el sistema olfativo del cangrejo ermitaño todavía está poco desarrollado en comparación con el de la mosca Drosophila melanogaster (conocida con nombres populares como Mosca de la Fruta o Mosca del Vinagre). Mientras las moscas tienen un sentido del olfato muy sensible y son capaces de identificar diversos olores en el aire, los cangrejos sólo reconocen unos pocos olores, como por ejemplo el olor de ácidos orgánicos, aminas, aldehídos, o agua de mar. En estos cangrejos, la humedad refuerza significativamente a las señales eléctricas inducidas en ciertas neuronas, así como a las correspondientes respuestas de conducta ante estos olores.
En cambio, en el sentido del olfato de las moscas Drosophila melanogaster no influye para nada el nivel de humedad del aire.
Explorar la biología molecular de la percepción olfativa en cangrejos de tierra y en moscas permite por tanto obtener indicios sobre los entresijos de la evolución del sentido del olfato durante la transición desde la vida en el agua hacia la vida sobre tierra.

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Hallazgo de un fósil muy completo de Australopithecus sediba

PALEONTOLOGÍA

Diente del espécimen. (Foto: University of the Witwatersrand, Johannesburg)

Se ha comunicado oficialmente el hallazgo de una roca que contiene partes significativas del esqueleto de un antiguo ancestro humano.
Se cree que el esqueleto corresponde a los restos mortales de un Australopithecus sediba.
El equipo de Lee Berger, del Instituto de Evolución Humana adscrito a la Universidad del Witwatersrand en Johannesburgo, Sudáfrica, ha descubierto fragmentos de una mandíbula y elementos importantes del cuerpo, incluyendo lo que parece ser un fémur, así como costillas, vértebras y otros componentes importantes de las extremidades, algunos de los cuales nunca antes habían aparecido tan completos en el registro fósil humano.
Este esqueleto hallado es casi con toda certeza el más completo que se haya descubierto de un ancestro humano tan antiguo.
Los restos fósiles son invisibles para un observador profano o poco prevenido, y están incrustados en una roca de aproximadamente un metro de diámetro.
En realidad, esta roca fue descubierta hace casi tres años, pero no recibió la atención que merecía durante su permanencia en los laboratorios del citado instituto. La situación cambió sólo recientemente.
El profesor Berger y su esposa Jackie Smilg, radióloga en el Hospital Charlotte Maxeke, que está llevando a cabo su doctorado en el escaneo mediante tomografía computerizada de material fósil alojado dentro de materia pétrea, escanearon la singular roca valiéndose de un avanzado escáner de tomografía computerizada.
A partir de aquí, ha sido posible conocer en todos sus detalles el esqueleto y su naturaleza, revelándose gracias a ello la gran importancia de este conjunto de piezas fósiles.

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MSG-3, el nuevo satélite meteorológico europeo, envía su primera imagen

METEOROLOGÍA

El instrumento SEVIRI de MSG-3 ha tomado su primera imagen de la Tierra. Esta fotografía demuestra que el nuevo satélite meteorológico europeo en órbita geoestacionaria, lanzado el pasado día 5 de julio, funciona correctamente y avanza según lo previsto en los preparativos para su entrada en servicio.
La Agencia Espacial Europea (ESA) fue la responsable de las operaciones iniciales tras el lanzamiento de MSG-3, una fase conocida como LEOP (Lanzamiento y Operaciones Iniciales). Tras completarla con éxito, la Agencia transfirió el control del satélite a EUMETSAT el pasado día 16 de julio.
Esta primera imagen de SEVIRI es un logro conjunto de la ESA, de EUMETSAT y de la industria espacial europea. Dentro de sus programas obligatorios, EUMETSAT recurre a la ESA para el desarrollo de nuevos satélites y para la contratación de nuevas unidades de una misma serie, como es el caso de MSG-3. Este modelo de cooperación ha convertido a Europa en el líder mundial de la meteorología por satélite, al aprovechar de forma eficaz la experiencia y el conocimiento acumulado por cada una de estas dos agencias.
MSG es, en efecto, un programa conjunto de la ESA y de EUMETSAT. La ESA es la responsable del desarrollo de los satélites, cumpliendo con los requisitos de los usuarios y los del sistema, definidos por EUMETSAT, y de la contratación de nuevas unidades en nombre de este último. La ESA lleva a cabo las operaciones de la fase LEOP, necesaria para posicionar al satélite en órbita geoestacionaria, antes de transferir su control a EUMETSAT.
EUMETSAT desarrolla todos los sistemas de tierra necesarios para procesar los datos y generar productos y servicios que respondan a las necesidades de los usuarios, en continua evolución. Esta organización es también la responsable de la contratación de los servicios de lanzamiento y de las operaciones rutinarias del sistema.
MSG-3 es el tercero en una serie de cuatro satélites, cuyo primer lanzamiento tuvo lugar en el año 2002. Todos estos satélites, estabilizados por rotación sobre su propio eje, están equipados con el instrumento SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager). El contratista principal para el desarrollo de los satélites ha sido Thales Alenia Space, mientras que el del instrumento SEVIRI fue Astrium.
SEVIRI proporciona una mejor cobertura meteorológica sobre Europa y África, lo que ayudará a mejorar las predicciones a corto plazo, detectando fenómenos de rápida evolución como las tormentas o los bancos de niebla. Este instrumento escanea la superficie de la Tierra y la atmósfera en 12 bandas espectrales una vez cada 15 minutos, lo que le permite monitorizar la evolución de las nubes.
SEVIRI puede identificar detalles de tan sólo un kilómetro en las bandas de la luz visible, y de tres kilómetros en el infrarrojo.
Además de su misión de observación meteorológica y de recogida de datos climáticos, MSG-3 transporta dos cargas útiles secundarias. El sensor GERB (Geostationary Earth Radiation Budget) medirá la cantidad de energía solar que refleja la Tierra y la radiación infrarroja emitida por nuestro propio planeta, para comprender mejor los procesos climáticos.
Un transpondedor de Búsqueda y Salvamento convertirá a MSG-3 en un repetidor de las señales de auxilio emitidas por balizas de emergencia.
Los satélites MSG han sido construidos en Cannes, Francia, por un consorcio industrial europeo liderado por Thales Alenia Space Francia, en el que participan más de 50 subcontratas de 13 países europeos.
El último satélite de la serie, MSG-4, se lanzará en 2015.

Fuente: ESA

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Los restos de una explosión estelar

ASTRONOMÍA

(Foto: XMM-Newton/ESA)

El observatorio espacial XMM-Newton de la ESA nos muestra los restos de una explosión de supernova, el dramático final de una estrella masiva, suspendidos en el tiempo y en el espacio.
En las longitudes de onda de rayos X, los nudos de gas caliente brillan en tonos verdosos –lo que indica que presentan una temperatura de millones de grados Celsius– llenando la región central del remanente de supernova G272.2-03.2, todavía en expansión.
Un remanente de supernova es la estructura nebulosa que queda cuando una estrella masiva –con una masa de más de ocho veces la de nuestro Sol– agota su reserva de combustible y colapsa sobre sí misma, expulsando sus últimas capas de gas en una explosión cegadora.
En el corazón de la explosión puede quedar una estrella de neutrones o un agujero negro, oculto tras la capa de material compuesta por los restos de la explosión y por el medio interestelar barrido por su onda de choque.
En esta imagen se pueden distinguir dos puntos brillantes cerca del borde derecho del remanente, iluminados por la interacción de las ondas de choque con el medio que las rodea. Estos restos tan sólo tienen unos pocos miles de años – la expansión de la onda de choque tarda cientos de miles de años en frenarse.
Al estudiar los remanentes de supernovas en las longitudes de onda de los rayos X, los astrónomos son capaces de determinar la abundancia y la distribución de los distintos elementos químicos que había forjado la estrella durante las últimas etapas de su vida.
Estos datos pueden aportar nuevas pistas sobre la masa de la estrella original y sobre la dinámica de la explosión.
Las motas azules y blancas que salpican la imagen son objetos estelares que rodean a los restos de la supernova. (Fuente: ESA)

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Posible detección a 33 años-luz de un planeta un poco más pequeño que la Tierra

ASTRONOMÍA

Concepto artístico de UCF-1.01. (Foto: NASA/JPL-Caltech)

No muchos años atrás, se consideraba imposible detectar desde la órbita terrestre planetas del tamaño de la Tierra o menores en otros sistemas solares. Pero el avance imparable de la tecnología astronómica ya hace posible esta proeza, y ahora todo apunta a que se ha conseguido detectar a 33 años-luz un planeta cuyo tamaño es de sólo dos tercios el de la Tierra.
Este supuesto planeta (aún no está verificado por completo que es lo que parece) lo han detectado unos astrónomos usando el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, y ha recibido el nombre de UCF-1.01.
UCF-1.01 puede ser el mundo más cercano a nuestro sistema solar que es más pequeño que nuestro planeta. A UCF-1.01 se le calcula un diámetro de aproximadamente 8.400 kilómetros (unas 5.200 millas).
El hallazgo lo ha hecho el equipo de Kevin Stevenson y Joseph Harrington, ambos de la Universidad de Florida Central en Orlando.
Se llama exoplanetas a los planetas que están en órbita a otras estrellas, diferenciándolos así de los planetas en órbita a nuestro Sol. Sólo unos pocos exoplanetas más pequeños que la Tierra han sido hallados hasta ahora. La detección de UCF-1.01 hecha por el Spitzer sugiere que este satélite astronómico, pese a no tener la capacidad especializada del telescopio espacial Kepler, puede contribuir de forma significativa a descubrir, en otros sistemas solares, planetas del tamaño de la Tierra y potencialmente capaces de albergar vida.
En el caso de UCF-1.01, sin embargo, aunque tiene un tamaño parecido al de la Tierra, su temperatura es muy distinta, y no resulta apto para la vida. Al parecer, UCF-1.01 gira en torno a su estrella, una enana roja conocida como GJ 436, a una distancia de alrededor de siete veces la de la Tierra a la Luna, lo que hace que dé una vuelta completa en torno a la estrella en sólo 1,4 días terrestres. Dada esta proximidad a su estrella, mucho más cerca de lo que el planeta Mercurio está de nuestro Sol, la temperatura de la superficie del exoplaneta sería de casi 600 grados centígrados (más de 1.000 grados Fahrenheit).
Si este tórrido mundo ha tenido una atmósfera, es casi seguro que ya se ha evaporado. UCF-1.01, por lo tanto, podría parecerse a un mundo geológicamente muerto y lleno de cráteres, como Mercurio. O incluso podría albergar un gran océano de magma.
De las aproximadamente 1.800 estrellas identificadas por el telescopio espacial Kepler de la NASA como candidatas a tener sistemas planetarios, sólo se han verificado tres que contengan exoplanetas de tamaño inferior al de la Tierra. De estos, el que parece ser el más pequeño es uno con un diámetro de cerca del 60 por ciento del de la Tierra, o sea con un tamaño muy similar al de Marte.

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