Autor Tema: FORO-CIENCIA (Leído 868041 veces)

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Sacan a la luz un enorme mosaico del Imperio Romano en el sur de Turquía

ARQUEOLOGÍA

El mosaico desenterrado. (Foto: UNL)

Un equipo de arqueólogos ha descubierto un enorme mosaico romano en el sur de Turquía. Se trata de un meticuloso trabajo decorativo, al que se considera el mosaico más grande de su tipo en la región. También es una demostración de lo sorprendentemente extensa que era la influencia cultural del Imperio Romano en la zona durante los siglos III y IV de nuestra era.
El equipo de Michael Hoff, profesor de historia del arte en la Universidad de Nebraska-Lincoln y director de la excavación, quedó asombrado al ver en toda su magnitud tal mosaico con semejantes características en esta región, una zona que por lo general había estado fuera de la atención de la mayoría de los arqueólogos e historiadores antiguos. La situación ha cambiado de forma drástica ahora. El mosaico obliga a ver con otros ojos la historia antigua de la región.
Desde 2005, el equipo de Hoff ha estado desenterrando las ruinas de una antigua ciudad, fundada a mediados del siglo I de nuestra era.
Los primeros indicios de la existencia del mosaico aparecieron en 2001, con el hallazgo fortuito de algunos fragmentos en un terreno cercano a la estructura de un baño romano.
Se sabe poco de esta región en términos de historia antigua y arqueología. "No es un lugar en el que los arqueólogos hayan pasado mucho tiempo, por lo que todo lo que hallamos agrega nuevos datos a nuestro conocimiento sobre esta área del Imperio Romano", explica Hoff.
El nuevo estudio arqueológico indica que la zona estaba más romanizada de lo que se sospechaba. Todo apunta a que la antigua ciudad donde se ha desenterrado el mosaico fue una típica ciudad de provincias del Imperio Romano. La ciudad prosperó en tiempos del imperio a partir de una economía centrada en productos agrícolas, especialmente vino y madera.
El mosaico formaba parte del citado baño romano. La decoración está compuesta por cuadrados grandes, cada uno con una ornamentación distinta.

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Encontrado un planeta en el sistema estelar más cercano a la Tierra

ASTRONOMÍA

Impresión artística del planeta orbitando a la estrella Alfa Centauri B, uno de los miembros del triple sistema estelar más cercano a la Tierra. (Foto: ESO)

Astrónomos europeos han descubierto un planeta con una masa similar a la de la Tierra orbitando una estrella en el sistema Alfa Centauri — el más cercano a nuestro planeta. También es el exoplaneta más ligero descubierto hasta el momento alrededor de una estrella de tipo Sol. El planeta fue detectado utilizando el instrumento HARPS, instalado en el telescopio de 3,6 metros en el Observatorio La Silla de ESO, en Chile. Los resultados aparecieron online en la revista Nature, en su edición del 17 de octubre de 2012.
Alfa Centauri es una de las estrellas más brillantes de los cielos australes y el sistema estelar más cercano a nuestro Sistema Solar — se encuentra a tan sólo 4,3 años luz de distancia. En realidad se trata de un sistema estelar triple, que consiste en dos estrellas similares al Sol orbitando cerca la una de la otra, designadas como Alfa Centauri A y B, y una estrella roja débil más distante conocida como Próxima Centauri. Desde el siglo XIX, los astrónomos especulaban con la posibilidad de la existencia de planetas orbitando estos cuerpos, ya que sería el lugar más cercano en el que encontrar un huésped que pudiera albergar vida más allá del Sistema Solar, pero búsquedas de gran precisión no revelaban nada. Hasta ahora.
“Nuestras observaciones se prolongaron durante más de cuatro años, utilizando el instrumento HARPS, y han relevado una señal diminuta, pero real, que muestra un planeta orbitando Alfa Centauri B cada 3,2 días”, afirma Xavier Dumusque (Observatorio de Ginebra, Suiza, y Centro de Astrofísica de la Universidad de Oporto, Portugal), autor principal del artículo. “¡Es un descubrimiento extraordinario y ha llevado nuestra tecnología hasta sus límites!”
El equipo europeo detectó el planeta captando los pequeños bamboleos en el movimiento de la estrella Alfa Centauri B generados por el tirón gravitatorio del planeta que la orbita. El efecto es diminuto — hace que la estrella se mueva hacia delante y hacia atrás no más de 51 centímetros por segundo (1,8 km/hora, más o menos la velocidad que alcanza un bebé cuando gatea). Es la precisión más alta alcanzada nunca con esta técnica.
Alfa Centauri B es muy similar al Sol, pero ligeramente más pequeña y menos brillante. El nuevo planeta descubierto, con una masa algo mayor que la de la Tierra, se encuentra orbitando la estrella a unos seis millones de kilómetros de distancia, mucho menor que la de Mercurio con respecto al Sol en nuestro Sistema Solar. La órbita del otro componente brillante de esta estrella doble, Alfa Centauri A, se mantiene a cientos de veces esa distancia, pero aún así sería un objeto muy brillante en los cielos de este planeta.
El primer exoplaneta alrededor de una estrella tipo Sol fue encontrado por el mismo equipo en 1995 y, desde entonces, ha habido más de 800 descubrimientos confirmados, pero la mayor parte son planetas mucho más grandes que la Tierra, abundando los planetas tipo Júpiter. El reto al que se enfrentan ahora los astrónomos es detectar y caracterizar un planeta con masa similar a la de la Tierra que orbite en la zona de habitabilidad de otra estrella. Ya se ha dado este primer paso.
“Este es el primer planeta con una masa similar a la de la Tierra encontrado alrededor de una estrella de tipo Sol. Orbita muy cerca de su estrella y debe hacer demasiado calor para albergar vida tal y como la conocemos”, añade Stéphane Udry (Observatorio de Ginebra), coautor del artículo y miembro del equipo, “pero es posible que forme parte de un sistema en el que haya más planetas. Otros resultados de HARPS y nuevos descubrimientos de Kepler, muestran claramente que la mayor parte de los planetas de baja masa se encuentran en este tipo de sistemas”.
“Este resultado representa un gran paso adelante hacia la detección de un planeta gemelo a la Tierra en las inmediatas vecindades del Sol. ¡Vivimos tiempos emocionantes!”, concluye Xavier Dumusque.

Fuente: ESO

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El papel insospechado de los glaciares alpinos en el ciclo del carbono

GEOQUÍMICA

Glaciar en Vent, Austria. (Foto: Tom J. Battin)

Un equipo internacional de científicos ha puesto al descubierto la inesperada complejidad biogeoquímica de la materia orgánica disuelta en los glaciares alpinos, desvelando el papel que desempeñan los glaciares alpinos en el ciclo del carbono.
Su estudio amplía de modo sustancial el conocimiento actual que se tiene sobre la importancia biogeoquímica de la criosfera, cada vez menos extensa. La criosfera comprende las zonas de la Tierra donde el agua está congelada.
Es bien sabido que los glaciares se están reduciendo a escala mundial, con notables repercusiones para el ciclo hidrológico, e incluso para el nivel del mar. Pero el papel potencial de los glaciares en el ciclo del carbono ha venido siendo poco conocido.
El equipo internacional de investigación dirigido por Tom J. Battin de la Universidad de Viena en Austria ha podido desentrañar la complejidad biogeoquímica de la materia orgánica disuelta en 26 glaciares de los Alpes austríacos.
Gabriel A. Singer, en colaboración con Thorsten Dittmar y Jutta Niggemann, especialistas de Alemania, usó espectrometría de masas de muy alta resolución para identificar los miles de compuestos orgánicos contenidos en el hielo de glaciares.
Christina Fasching y Peter Steier estimaron en varios miles de años la antigüedad del carbono orgánico contenido en el hielo. Fasching también determinó la biodisponibilidad de ese carbono para microbios heterótrofos en los arroyos de agua proveniente de los glaciares.
Los investigadores encontraron que la biogeoquímica de la materia orgánica de los glaciares es inesperadamente diversa.
La biodisponibilidad, pese a sus varios miles de años de antigüedad, de una significativa fracción de los compuestos de origen vegetal liberados por el hielo, resulta sorprendente, y presenta a los glaciares como "neveras" que conservan en buen estado a la materia orgánica como fuente de alimentación de microbios heterótrofos.
Al liberarse, la materia orgánica de los glaciares puede estimular el metabolismo heterótrofo en los arroyos alimentados de agua por los glaciares. Sin la aportación de esa materia orgánica, los arroyos estarían carentes de fuentes de energía.

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Nuevos estudios apoyan la teoría de que la Luna es 'hija' de la Tierra

ASTRONOMÍA

Recreación del choque entre dos cuerpos celestes. (Imagen: NASA/JPL-Caltech)

Hace unos 4.500 millones de años se supone que un choque entre la joven Tierra y otro planeta originó el material con el que se formó la Luna. Según el modelo, nuestro satélite debería tener los elementos de aquel planeta desaparecido, pero son compuestos terrestres los que aparecen en las muestras lunares. Esta semana se publican en Nature y Science tres estudios que arrojan luz sobre esta contradicción.
Los tres estudios publicados vienen a apoyar una de las teorías que se barajan sobre el origen de la Luna: el satélite se formó a partir del material que se 'escapó' de la Tierra cuando otro astro chocó contra ella.
Las rocas volcánicas de la Luna presentan menos concentración de cinc pero con más isótopos pesados de este elemento que las rocas de la Tierra y de Marte. Así lo confirma un estudio que investigadores de la Universidad Washington en San Luis (EEUU) presentan esta semana en Nature.
Este hallazgo tan específico ofrece pistas sobre el origen de nuestro satélite. La comunidad científica suponía que los elementos más ligeros de la Luna se habían evaporado hace tiempo de su seca superficie y que, por eso, los poco volátiles deberían ser más abundantes, pero no tenía pruebas concluyentes.
Ahora, la detección de mayor presencia de isótopos pesados de cinc en muestras lunares –recogidas en las misiones Apolo– confirma esta hipótesis.
Los nuevos datos son consistentes con una evaporación a gran escala –y en mayor proporción de elementos ligeros– acaecida cuando un cuerpo planetario del tamaño de Marte impactó con la Tierra hace 4.500 millones de años.
La colisión produjo el material que, con el tiempo, formó la Luna; y donde hasta ahora se han identificado compuestos similares a la Tierra y no a los de Theia, el nombre con el que se ha bautizado al planeta que chocó.
En la revista Science también se publican otros dos estudios que apoyan la formación de la Luna con material terrestre. Se trata de simulaciones computerizadas efectuadas por dos grupos de forma independiente, uno coordinado desde la Universidad de Harvard y otro desde el Southwest Research Institute en Boulder (EE UU).
El primer equipo muestra que un impacto gigante en una Tierra primitiva de giro rápido pudo originar un disco de material terrestre que sirvió para formar el lunar. El modelo revela que un sistema Tierra-Luna primitivo girando rápidamente no tuvo por qué haber tenido siempre el mismo momento angular, como se pensaba hasta ahora, sino que esta magnitud se pudo ir reduciendo hasta su valor actual gracias a la influencia gravitacional del Sol.
Por su parte, el segundo grupo simuló colisiones gigantes de planetas con una masa similar a la de la Tierra, pero a velocidad más baja. Los resultados también se ajustan a la composición química similar de nuestro satélite y el manto terrestre, aportando evidencias de que la Luna se pudo haber formado a partir de la Tierra. (Fuente: Nature/Science/SINC)

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Migraciones de animales cuando varios siglos atrás Islandia era accesible por vía terrestre

PALEONTOLOGÍA

Zorros árticos. (Foto: Yvonne Cox)

La Pequeña Edad de Hielo, un periodo entre los siglos XVI y XIX conocido por el descenso de las temperaturas que se documentó en diversas regiones de la Tierra, pero sobre todo en Europa, permitió que una nueva oleada inmigratoria de zorro ártico colonizara Islandia, según una nueva investigación.
Durante ese descenso en las temperaturas, hace entre 200 y 500 años, apareció un "puente" de hielo marino que permitió que el zorro ártico migrara hacia Islandia desde diferentes regiones árticas, entre ellas Rusia, América del Norte y Groenlandia.
Para llegar a esta conclusión, el equipo de Greger Larson, de la Universidad de Durham, en el Reino Unido, analizó muestras de ADN de restos antiguos de zorros árticos de Islandia hallados en dos yacimientos arqueológicos de fines del siglo IX al siglo XII, y comparó los resultados de estos análisis con datos de ADN de sus sucesores modernos.
Durante eras glaciales anteriores, otros zorros árticos antiguos también cruzaron por mar de una orilla a otra valiéndose del hielo marino, y llegando así a Islandia mucho antes que los asentamientos humanos en el siglo IX. Luego, temperaturas más cálidas derritieron el hielo marino y aislaron a los antiguos zorros en la isla hasta que la Pequeña Edad de Hielo reconectó a Islandia con el continente.
Durante la Pequeña Edad de Hielo, los glaciares crecían de manera imparable en valles de zonas altas, engullendo pueblos; y hasta hay pinturas famosas de ese período en las que aparecen representadas escenas locales con situaciones hoy tan inauditas como la de personas haciendo patinaje sobre hielo en un congelado río Támesis en Londres.
El método usado para determinar la diversidad genética del zorro ártico también podría ser utilizado para rastrear la migración histórica de otros animales, tales como el reno, que también viven en Islandia.

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Metales sólidos comportándose como fluidos

CIENCIA DE LOS MATERIALES

Fotograma de una película de alta velocidad del proceso examinado. (Foto urdue University School of Industrial Engineering/N. Sundaram y Y. Guo)

Unos investigadores han descubierto que, a escala microscópica, el deslizamiento de una pieza metálica sólida sobre otra puede generar efectos más propios de un fluido.
El inesperado hallazgo aporta nuevos datos sobre los mecanismos de desgaste, y sobre formas de conseguir superficies maquinadas (trabajadas a máquina) que puedan ayudar a mejorar la durabilidad de las piezas metálicas.
Las observaciones hechas con un microscopio y una cámara de alta velocidad han revelado la formación de abolladuras, pliegues, fisuras, y hasta marcas que recuerdan a remolinos, en la superficie del metal.
Tal como subraya Srinivasan Chandrasekar, profesor de ingeniería industrial en la Universidad Purdue, en West Lafayette, Indiana, Estados Unidos, se trata de efectos asociados normalmente a los fluidos, no a los sólidos.
Estos resultados fueron toda una sorpresa para los investigadores, debido a que el experimento se realizó a temperatura ambiente y las condiciones de deslizamiento no generaron suficiente calor como para ablandar el metal.
Ésta es también la primera vez en que se logra captar imágenes directas de cómo se comportan metales que deslizan uno sobre otro, a una escala de entre 100 micrones y 1 milímetro.
Numerosas piezas mecánicas, desde rodamientos hasta pistones de motores, experimentan la clase de deslizamientos analizada en el nuevo estudio.
Ya se sabía que a veces se desprenden pequeños trocitos de metal de superficies que se deslizan unas sobre otras. La creencia más común ha sido que esto requiere de muchos ciclos de frotamiento, pero lo que ha descubierto el equipo de Chandrasekar, Narayan Sundaram y Yang Guo, es que, bajo ciertas condiciones, no son necesarios muchos ciclos para que se formen esas fisuras y las demás marcas. Esto puede suceder muy rápidamente, lo cual acelera el desgaste.
Los autores de la investigación están desarrollando modelos para estudiar más a fondo el fenómeno, averiguar bajo qué condiciones los metales sólidos se comportan como fluidos, y entender todas las repercusiones que esa conducta puede tener en los metales.
Lo descubierto en este estudio también podría conducir a superficies de mejor calidad en el procesamiento de materiales.

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Vía prometedora para leer el pasado climático de Marte en sus capas de hielo y polvo

ASTRONOMÍA

Reconstrucción en 3D del Polo Norte de Marte. (Imagen: MOLA Team, MGS Project, NASA, Greg Shirah, SVS)

En los polos de Marte hay casquetes de hielo y polvo en capas que reflejan las variaciones climáticas del pasado. Unos investigadores han desarrollado un modelo que permitirá establecer una cronología detallada de la historia climática de Marte, sobre la base de la relación entre las capas del casquete de hielo en el polo norte y las variaciones de la insolación (cantidad de energía solar recibida por una superficie, la de Marte en este caso). En el Planeta Rojo, la acumulación de hielo y polvo se ha visto impulsada por las variaciones en la insolación.
Los casquetes polares de Marte tienen kilómetros de espesor, y están compuestos de hielo y polvo.
Las capas presentes en los casquetes polares, vislumbradas en las laderas de valles y acantilados, son conocidas desde las primeras imágenes captadas por las sondas espaciales que fueron enviadas a Marte décadas atrás. Sin embargo, hasta ahora no había ninguna técnica concluyente que permitiera extraer información fiable sobre la historia climática del planeta.
Se cree que las capas pueden narrar el pasado climático de Marte de la misma manera que la historia climática de la Tierra se puede leer mediante el análisis de núcleos de hielo extraídos de los casquetes de hielo en Groenlandia y la Antártida.
La insolación en cada zona de Marte ha variado drásticamente con el paso del tiempo, principalmente debido a las grandes variaciones en la inclinación del eje de rotación de Marte (su oblicuidad), y esto condujo a fuertes variaciones climáticas en el planeta.
El equipo de Christine Hvidberg, experta en física del hielo en el Centro para el Hielo y el Clima del Instituto Niels Bohr en la Universidad de Copenhague, en Dinamarca, ha desarrollado un modelo de cómo se forjan las capas, sobre la base de procesos físicos fundamentales, y ha demostrado una correlación entre la acumulación de hielo y polvo y la insolación.
En el modelo, la formación de la capa es impulsada por la insolación, y las capas ricas en polvo pueden ser formadas por dos procesos: 1: el aumento de la evaporación de hielo durante el verano a alta oblicuidad (cuando el eje de rotación se inclina hacia abajo) y 2: las variaciones en la acumulación de polvo como consecuencia de las variaciones en la inclinación axial.
Al comparar la distribución de capas del modelo con mediciones precisas de la estructura de las capas a partir de las imágenes satelitales de alta resolución del casquete de hielo en el polo norte de Marte, los investigadores han descubierto que el modelo es capaz de reproducir las complejas secuencias observadas en las capas.

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Nueva quinasa cuya inhibición frena irreversiblemente la multiplicación del parásito que provoca la enfermedad del sueño

MICROBIOLOGÍA

Microscopía electrónica de barrido del Trypanosoma brucei. (Foto: Medysalud)

Investigadores españoles han descubierto una nueva proteína (Quinasa TOR-4) que regula la multiplicación dentro de la sangre humana del parásito que provoca la enfermedad del sueño o tripanosomiasis africana. Además, la inactivación de esta proteína, específica de los tripanosomas, induce una reducción del crecimiento del parásito de forma irreversible. El hallazgo no sólo abre una vía pionera para el tratamiento de esta enfermedad, sino que sería extrapolable a otras enfermedades tropicales. El descubrimiento ha sido publicado en la revista científica Proceeding of National Academy of Sciences of USA.
La tripanosomiasis africana humana o enfermedad del sueño es una de las Enfermedades Tropicales Desatendidas (ETD) que causan una significativa morbilidad y mortalidad en el mundo en vías de desarrollo. De forma esporádica, esta enfermedad emerge en proporciones epidémicas en las regiones rurales del África subsahariana, es mortal si no se trata y los medicamentos disponibles actualmente para combatirla son muy tóxicos.
Provocada por la picadura de la mosca tse-tsé infectada que introduce unos parásitos llamados Trypanosoma brucei, inicialmente los tripanosomas se multiplican en los tejidos subcutáneos, sangre y linfa, pero pueden llegar a invadir el sistema nervioso central al cruzar la barrera hematoencefálica. Además cuentan con un mecanismo cuyo fin es evitar el sistema inmunitario de la persona afectada.
La quinasa TOR-4 es el nombre de la nueva proteína descubierta por los investigadores españoles, hallazgo que ha merecido su publicación en la revista científica de alto impacto Proceeding of National Academy of Sciences of USA.
Esta quinasa TOR-4 es una proteína que regula la actividad de otras proteínas (mediante su fosforilación) y al hacer esto provoca una "cascada de señalización", es decir, muchas proteínas activando procesos de crecimiento (síntesis de proteínas, de ARN, de lípidos, etc). Consecuencia de esto es que el parásito (Triypanosoma brucei) se multiplica de una forma descontrolada causando la enfermedad.
Según explica el coordinador de este estudio, el Dr. Miguel Navarro, investigador de la Red de Investigación de Enfermedades Tropicales (RICET) y que desarrolla su trabajo en el Instituto de Parasitología y Biomedicina López Neyra de Granada del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC),"Lo que hemos comprobado es que cuando inhibimos, es decir, paramos la actividad de esta quinasa TOR-4, conseguimos que la forma infectiva del parásito, que es muy proliferativa (se multiplica a gran velocidad), pase a quedarse en un estado quiescente y detenga su infección. Además lo más importante es que este cambio es irreversible. Esto convierte a TOR-4 en una gran diana terapéutica porque frenamos de forma irreversible la señal que hace proliferar al parásito que provoca la enfermedad del sueño."
Esta investigación comenzó en el 2005 y concluye ahora con la identificación de una proteína como nueva diana terapéutica frente de la enfermedad del sueño. Comenta el Dr. Navarro que "En la actualidad hemos iniciado la búsqueda de inhibidores selectivos de esta quinasa de tripanosoma para una posible utilización frente a la infección de este parásito, es decir, que impidan la multiplicación del parásito en sangre. Si estos inhibidores lograran ser específicos, selectivos, con las características farmacocinéticas adecuadas, etc, podríamos verlos convertidos en fármacos en un ejemplo de investigación traslacional desarrollada por la RICET, el principal objetivo para la que fue creada esta red de investigación perteneciente al Instituto de Salud Carlos III".
El hallazgo científico de las nuevas quinasas TOR en tripanosomas ha dado lugar a un proyecto para identificación de nuevos fármacos frente a esta enfermedad, en colaboración con el químico Michael Pollastry (NEU University, USA) y la compañía farmacéutica GSK y financiado por la Fundación OpenLab, entidad cuyo objeto social es acelerar el descubrimiento de tratamientos para enfermedades tropicales desatendidas (malaria, tuberculosis, leishmaniasis, enfermedad de Chagas, tripanosomiasis humana africana, etc), generando un pool de patentes que están abiertas a que luego aparezcan empresas interesadas en desarrollarlas hasta convertirlas en un realidad. Así podrían acceder a estas patentes empresas locales que no podrían costear un gasto de investigación inasumible para ellas.
Las moscas tse-tsé se encuentran en el África subsahariana, principalmente en la vegetación costera de ríos y lagos, en bosques galería y en la sabana. Hay muchas zonas donde se encuentran las moscas pero no la tripanosomiasis africana humana. Esto es debido a que las moscas no nacen con el tripanosoma, sino que el tripanosoma entra en las glándulas salivales de la mosca al succionar sangre de algún humano o animal con la enfermedad.
Las poblaciones rurales que habitan en regiones donde ocurre la transmisión y las cuales dependen de la agricultura, pesca, cría o caza de animales son las más expuestas a la picadura de la mosca y, en consecuencia, a la enfermedad.
La primera etapa de la enfermedad, conocida como fase hemolinfática, presenta ataques de fiebre y jaquecas. La segunda fase, conocida como fase neurológica, comienza cuando el parásito atraviesa la barrera hematoencefálica e invade el sistema nervioso central. Aparecen entonces confusión, alteraciones de los sentidos, mala coordinación y las alteraciones del ciclo del sueño que dan el nombre a la enfermedad.
En el trabajo han participado los miembros del equipo de investigación del Dr. Navarro integrado por Antonio Barquilla, Manuel Saldivia, Rosario Díaz e Isabel Vidal del IPBLN-CSIC, junto con Jean-Mathieu Bart del Centro Nacional de Medicina Tropical (Instituto Carlos III) en Madrid, Enrique Calvo del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares y Michael Hall del Biozentrum, Universidad de Basilia, en Suiza.

Fuente: Medysalud

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Decisiones coordinadas de grupos de elefantes gracias a sus conversaciones

ZOOLOGÍA

Un elefante. (Foto: Jessie Cohen, Smithsonian's National Zoological Park)

Durante los últimos veinte años, la bióloga Caitlin O'Connell-Rodwell ha investigado cómo los elefantes en Namibia se valen de vocalizaciones y vibraciones para comunicarse entre ellos. Su nuevo estudio confirma que los elefantes usan vocalizaciones para coordinar acciones en grupo.
En los espacios naturales de África, cuando es hora de que una familia de elefantes se vaya de la laguna o charca en la que se han congregado para beber agua, la matriarca del grupo emite una propuesta u orden para marcharse del sitio, y los miembros principales del clan "hablan", por turnos, como transmitiendo la orden a los demás miembros que cada uno tiene cerca, para que así todos se enteren de que es hora de irse. Resulta llamativo el hecho de que los "interlocutores" procuran no hablar todos al mismo tiempo, sino por turnos. Tan pronto como un elefante termina de emitir su señal, otro empieza a emitir la suya y así sucesivamente.
La "conversación" comienza cuando la matriarca se aleja un poco del grupo, se gira hacia el resto de éste y emite un sonido muy característico mientras bate sus orejas de un modo también bastante típico. Esto inicia la ronda de "comentarios" en el grupo y a continuación la familia entera inicia la marcha hacia otro lugar.
Este curioso comportamiento, medido y documentado en un nuevo estudio realizado por el equipo de O’Connell-Rodwell, de la Universidad de Stanford en California, muestra cómo esta especie cognitivamente avanzada utiliza "conversaciones" bien orquestadas para iniciar acciones en grupo. O’Connell-Rodwell considera que este fenómeno es una demostración inequívoca de que los elefantes son capaces de mantener sociedades organizadas a través de la comunicación mediante vocalizaciones.
El intercambio de señales acústicas que provoca que el grupo se marche de un lugar ilustra la notable capacidad para comunicarse entre sí que poseen los elefantes, y que a menudo ha sido infravalorada. Además, ayuda a explicar cómo en situaciones de peligro estos grupos de animales se coordinan en cuestión de segundos para ejecutar juntos acciones complejas imprevistas, como por ejemplo rescatar a una cría de elefante que se está ahogando en el agua. En su dilatada experiencia observando a estos fascinantes animales en la zona de Mushara del Parque Nacional de Etosha en Namibia, la investigadora ha sido testigo de operaciones de rescate de esa clase, en las que varios miembros de un clan actúan de modo coordinado para salvar a un retoño en apuros.
Los elefantes, al igual que sucede con los seres humanos, tienen cada uno su personalidad. Y, de igual modo que algunas personas se ponen histéricas ante una situación de peligro mientras que otras actúan con valentía y serenidad, pueden darse casos de esta clase entre los elefantes, como O’Connell-Rodwell ha tenido oportunidad de presenciar. Por ejemplo, una cría cae a un punto profundo de una laguna y se está ahogando en el agua. Su madre, joven y con poca experiencia, entra en un estado de pánico, grita y mueve la trompa frenéticamente de un lado a otro, y no sabe qué hacer para salvar a su retoño; la histeria bloquea su mente. La matriarca u otra hembra con dotes de liderazgo, al darse cuenta de lo que está sucediendo, acude al sitio, se arrodilla, enrosca su trompa alrededor del cuerpo de la cría y la saca fuera del agua. Luego, a menudo, los hermanos mayores del pequeño elefante aún asustado acuden a tranquilizarle, y después la joven madre sale de su bloqueo.

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Confirman que las prótesis más antiguas conocidas del mundo fueron creadas en el Antiguo Egipto

ARQUEOLOGÍA

La prótesis de tres piezas, hecha de madera y cuero. (Foto r Jacky Finch with kind permission of the Egyptian Museum, Cairo)

En bastantes aspectos, el Antiguo Egipto fue una civilización avanzada a su tiempo. Las imponentes pirámides, obras colosales de la arquitectura, son el testimonio más elocuente. Pero otras áreas tecnológicas fueron abordadas con resultados muy meritorios.
En una fascinante línea de investigación actual que combina arqueología y medicina, los resultados de pruebas científicas efectuadas utilizando réplicas de dos dedos gordos de pie artificiales del Antiguo Egipto, uno de ellos hallado adherido al pie de la momia de una mujer, indican que muy probablemente éstas sean las primeras prótesis funcionales de la humanidad.
Jacky Finch, investigadora del Centro de Egiptología Biomédica, dependiente de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, quiso averiguar si un artefacto de tres piezas, hecho de madera y cuero, y que data de entre los años 950 y 710 a.C., y otro de antes del año 600 a.C. y hecho de una especie de mezcla de cartón piedra con lino, pegamento y yeso, pudieron ser usados como prótesis que no sólo imitaban el aspecto del dedo natural, sino que también ayudaban a sus portadores con amputación de dedo a caminar con normalidad. Ambas prótesis de dedo muestran señales significativas de desgaste, como el que cabría esperar de un uso habitual y sus características de diseño también hacen pensar que su finalidad no era tan sólo estética.
Finch reclutó a dos voluntarios que habían perdido el dedo gordo del pie derecho, con el fin de que probasen réplicas exactas de los dedos artificiales, adaptadas a ellos. También se les pidió que usaran los dedos protésicos llevando puestas réplicas de sandalias tradicionales del Antiguo Egipto.
Las pruebas se llevaron a cabo en un laboratorio especializado de la Universidad de Salford, también en el Reino Unido. A cada voluntario se le pidió pasear durante un trecho. Un recorrido lo hicieron descalzos. Otro llevando sus zapatos habituales. Y otros, llevando las réplicas de las prótesis, con y sin las sandalias tradicionales del Antiguo Egipto. El movimiento de estas dos personas fue registrado detalladamente mediante 10 cámaras especiales.
No se registró ninguna elevación significativa de la presión en el pie causada por uno u otro de los dedos artificiales.
Se comprobó que ambos voluntarios caminaban mucho mejor con estas prótesis, aunque a un voluntario le fue bastante mejor que al otro. Las filmaciones revelaron que cuando llevaba las sandalias egipcias con la réplica de la prótesis hecha de una especie de mezcla de cartón piedra con otros materiales, uno de los voluntarios logró el 87 por ciento de la flexión lograda por su dedo gordo natural del pie izquierdo. La prótesis de tres piezas, hecha de madera y cuero, permitió alcanzar casi el 78 por ciento.
Curiosamente, la capacidad de avance usando las prótesis no fue tan buena cuando este voluntario no estaba utilizando las sandalias. Esto sugiere que los creadores de las prótesis las diseñaron para su uso con las sandalias puestas.
Llevando las réplicas, con o sin las sandalias, el segundo voluntario consiguió alcanzar entre el 60 y el 63 por ciento de la flexión lograda por su dedo gordo natural del pie izquierdo.
Los resultados de este estudio implican que la prótesis más antigua conocida es ahora más probable que venga del Antiguo Egipto. La prótesis de tres piezas precede en unos 400 años a la que se ha venido considerando como la más antigua del mundo, aunque no se han probado réplicas de la misma en personas actuales bajo condiciones de laboratorio. Se trata de una pierna de bronce y madera que se encontró en una tumba del Imperio Romano en Capua, al sur de Italia. Se determinó en su día que esta prótesis de pierna data de alrededor del año 300 a.C. Hoy en día sólo existe una réplica, debido a que la original se destruyó en un bombardeo sobre Londres durante la guerra.

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La NASA recibe los dos primeros espejos principales para el potente telescopio espacial James Webb

ASTRONÁUTICA

Uno de los dos espejos terminados. (Foto: NASA/Chris Gunn)

Los dos primeros de los 18 espejos primarios que poseerá el Telescopio Espacial James Webb ya han llegado al Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA, en Greenbelt, Maryland.
Los espejos, tras una inspección, permanecerán almacenados en la sala limpia de ese centro espacial hasta que los ingenieros tengan todo a punto para montarlos sobre la estructura del telescopio.
Los restantes 16 espejos harán su camino desde las instalaciones de la compañía Ball Aerospace hasta el Centro Goddard en los próximos 12 meses, tras lo cual llegará la fase de trabajo que culminará en las labores de integración del telescopio en 2015.
La compañía Ball Aerospace, en Boulder, Colorado, bajo contrato con la empresa Northrop Grumman, es la responsable de la tecnología óptica del telescopio y del sistema de espejos de bajo peso.
Uno de los objetivos científicos del Webb es mirar hacia atrás en el tiempo, cuando las galaxias eran muy jóvenes. Para ver objetos tan lejanos y tenues, el Webb necesita un gran espejo. La sensibilidad de un telescopio, o el nivel de detalle que puede ver, está directamente relacionado con el tamaño del área del espejo que recoge la luz de los objetos que están siendo observados. Un área más grande recoge más luz, al igual que un cubo grande recoge más agua de lluvia que uno pequeño.
Los científicos e ingenieros del Webb determinaron que un espejo primario de 6,5 metros de ancho (21 pies y 4 pulgadas) es lo que se necesita para captar razonablemente bien la luz de esas galaxias distantes. Cada una de las 18 unidades de espejo de forma hexagonal que componen el espejo primario mide más de 1,3 metros (4,2 pies) y pesa aproximadamente 40 kilogramos (88 libras).
El Webb será el primer telescopio espacial que utilizará un espejo segmentado con control activo.
La misión del Webb es ambiciosa. Con él se pretende estudiar todas las fases de la historia del universo, que va desde los primeros resplandores luminosos prolongados (la luz de las primeras estrellas formadas después del Big Bang), hasta la formación de sistemas estelares capaces de sostener la vida en planetas similares a la Tierra, incluyendo ello la evolución de nuestro propio sistema solar.
Este telescopio espacial es un proyecto conjunto de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense.

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Profundizando en los exóticos aislantes eléctricos topológicos

CIENCIA DE LOS MATERIALES

Representación en 3D de cómo se comportan los electrones ante una llegada de energía. (Foto: Yihua Wang y Nuh Gedik)

Los aislantes topológicos son materiales exóticos, descubiertos hace apenas algunos años, y que resultan muy prometedores para el desarrollo de nuevos tipos de dispositivos electrónicos.
En estos años, ha resultado muy difícil estudiar el inusual comportamiento que tienen los electrones dentro de estos materiales, pero nuevas técnicas desarrolladas por un equipo de investigadores podrían ahora ayudar a desentrañar los misterios de cómo exactamente se mueven y reaccionan los electrones en estos materiales, lo cual permitiría usarlos de nuevas formas.
Los aislantes topológicos son una clase de materiales que poseen características aparentemente contradictorias: La mayor parte del material actúa como aislante, bloqueando casi por completo cualquier flujo de electrones. Pero la superficie del material conduce muy bien la electricidad, como un metal. De hecho, la superficie es incluso mejor conductora que los metales normales, lo cual permite que los electrones viajen a una velocidad cercana a la de la luz y sin ser afectados por las impurezas del material, las cuales normalmente dificultan su movimiento.
Debido a estas características, se considera que los aislantes topológicos son materiales prometedores para el desarrollo de circuitos electrónicos y dispositivos de almacenamiento de datos.
Pero para desarrollar estos nuevos dispositivos se necesita conocer mejor cómo los electrones se comportan en la superficie y en el interior de un aislante topológico, y cómo los electrones de la superficie interactúan con los del interior del material.
El equipo de Yihua Wang y Nuh Gedik, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, ha logrado obtener "filmaciones" tridimensionales del comportamiento de los electrones en un aislante topológico.
Usando la nueva técnica, los investigadores ya han descubierto interacciones nunca antes vistas entre los electrones y con respecto a secciones concretas de la estructura del material, lo cual demuestra el potencial de su método para revelar nuevos detalles sobre cómo funcionan los aislantes topológicos.
Los electrones normalmente tienen masa, al igual que muchas otras partículas elementales, pero cuando se mueven a lo largo de la superficie de un aislante topológico, lo hacen como si no la tuvieran, como sucede con la luz. Ésta es una de las características extraordinarias que hacen que estos nuevos materiales sean tan prometedores para muchas tecnologías nuevas.
Ya se han propuesto cientos de aplicaciones potenciales para los aislantes topológicos, incluyendo nuevos tipos de dispositivos de almacenamiento magnético que sustituyan a los discos duros de la actualidad.

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Explosiones por supermareas en estrellas enanas blancas que casi se tocan

ASTROFÍSICA

Comparativa de J0651A y J0651B con el Sol, la Tierra y la Luna. (Foto: Jim Fuller)

Las enanas blancas J0651A y J0651B tienen el menor periodo orbital de cualquier par conocido de estrellas que estén completamente separadas una de la otra. Ellas se orbitan la una a la otra cada 12,75 minutos, un período asombrosamente corto.
Unos físicos teóricos en la Universidad de Cornell, Ithaca, Nueva York, podrían haber encontrado ahora un nuevo mecanismo de formación de novas, estrellas que repentinamente se hacen muy brillantes y luego su resplandor se desvanece también rápidamente.
En el corazón de la teoría está el citado par de viejas y densas estrellas enanas blancas, orbitando entre sí tan estrechamente que sus fuerzas gravitacionales provocan una serie de fenómenos físicos que, a juzgar por lo averiguado en el reciente estudio, pueden acabar provocando una explosión en forma de nova (una explosión estelar tremenda pero que no destruye a la estrella).
Los tipos de enanas blancas que Jim Fuller y Dong Lai han estado investigando orbitan una alrededor de la otra con gran rapidez, en menos de media hora. Debido a que las enanas blancas son tan densas, sus fuerzas gravitacionales son lo bastante fuertes como para hacer que ambas estrellas se acerquen cada vez más la una hacia la otra, en una espiral cada vez más ceñida. El combate entre ambos campos gravitacionales proyecta fuerzas que deforman a las estrellas, aplastando y dando forma ovalada a cada esfera, así como sincronizando sus movimientos hasta que ambas estrellas acaban girando sobre sí mismas al mismo ritmo al que están orbitando. También se generan enormes mareas gaseosas. La fricción causada por las fuerzas de marea también genera una enorme cantidad de calor, potencialmente más del que emite el Sol.
Fuller y Lai teorizan que el calor se deposita en la capa delgada de hidrógeno que recubre a la enana blanca típica. El hidrógeno representa sólo el 0,01 por ciento de la masa de una enana blanca. Pero el calor generado por la fricción de las mareas es suficiente para provocar una reacción de fusión. Ese calor a su vez provoca más reacciones, desencadenando el efecto comparable al de una serie de explosiones de bombas atómicas. Esas reacciones se aceleran hasta que todo el hidrógeno es consumido muy rápidamente, y eso es una nova inducida por mareas.
La nova acaba cesando, pero las enanas blancas siguen orbitándose mutuamente, acercándose cada vez más la una a la otra.

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Nuevo hallazgo en el experimento de evolución más largo generacionalmente

BIOLOGÍA

Muestras de E. coli. (Foto: G.L. Kohuth, Michigan State University)

El experimento que Richard Lenski, de la Universidad Estatal de Michigan, Estados Unidos, comenzó en febrero de 1988 con bacterias de la especie Escherichia coli, lleva ya en marcha más de 24 años, y es, por cantidad de generaciones, el experimento sobre evolución en marcha más largo de la historia. Este experimento permite estudiar más de 56.000 generaciones de evolución bacteriana.
Doce poblaciones de E. coli viven en una incubadora en el laboratorio de Lenski, produciendo alrededor de siete nuevas generaciones cada 24 horas. Cada día, los científicos toman cierto porcentaje de cada población y lo transfieren a una nueva fuente de alimento, un frasco que contiene glucosa fresca, que las bacterias consumen ávidamente, y citrato, aprovechado por una población que descubrió cómo "comerlo" tras más de 30.000 generaciones. Los investigadores también toman muestras cada 500 generaciones, y las congelan para su posterior estudio.
Como mantienen muestras congeladas, cuando aparece algo nuevo, los científicos pueden rastrear la aparición del nuevo rasgo y sus circunstancias asociadas mediante inspección de todas las generaciones anteriores que sea necesario, para determinar los pasos intermedios del proceso.
El más reciente episodio de evolución ha consistido en la aparición de la citada capacidad para nutrirse del citrato en una población que no poseía tal capacidad. Estas nuevas bacterias evolucionadas pueden ahora complementar su dieta de glucosa con un poco de citrato, a pesar de que otras E. coli no pueden consumir el citrato en presencia de oxígeno. Las E. coli normalmente no pueden "digerir" el citrato en presencia de oxígeno porque no expresan la proteína correcta para absorber las moléculas de citrato en tales circunstancias. El citrato es una sal del ácido cítrico presente comúnmente en frutas tales como el limón.
La pregunta clave que se plantea ante este nuevo episodio evolutivo es evidente, pero no por ello fácil de responder: ¿Cómo apareció esta mutación?
Los resultados de un nuevo estudio aportan la que podría ser la respuesta definitiva a esa pregunta.
El equipo de Zachary Blount y el propio Richard Lenski analizaron decenas de secuencias genómicas completas de bacterias que habían desarrollado este nuevo rasgo y de las que se tomaron y almacenaron muestras en diferentes momentos de la historia del linaje.
Los autores de la nueva investigación han constatado que se necesitan como mínimo tres mutaciones para que aparezca ese nuevo rasgo, y esas mutaciones deben producirse en un orden específico.
Lo más llamativo es que esta secuencia de mutaciones se ha producido varias veces y de manera independiente en distintas poblaciones. Por tanto, esto sugiere que, al menos en el mundo de los microbios, se pueden desarrollar rasgos complejos de modo rápido y repetido. Recordemos que han transcurrido menos de 25 años desde el inicio del experimento de evolución. La rápida sucesión de generaciones que se da en las poblaciones de bacterias en un cuarto de siglo es sin duda un factor relevante.

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Ameriza la cápsula Dragon CRS-1

ASTRONÁUTICA

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La cápsula Dragon CRS-1 regresó con éxito a la Tierra el pasado 28 de octubre. Utilizando el brazo robótico Candarm-2, los astronautas de la estación espacial desengancharon el vehículo del módulo Harmony, y lo soltaron en vuelo libre a las 13:29 UTC. Tras dos encendidos de su sistema de propulsión, la Dragon, que separó su módulo de servicio poco antes, penetró en la atmósfera a las 19:02 UTC, amerizando en el océano Pacífico, frente a las costas de California, 20 minutos después. La cápsula fue capturada por las fuerzas de rescate, y llevada a Tierra, donde sus valiosos contenidos serán extraídos y devueltos a la NASA.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=W_bF6ZciBxQ[/youtube]

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