Autor Tema: FORO-CIENCIA (Leído 867254 veces)

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Ciencia ciudadana fácil, videojuegos online para hacer investigación genómica auténtica

COMPUTACIÓN

Parte central de la pantalla inicial de Phylo. (Imagen: Universidad McGill)

En los últimos tres años, 300.000 jugadores han ayudado a la investigación genómica jugando al Phylo, un videojuego online de rompecabezas o puzles. Ahora, Jérôme Waldispühl, profesor de ciencias de la computación en la Universidad McGill en Canadá y sus colegas, que desarrollaron el juego, están haciendo gestiones para que científicos de todo el mundo puedan beneficiarse de la actividad de este grupo de jugadores. La idea es disponer del talento humano de un gran conjunto de personas para mejorar lo que ya hacen los ordenadores en el campo de la genómica comparativa.
Phylo es una especie de combinación entre el videojuego Tetris, el cubo de Rubik y un juego ya añejo de rompecabezas con piezas deslizantes (donde hay que ordenarlas y hacerlas encajar deslizándolas en un tablero, sin poder levantarlas del mismo). Cuando los jugadores de Phylo alinean rectángulos coloreados que representan material genético real (en forma de secuencias de ADN), están ayudando a identificar las anomalías genéticas que pueden ser la clave de varias enfermedades, incluyendo cáncer y diabetes. Desde que se lanzó por primera vez, jugadores que van desde adolescentes hasta jubilados han sugerido soluciones para más de 4.000 rompecabezas basados en datos genómicos, y muchas de tales soluciones han resultado ser información nueva y útil para los científicos.
Ahora estos jugadores ayudarán a los científicos en más investigaciones.
Waldispühl y sus colegas ya han recibido peticiones de diversos grupos científicos para recibir ayuda de esta red de ciudadanos. Por ejemplo, de un equipo que trabaja en bioinformática viral en la Universidad de Victoria en Canadá. Y esperan pronto tener noticias sobre muchos otros.

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La creciente complejidad de los factores de transcripción hizo posible la evolución de los seres vivos

BIOLOGÍA

Doble tinción para detectar la transcripción naciente de los genes irx3 (rojo) e irx5 (verde) en los núcleos (azul) de embriones de pez cebra. (Foto: CSIC)

Un estudio el que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España, revela que la creciente complejidad de los factores de transcripción permitió la evolución de los seres vivos y su paso de organismos unicelulares a pluricelulares. Este trabajo, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), analiza la evolución de los factores de transcripción en una gran variedad de genomas eucariotas.
Los factores de transcripción juegan un papel fundamental en el desarrollo de los organismos. Son proteínas que se unen al ADN y activan o reprimen la expresión de genes. Según este trabajo, las plantas y los animales tienen el repertorio más complejo de factores de transcripción. “El éxito evolutivo y la gran diversidad de animales y plantas puede ser en buena parte debido a la adquisición de una gran complejidad en el control transcripcional. A mayor complejidad en los factores de transcripción, mayor complejidad en la maquinaria transcripcional y mayor control de la expresión de genes”, explica Iñaki Ruiz-Trillo, investigador del Instituto de Biología Evolutiva, centro mixto del CSIC y la Universidad Pompeu Fabra.
Según el estudio, este fenómeno podría deberse al hecho de que las plantas y los animales tienen un desarrollo embrionario complejo, lo que requiere un control muy estricto y, por tanto, más factores de transcripción.
Además, los investigadores han analizado cómo cambian los factores de transcripción a lo largo del desarrollo. “En los animales vemos que los factores de transcripción se expresan más durante el desarrollo y menos cuando son adultos. En cambio, en las plantas los factores de transcripción siguen activos a lo largo de etapas posteriores al desarrollo inicial, probablemente porque la formación de nuevas estructuras continúa en la fase adulta”, añade Ruiz-Trillo.

Fuente: CSIC/DICYT

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¿Qué justifica la muerte celular?

BIOLOGÍA

Muerte celular. (Foto: DICYT)

La ciencia ha demostrado que existen decesos que aportan ventajas al desarrollo armónico de un organismo. “Uno de ellas es la muerte celular programada, que consiste en desechar a lo largo de la vida estructuras que el organismo ya no necesita”, refiere el investigador del Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias del Cinvestav, Marcelino Cereijido, en México.
Estos “suicidios” ocurren justo en el momento que se les necesita y cada estructura celular es eliminada por sustancias cómplices (generadas para efectuar su labor sin dejar rastro). “Si por deficiencias genéticas o manipulaciones experimentales se impidiera dicho proceso, la consecuencia no sería la vida eterna, sino deformaciones o aparición de tumores, pues las células se acumularían de manera anormal”, detalla el investigador.
Por ejemplo, la mayoría de los eventos de muerte celular ocurren sobre todo hacia el fin de la vida fetal y principios de la niñez, porque es entonces cuando se eliminan circuitos neurales y mecanismos que se usaron durante la gestación pero que ya no serán necesarios.
En este sentido, expone, durante la formación del sistema nervioso, el cerebro contiene muchas más neuronas de las que necesitará al completar su desarrollo, de modo que una vez que el órgano se encuentra adecuadamente formado, las restantes fallecen.
“En específico, mueren aquellas que no lograron establecer conexiones correctas y las que crearon circuitos que sólo eran útiles durante la gestación. De hecho, se estima que el ‘armado’ del encéfalo implica, durante el primer año de vida, el suicidio de aproximadamente 50 por ciento de las neuronas originales”, detalla el experto del Cinvestav.
Por otra parte, durante su desarrollo, las células pueden recibir señales que les activan genes letales, obligándolas a autoeliminarse en cuanto surja la necesidad. Uno de los medios es a través de la producción de proteínas que facilitan el ingreso de calcio, mineral capaz de activar moléculas que destruyen la arquitectura intracelular.
O bien, fragmentando el ADN (ácido desoxirribonucleico, donde se alojan los genes), el ARN (ácido ribonucleico, cuya función es copiar el ADN para producir los nutrientes de la célula) y las proteínas, e incitando a los macrófagos a consumir los restos de la célula en el proceso conocido como apoptosis.
Respecto a las células cancerosas que dan lugar al desarrollo de tumores, el investigador explica que ello ocurre porque “no escucharon” la orden de suicidarse o generan su propio mandato de no morirse, lo cual les permite sobrevivir y reproducirse.
Cereijido destaca que vivir depende de la capacidad de autorreparación, que implica que las células de la piel sean reemplazadas por nuevas, la mucosa del intestino cambie cada cuatro días o las células sanguíneas a los tres meses, procesos donde también interviene la autoeliminación de tales estructuras para ser reemplazadas por nuevas.
Sin embargo, esta cualidad se va perdiendo con la edad, a pesar de que el nuevo conocimiento se hace cargo de dicha reparación en la medida que el avance científico lo permite. Hacia el final de la vida de cada organismo, sus células, tejidos y órganos sufren diversas carencias que no se arreglan o lo hacen deficientemente hasta que alguna resulta fatal. Esto ocurre después de que el individuo se ha reproducido porque, de lo contrario, desaparecería la especie.

Fuente: AGENCIA ID/DICYT

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Insólita acumulación de oro en las hojas de algunos árboles

QUÍMICA

Análisis especializados permiten detectar, en las hojas de árboles, trazas de elementos minerales, incluyendo oro y manganeso. En esta imagen, se resalta el manganeso. (Foto: CSIRO)

Algunos árboles en la región de Kalgoorlie de Australia Occidental, concretamente eucaliptos, están atrapando partículas de oro desde el subsuelo mediante sus raíces y las suben hasta sus hojas y ramas, donde quedan depositadas.
El descubrimiento lo ha hecho el equipo del geoquímico Mel Lintern, de la CSIRO (por las siglas del inglés "Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation") de Australia.
El eucalipto actúa como una bomba hidráulica. Sus raíces se extienden hasta decenas de metros bajo tierra y bombean el agua que contiene el oro. Puesto que el oro succionado seguramente resulta tóxico para la planta, en vez de retenerlo en su interior, el vegetal lo expulsa hacia las ramas y finalmente a la superficie de las hojas donde se acumula y luego puede desprenderse.
El descubrimiento difícilmente iniciará una nueva "fiebre del oro", ya que las "pepitas" ofrecidas por los eucaliptos tienen un diámetro que equivale a la quinta parte del grosor de un cabello humano. Sin embargo, los autores del hallazgo sí creen que las hojas podrían ser usadas en combinación con otras herramientas como una técnica de exploración más barata y más respetuosa con el medio ambiente para buscar yacimientos de oro en el subsuelo, puesto que las hojas de estos árboles o la parcela de suelo justo bajo sus ramas podrían indicar, con la sutil presencia mayor de lo normal de las diminutas partículas de oro, que hay yacimientos de oro a unas decenas de metros bajo tierra.
Tomando muestras de la vegetación de un sitio, y analizándolas en busca de trazas de minerales, es factible formarse una idea bastante precisa e inequívoca sobre lo que está ocurriendo en el subsuelo sin la necesidad de perforar el terreno. Es una forma de buscar minerales más selectiva con menor costo económico y medioambiental.
Los eucaliptos son tan comunes en Australia y en otros países, que esta técnica podría ser aplicada ampliamente en muchas zonas. Quizá también se la pueda utilizar para buscar otros metales, como por ejemplo zinc y cobre.
Utilizando un detector en el Sincrotrón Australiano, de la CSIRO, el equipo de investigación pudo localizar y ver oro en las hojas de eucalipto. El sincrotrón produjo imágenes que delatan la presencia del oro, que de otra forma habría sido imposible de detectar.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=Mp4Umeduhuw[/youtube]

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El "escudo magnético" de la nube de gas que colisionará con el disco de nuestra galaxia

ASTROFÍSICA

Recreación artística de la Nube de Smith en rumbo de colisión contra la Vía Láctea. La nube se muestra aquí en tonos mayormente rojizos y amarillentos en el sector inferior de la ilustración. (Imagen: Bill Saxton / NRAO / AUI / NSF)

La Nube de Smith, una gigantesca masa de hidrógeno gaseoso que se encuentra en rumbo de colisión con nuestra galaxia, la Vía Láctea, se aproxima a nosotros a más de 240 kilómetros por segundo. Su impacto está previsto para dentro de unos 30 millones de años, y se cree que la entrada de tanto gas en nuestra galaxia ocasionará la formación de muchas estrellas nuevas en un plazo bastante breve de tiempo. Pero primero la nube tiene que sobrevivir al paso a través del halo o atmósfera de gas caliente ionizado que rodea a la Vía Láctea.
Unos astrónomos, usando el observatorio Karl G. Jansky VLA en Socorro, Nuevo México, Estados Unidos, y el radiotelescopio GBT en Virginia Occidental, del mismo país, han descubierto un campo magnético en el interior profundo de la nube, que puede protegerla durante su meteórica inmersión en el disco de nuestra galaxia.
Este descubrimiento hecho por el equipo de Alex Hill, un astrónomo de la CSIRO (por las siglas del inglés "Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation") de Australia, podría ayudar a explicar cómo las llamadas nubes de alta velocidad (HVCs por sus siglas en inglés) se mantienen casi intactas durante sus fusiones con los discos de las galaxias a las que caen y en las que pueden proporcionar material de construcción para una nueva generación de estrellas.
En condiciones normales, la travesía por el halo de la galaxia debería despedazar a estas nubes de hidrógeno antes de que llegasen al disco galáctico, donde se forman la mayoría de las estrellas.
El enigma de cómo esas nubes de gas pueden sobrevivir a su travesía por el interior de una galaxia, hasta llegar al disco de la misma, puede, por tanto, explicarse por su campo magnético, que actuaría a modo de escudo protector. Hill cree que hay buenas razones para creer que los campos magnéticos pueden impedir que tales nubes se "desintegren" en el halo galáctico como un meteorito ardiendo en la atmósfera de la Tierra.
El origen del campo magnético de la Nube de Smith sigue siendo un misterio. El campo que se observa ahora es demasiado grande para haber existido en su estado actual cuando se formó la nube. Quizás el campo fue amplificado por el movimiento de la nube a través de un sector del halo galáctico.
Una investigación anterior indica que la Nube de Smith ya ha sobrevivido una vez al paso a través del disco de nuestra galaxia, y ahora, a unos 8.000 años-luz del disco, está empezando su reentrada.

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Descubren una planta única en su género por vivir a gran altura en las montañas

BOTÁNICA

Un ejemplar de Lepidosperma monticola. (Foto: Jeremy J. Bruhl. CC-BY 3.0)

Se ha descubierto una especie de juncia que vive en zonas de alta montaña en el sudoeste de Tasmania. Esta pequeña planta, a la que se le ha dado el nombre de Lepidosperma monticola, vive en montañas como por ejemplo el Monte Field y el Monte Sprent. En su género es la única planta esencialmente restringida a la vegetación alpina. Con sus menos de 7 centímetros de altura, este vegetal endémico de Tasmania es también la especie más pequeña conocida del género Lepidosperma.
El hallazgo y la descripción de esta llamativa juncia la han realizado George Plunkett y Jeremy Bruhl de la Universidad de Nueva Inglaterra en Australia, y Karen Wilson del Real Jardín Botánico de Sídney en Australia.
La planta ahora descubierta y documentada científicamente pasó desapercibida al asumirse que era de una especie ya conocida.
Ciertos detalles inusuales hicieron sospechar a los investigadores que estas juncias podían en realidad pertenecer a una especie desconocida hasta el momento. Un análisis minucioso y expediciones para hacer trabajo de campo inspeccionando el entorno natural del que proceden estos vegetales han demostrado su carácter único.
La nueva especie tiene cierto parecido con la Lepidosperma inops, que vive a menor altitud. Sin embargo, al compararlas se aprecian diferencias claras de aspecto, como por ejemplo en la morfología de sus frutos.
Las especies del género Lepidosperma presentan mayormente hojas muy planas y alargadas, cuya forma recuerda a la hoja de doble filo de una espada. Las hojas de muchas de estas especies también tienen bordes afilados y cortantes, lo que ha contribuido a que en algunos lugares se las conozca con un nombre popular que incluye la palabra "espada".
A diferencia de la mayoría de especies del género Lepidosperma, la L. monticola está esencialmente restringida a zonas de vegetación alpina. Todas las poblaciones conocidas de esta nueva especie se hallan por encima de los 700 metros de altitud sobre el nivel del mar. Cada planta suele estar bastante escondida, al crecer típicamente dentro de hendiduras en afloramientos rocosos. Otras plantas de la especie forman llamativos grupos redondeados de hasta 20 centímetros de diámetro, entremezclados con musgos y líquenes.

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OLEDs baratos para baldosas luminiscentes y muchos otros usos

INGENIERÍA

El nuevo tipo de OLED, una vez perfeccionado, permitirá conversiones muy eficientes de electricidad a luz sin tener que recurrir a los metales nobles. (Imagen: John Lupton / Universidad de Ratisbona)

Los OLEDs ya se utilizan en las pantallas de los smartphones (teléfonos inteligentes) o de las cámaras digitales más modernas. Ofrecen una imagen especialmente brillante con alto contraste, pero vienen con un serio inconveniente: por lo general, sólo una cuarta parte de la energía eléctrica que utilizan se convierte en luz.
El principio de funcionamiento de un OLED es bastante simple: una película fina de moléculas se acopla a electrodos, los cuales están conectados a una batería para que pueda fluir una corriente eléctrica. Esta corriente se compone de cargas positivas y negativas. Cuando las cargas se encuentran, se aniquilan, destruyéndose unas a otras en un destello de luz.
Puesto que las cargas positivas y negativas se atraen, la generación de luz mediante la electricidad debería ser un efecto muy fácil de lograr. Sin embargo, no es así. El problema radica en la intrincada naturaleza mecánico-cuántica de las cargas, que también poseen momento magnético (espín). Las cargas con el mismo espín se repelen, como los polos norte de dos imanes de barra. Esta repulsión supera a la atracción entre cargas positivas y negativas, por lo que diferentes cargas con el mismo espín no pueden generar luz, siendo el resultado final la transformación de electricidad en calor.
En los OLEDs convencionales esta pérdida de energía se produce con frecuencia: tres cuartas partes de todas las cargas llevan el mismo espín. Por así decirlo, apuntan en la misma dirección como agujas de brújulas en la misma posición, pero no pueden tocarse, lo que reduce la producción de luz.
Esta situación puede superarse mediante la adición de trazas de metales nobles, como platino o iridio, al material activo, pero estos elementos son escasos y muy caros. Los OLEDs de alta calidad son por tanto, un producto bastante costoso.
Esto podría cambiar en el futuro cercano. Un equipo de científicos de las universidades de Bonn y Ratisbona en Alemania, la de Utah en Estados Unidos, y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, han demostrado un nuevo tipo de OLED, que tiene un buen potencial para lograr una conversión de alta eficiencia sin tener que recurrir a metales nobles. Las pantallas OLED podrían entonces ser más baratas.
Las aplicaciones de estos nuevos y más baratos OLEDs, desarrollados por el equipo del físico John Lupton de la Universidad de Ratisbona y del químico Sigurd Höger de la Universidad de Bonn, son muy amplias, abarcando desde pantallas para smartphones, tabletas, ordenadores de sobremesa o televisores, hasta baldosas luminiscentes para cuartos de baño.

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Nuevo tipo de contraseñas gráficas

COMPUTACIÓN

El sistema de contraseñas GOTCHA incorpora manchas generadas al azar y las descripciones del usuario asignadas a esas imágenes. En el caso de la imagen aquí mostrada, la descripción hecha por el usuario es "Un robot preparándose para saltar". (Imagen: Universidad Carnegie Mellon)

A fin de reforzar la seguridad ante la eventualidad de que una contraseña sea capturada, como sucede en los casos en los que listas de contraseñas son robadas de sitios web, un equipo de expertos de la Universidad Carnegie Mellon en Pittsburgh, Pensilvania, Estados Unidos, ha desarrollado un nuevo sistema de contraseñas que incorpora manchas, con forma parecida a las de tinta, para proporcionar un medida extra de protección.
Este nuevo tipo de contraseña, llamado GOTCHA (por las siglas de la definición en inglés: Generating panOptic Turing tests tell Computers and Humans Apart), sería adecuado para proteger cuentas de usuario de alto valor, como las que permiten el acceso vía internet a una cuenta bancaria, o a registros médicos o a otra información vital.
La idea con los GOTCHAs, es rechazar en internet a programas robot que capturan contraseñas. Estos programas se apoyan en la fuerza bruta del cálculo, y, sin barreras que les impidan actuar, tarde o temprano logran apoderarse de las contraseñas.
Para crear un GOTCHA, el usuario elige una contraseña y un ordenador genera al azar varias manchas de diversos colores. El usuario describe las manchas con una frase para cada gráfico. Estos textos breves se almacenan en un orden aleatorio junto con la contraseña. Cuando el usuario regresa al sitio web y hace login con la contraseña, las manchas aparecen otra vez junto con la lista de frases descriptivas; el usuario entonces empareja cada frase con el gráfico correspondiente.
Estos son rompecabezas fáciles de resolver para un humano, pero muy difíciles para un ordenador, aún teniendo los trozos aleatorios usados para generar el rompecabezas.
Para romper la contraseña del usuario offline, el atacante debe simultáneamente adivinar la contraseña del usuario y la respuesta del rompecabezas correspondiente. Un ordenador no puede hacerlo solo. Y si éste debe interactuar constantemente con un humano para resolver el rompecabezas, ya no puede explotar a fondo su fuerza bruta de cálculo.

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Un catalizador destruye los gases de efecto invernadero

QUÍMICA

Investigadores de la UJI que han desarrollado el catalizador. (Foto: UJI)

Investigadores de la Universitat Jaume I de Castellón (España) han desarrollado un novedoso catalizador para la activación de enlaces carbono-flúor, un proceso con multitud de aplicaciones industriales entre las que destaca la posibilidad de utilizarse para reducir los stocks existentes de CFCs (compuestos cloro-fluoro-carbonados), conocidos como gases de efecto invernadero. Los CFCs experimentaron un enorme auge en los 80, pero posteriormente se descubrió que destruían la capa de ozono al descomponerse fotoquímicamente cuando llegaban a las capas altas de la atmósfera.
El Grupo de Química Organometálica y Catálisis Homogénea de la UJI coordinado por Eduardo Peris ha desarrollado el que es “el catalizador más activo que existe hasta el momento para la activación (en lenguaje químico ‘rotura’) de enlaces carbono flúor, que son los enlaces más fuertes que existen en moléculas orgánicas, por lo que resultan también los más difíciles de romper, de ahí la gran dificultad de descomponer los compuestos orgánicos fluorados”. La relevancia de los resultados alcanzados ha llevado a que el trabajo, codirigido por el Dr. José A. Mata y en el que ha participado la doctoranda Sara Sabater, haya sido publicado en la prestigiosa revista Nature Communications, donde ha recibido casi un millar de visitas en menos de un mes. El trabajo tiene un valor añadido para la universidad de Castellón, ya que ha sido desarrollado enteramente por tres investigadores de la UJI.
Debido a su elevada estabilidad, los CFCs experimentaron un gran desarrollo durante los años 80 del pasado siglo, fundamentalmente por su aplicación en productos como aerosoles, gases de nevera, etc., hasta que se evidenció su elevado efecto perjudicial, ya que, al llegar a la atmósfera y, por la acción del sol, se descomponen creando radicales libres que destruyen la capa de ozono. Esto provocó que una gran cantidad de compuestos CFCs volátiles se quedaran en stock, sin posibilidades de eliminarse debido al elevado coste energético que ello supone. “Por eso hay que intentar transformarlos en productos menos perjudiciales. Sustituir flúor por hidrógeno es un proceso deseable, pero extremadamente complicado debido a la inercia del enlace carbono-flúor”, explica el catedrático de Química Inorgánica. El catalizador desarrollado resulta muy activo y eficaz para poder realizar una destrucción controlada de ese tipo de compuestos.
El diseño del catalizador parte de una idea conceptualmente muy sencilla: la combinación de dos metales diferentes que actúen de forma sinérgica. Así pues, uno de los metales rompe el enlace carbono-flúor (paladio), y el otro introduce hidrógeno (rutenio). La idea ha generado una gran expectación en los foros especializados, y la explotación de catalizadores heterometálicos (con dos metales diferentes) ya ha situado al grupo de investigación de la UJI en la vanguardia internacional de la investigación en catálisis, ya que el uso de catalizadores heterometálicos permite concatenar de forma secuencial procesos catalíticos, lo que facilita la obtención de moléculas muy sofisticadas minimizando costes y simplificando los procedimientos experimentales.
El grupo está trabajando ahora en una nueva fase de la investigación consistente en facilitar la reacción inversa. “Si un catalizador provoca una reacción en un sentido en principio también tiene que funcionar en sentido contrario. Es lo que se llama ‘principio de reversibilidad microscópica’. Es decir, ahora estamos cambiando carbono-flúor por carbono-hidrógeno, y en teoría el paso contrario también podría hacerse, lo que facilitaría introducir flúor en otro tipo de compuestos, lo que abriría enormes posibilidades. Sería un gran paso ya que es una reacción extremadamente difícil. La obtención de moléculas fluoradas podría tener una gran repercusión en diferentes campos como, por ejemplo, en el de la industria farmacéutica para el desarrollo de medicamentos. Esta sería una de las muchas vías que se abriría en caso de que alcancemos esta reacción inversa”.

Fuente: UJI/DICYT

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Descubierto en la Antártida un gusano marino que empolla y defiende los huevos de la puesta

ZOOLOGÍA

El trabajo describe la insólida conducta reproductiva del nemertíno Antarctonemertes riesgoae. (Foto: Sergi Taboada, UB-IRBio)

No es extraño que algunos animales empollen los huevos de la puesta. Lo que sí es excepcional es que lo haga un gusano marino encontrado en el continente antártico que, además, defiende enérgicamente su puesta ante las amenazas externas. Este es el nuevo descubrimiento científico publicado recientemente en la revista Polar Biology, en el que han participado los investigadores Conxita Àvila y Sergi Taboada, del Departamento de Biología Animal de la Universitat Barcelona y miembros del Instituto de Investigación de la Biodiversidad (IRBio), así como Juan Junoy (Universidad de Alcalá), Javier Cristobo (Instituto Español de Oceanografía), Gonzalo Giribet y Sonia Andrade (Universidad de Harvard), entre otros expertos españoles.
Los nemertinos son un grupo de invertebrados que habitan preferentemente el medio marino. El equipo encabezado por la profesora Àvila, que dirige el proyecto Actiquim en el continente antártico, ha identificado una nueva especie de nemertino, el Antarctonemertes riesgoae, con una insólita conducta reproductiva: este invertebrado marino incuba los huevos tal y como lo hacen las gallinas.
En el medio marino antártico, el equipo científico de la UB descubrió unos capullos de entre 2 y 3 cm de longitud que eran incubados por las hembras del nemertino. Durante la reproducción, la hembra secreta por la pared del cuerpo una sustancia mucosa que se solidifica en contacto con el agua del mar hasta formar una cobertura elástica. Una vez formado el capullo, la hembra deposita los huevos y se coloca encima. Pero este comportamiento no es meramente pasivo: cuando se intenta arrancar los capullos del sustrato donde están adheridos, la hembra sale por un orificio para defender su puesta.
En general, los nemertinos, como otros seres vivos, depositan los huevos y luego no tienen ningún cuidado de la puesta. De hecho, hasta la fecha solo se conocían dos especies antárticas con un comportamiento similar de protección de los huevos. Según el equipo científico, este comportamiento extraordinario es una respuesta a las duras condiciones ambientales de la Antártida. Para muchos animales antárticos, que se han de reproducir exclusivamente durante el verano polar, esta estrategia podría asegurar un éxito reproductivo mayor.
Cabe recordar que el equipo dirigido por la profesora Conxita Àvila también participó en el descubrimiento de una nueva especie de Osedax, un tipo de invertebrado marino que se alimenta de huesos y que se ha bautizado como Osedax deceptionensis. Esta especie, junto con el llamado Osedax antarcticus, es la primera de este tipo de gusano marino que se ha encontrado en la Antártida. El proyecto Actiquim (I y II), iniciado en 2007 y dirigido por la profesora Àvila desde la UB, está financiado por el antiguo Ministerio de Ciencia e Innovación y tiene como objetivo estudiar la ecología química de invertebrados marinos que habitan el fondo del mar en la Antártida.

Fuente: UB

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Logran mezclar luz con materia

CIENCIA DE LOS MATERIALES

Una muestra de seleniuro de bismuto, un aislante topológico, visto dentro de la cámara de pruebas en el laboratorio de Nuh Gedik. (Foto: Bryce Vickmark)

Se ha conseguido mezclar fotones con electrones sobre la superficie de un cristal exótico, un tipo inusual de material llamado aislante topológico, y medir dicha mezcla. Algunos teóricos ya habían predicho este tipo de combinación tiempo atrás, pero nunca había sido observada.
Los responsables de este impresionante experimento, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, sugieren que el logro demostrado podría conducir a la creación de materiales cuyas propiedades electrónicas podrían ser reguladas en tiempo real con sólo hacer incidir haces láser precisos sobre ellos. El trabajo abre una nueva vía para la manipulación óptica de estados cuánticos de la materia, tal como argumenta Nuh Gedik, uno de los responsables del experimento.
Gedik, Yihua Wang (ahora en la Universidad de Stanford en California), Pablo Jarillo-Herrero, y Hadar Steinberg llevaron a cabo los experimentos usando una técnica que el laboratorio de Gedik viene desarrollando desde hace varios años. Su método consiste en disparar pulsos de luz del infrarrojo medio que duran femtosegundos (milésimas de una billonésima de segundo) a una muestra de material y observar los resultados con un espectrómetro de electrones especial, desarrollado por el equipo y que funciona a modo de cámara de alta velocidad.
El experimento produjo una mezcla mecánica cuántica de electrones y fotones, conocida como estado de Floquet-Bloch, en un sólido cristalino. Tal como teorizó inicialmente el físico suizo Felix Bloch, los electrones se mueven en un cristal en un patrón regular repetitivo determinado por la estructura periódica de la retícula cristalina. Los fotones, en su doble naturaleza, no solo son partículas sino también ondas electromagnéticas con una frecuencia específica, y su interacción con la materia conduce a estados de Floquet, llamados así por el matemático francés Gaston Floquet. Entrelazar electrones con fotones de manera coherente genera el estado de Floquet-Bloch.

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Hallazgo de una extraña bacteria en dos centros espaciales

MICROBIOLOGÍA

Esta imagen microscópica muestra docenas de células bacterianas individuales de la especie recientemente descubierta, Tersicoccus phoenicis. La imagen incluye una barra para indicar la escala, que muestra que cada una de las células bacterianas es de aproximadamente un micrómetro de tamaño. (Imagen: NASA/JPL-Caltech)

Un raro microbio descubierto recientemente, y que sobrevive con muy escasos nutrientes, ha sido encontrado en dos lugares llamativos de la Tierra: Dos recintos dedicados a preparativos finales de naves espaciales. La bacteria es muy diferente de cualquier otra conocida. De hecho, se la considera única en su género.
Las salas para preparación de naves espaciales cuentan con altos niveles de esterilización y aislamiento, a fin de evitar o minimizar la presencia de microorganismos y de partículas indeseadas a bordo de las naves que allí se preparan. Son análogas a las "salas blancas" o "cuartos limpios" usados en microelectrónica. Una de estas dos salas en las que se ha detectado la bacteria exótica está en Florida, Estados Unidos, y la otra en Kourou, Guayana Francesa, América del Sur. Estos dos sitios son por ahora los únicos lugares de la Tierra en los que se ha encontrado al citado microbio.
Los microbiólogos suelen hacer revisiones exhaustivas de bacterias y otros microbios en salas blancas destinadas a la preparación de vehículos espaciales. En dichas salas, debido a las fuertes medidas de esterilización y aislamiento, hay menos microbios que en cualquier otro ambiente de la Tierra, pero los pocos que sobreviven deben ser catalogados tan exhaustivamente como sea posible, ya que es muy probable que algunos de ellos acaben viajando al espacio a bordo de satélites, sondas u otras naves espaciales.
Esto resulta de especial importancia para el caso de naves que viajan a otros planetas, ya que un aterrizaje en otro planeta de una nave portando a estos polizones microscópicos podría originar una contaminación biológica en ese mundo por los microorganismos terrestres que sean capaces de sobrevivir allí. Por ejemplo, en el caso de Marte se sabe ya de unas cuantas especies potencialmente capaces de vivir allí.
Si se encuentra alguna vez vida fuera de la Tierra, por ejemplo en Marte, será imperativo compararla con los varios centenares de tipos de microbios detectados en las salas esterilizadas para preparación de naves espaciales, a fin de verificar si la supuesta vida extraterrestre no es en realidad vida terrestre llevada accidentalmente al astro donde se la ha detectado.
Las medidas de esterilización imperantes en esas salas de centros espaciales reducen de manera espectacular la cantidad total de microbios, una multitud entre la que sería difícil detectar una especie concreta de bacteria, quizá sumida además en una situación de desventaja frente a otras especies que la lleva a tener una población ínfima en condiciones ambientales normales. Sin embargo, después de la esterilización, la muchedumbre desaparece y resulta más fácil percatarse de las especies exóticas que perduran. Estas especies son además extremadamente resistentes, pues si siguen ahí es que han resistido condiciones durísimas tales como sequedad extrema, limpieza química, irradiación de rayos ultravioleta y carencia de nutrientes.
El equipo del microbiólogo Parag Vaishampayan, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California, que ha investigado el caso de la nueva bacteria, quiere tener un mejor conocimiento de estos "superorganismos", por las razones expuestas..
La bacteria recién descrita, a la que se le ha dado el nombre de Tersicoccus phoenicis, es tan diferente de las otras bacterias conocidas que ha sido catalogada no solo como una nueva especie, sino también como un nuevo género, el siguiente nivel de la clasificación de la diversidad de la vida.
Una base de datos de ADN bacteriano compartida por los microbiólogos en todo el mundo permitió a Vaishampayan determinar la extrema rareza de la bacteria.
La detección en Kourou del microorganismo fue incluido en la base de datos por una Christine Moissl-Eichinger, antes en el JPL, y ahora en la Universidad de Ratisbona en Alemania.
Hay casos previos de microbios que han sido descubiertos en una sala esterilizada de un centro espacial y en ningún lugar más del mundo. Pero el caso de la Tersicoccus phoenicis es el primero de un microorganismo encontrado en dos centros espaciales distintos y en ningún lugar más de la Tierra. Ambos centros espaciales están separados por unos 4.000 kilómetros (2.500 millas) de distancia, y son el Centro Espacial Kennedy de la NASA y un centro espacial de la Agencia Espacial Europea (ESA) en Kourou, Guayana Francesa.
Como hemos apuntado antes, el mismo organismo detectado por ahora solo en dos centros espaciales, podría estar presente en muchos otros lugares, pero la presencia de infinidad de microbios de otras especies tiene un efecto parecido a cuanto no podemos divisar a una persona porque está en una muchedumbre.
Poblaciones de Phoenicis Tersicoccus podrían encontrarse en algún entorno natural con niveles de nutrientes muy bajos, como por ejemplo una cueva o en el desierto, tal como especula Vaishampayan. Este es el caso de otra especie de bacteria (Paenibacillus phoenicis) identificada por los investigadores del JPL y que actualmente se ha detectado en sólo dos lugares en la Tierra: una sala esterilizada para preparar naves espaciales en Florida y un pozo de más de 2,1 kilómetros (1,3 millas) de profundidad en una mina de molibdeno en Colorado, Estados Unidos.

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Automóvil y avioneta en un mismo vehículo

INGENIERÍA

El Transition circulando como un automóvil normal. (Foto: Terrafugia)

Que un mismo vehículo sea tan capaz de servir de automóvil como de avión resulta sin duda llamativo, sobre todo en el aspecto tecnológico. El campo de los vehículos de este tipo ha sido mayormente experimental o para actividades bastante ajenas a las de la sociedad civil. Por eso existe un creciente interés en las iniciativas tendentes a introducir esos asombrosos vehículos para casos mucho más mundanos que las operaciones especiales.
Para algunas personas que suelen viajar mucho y a distancias notables, el uso de una avioneta particular les facilita mucho su trabajo. Pero lo normal es que dependan igualmente de un automóvil, lo cual puede limitar su libertad de movimientos.
Poder salir del garaje normal de una vivienda a los mandos de una avioneta de alas plegables que hace las funciones de automóvil, circular con normalidad por carreteras hasta que llega el momento de emprender el vuelo, y después tras el aterrizaje seguir circulando por autopistas con el mismo vehículo, es una comodidad a la que muchas de estas personas viajeras les resultará difícil resistirse. Además, en casos de emergencia o peligros como una meteorología muy adversa, el usuario puede optar por aterrizar y desplazarse por tierra.
La empresa estadounidense Terrafugia ha abordado el reto, logrando hacer realidad un vehículo de estas características. Las demostraciones públicas de este singular vehículo, el Transition, están causando sensación. En Estados Unidos, el vehículo ha obtenido ya los permisos correspondientes para volar y para circular por cualquier vía pública por la que circule un automóvil normal, pudiendo legalmente hacer despegues y aterrizajes en unos cinco mil aeropuertos públicos de esa nación.
El Transition se transforma de coche a avión y viceversa en menos de un minuto. Por su tamaño con las alas plegadas, cabe en un garaje estándar de capacidad para un único automóvil.
Es la única aeronave ligera diseñada para cumplir las normas federales estadounidenses sobre seguridad en materia automovilística, que abordan aspectos tales como el diseño, la construcción, las características del vehículo y su durabilidad. El Transition está también equipado con un paracaídas para todo el vehículo, a fin de dar seguridad adicional. Terrafugia trabaja en una fase ya muy avanzada de las pruebas finales de funcionamiento del Transition con miras a iniciar muy pronto su fabricación comercial.
Plegado para circular como un coche, el Transition mide 2 metros (80 pulgadas) de altura, 2,3 metros (90 pulgadas) de ancho y casi 6 metros (18 pies con 9 pulgadas) de largo.
Desplegado para volar, sus medidas son 2 metros (78 pulgadas) de altura, 8 metros (26 pies con 6 pulgadas) de envergadura de alas, y 6 metros (19 pies con 9 pulgadas) de largo.
Operando con gasolina súper sin plomo como la usada en automóviles, el Transition puede repostar para el vuelo en una gasolinera, como cuando se reposta para un largo viaje por carretera con un automóvil convencional. El mismo motor del Transition impulsa la hélice durante el vuelo, o las ruedas de atrás sobre tierra.

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Nueva central mareomotriz para generar electricidad a partir de las mareas

INGENIERÍA

La instalación pionera de energía mareomotriz en Singapur. (Foto: Universidad Tecnológica Nanyang)

Aprovechar la fuerza de las mareas para generar electricidad es una buena opción de energía sostenible y potencialmente muy barata. Poco a poco, van instalándose plantas mareomotrices en diversas partes del mundo, aunque todavía tienen mucho de experimentales.
Así, a proyectos como por ejemplo el de una central mareomotriz para el estrecho de Puget en la costa Oeste de Estados Unidos, sobre el cual los redactores de NCYT de Amazings escribimos un artículo (http://www.amazings.com/ciencia/noticias/210111a.html) publicado el 21 de enero de 2011, hay que añadirle ahora la construcción del primer sistema mareomotriz de turbina de Singapur, que llega a través de una colaboración entre la Universidad Tecnológica Nanyang y la empresa Sentosa Development Corporation (SDC).
El sistema permitirá evaluar la viabilidad de aprovechar la energía de las mareas en la zona de litoral escogida para generar electricidad.
Uno de los aspectos más atractivos de la energía mareomotriz, aparte de ser una energía renovable y limpia, es que los ciclos de las mareas son predecibles, a diferencia de lo que ocurre en la energía solar y la eólica, donde el nivel de luz solar y la fuerza de los vientos son muy variables debido a la nubosidad y a las condiciones meteorológicas.
El sistema de turbinas mareomotrices de la Universidad Tecnológica Nanyang consta de dos turbinas instaladas en el lecho de pruebas, optimizadas para las condiciones ambientales locales. Comparadas con las turbinas típicas de su tipo, las del nuevo sistema han sido diseñadas con cuidado especial para potenciar su rendimiento en el emplazamiento donde están ahora, y son capaces de operar con una eficiencia mayor a pesar de las bajas velocidades del agua.
Este sistema piloto permitirá obtener datos valiosos sobre el funcionamiento y rendimiento de sus componentes, con miras a introducir mejoras y optimizar el diseño de futuras centrales mareomotrices en la zona.

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Robot volador resistente a las colisiones

ROBÓTICA

El robot Gimball en pleno vuelo. (Foto: EPFL)

Gimball es un pequeño y ligero robot esférico aéreo que, al igual que los insectos voladores, no sufre destrozos ni se estrella contra el suelo por el mero hecho de colisionar contra un obstáculo. El objetivo del equipo de Adrien Briod y Przemyslaw Mariusz Kornatowski, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) en Suiza, fue desarrollar una máquina que pueda operar en ambientes extremadamente caóticos sin temer a que su integridad penda del hilo de detectar cada obstáculo y esquivarlo a tiempo.
Gimball choca y rebota contra obstáculos sin problema, ya que no necesita evitarlos a toda costa. Su velocidad de vuelo y su sistema de protección le garantizan no sufrir daños en estos impactos. Este robot esférico de 34 centímetros de diámetro, y sólo 370 gramos de peso, vuela en el más impredecible y caótico entorno, sin la necesidad imperiosa de sistemas sofisticados de detección de obstáculos.
Esta resistencia a los daños, inspirada en los insectos, es lo que le distingue de otros robots voladores. Gimball está protegido por una jaula esférica y elástica que absorbe la fuerza de los golpes, evitando así que las colisiones liberen su fuerza destructiva en las estructuras sensibles del robot. Gimball mantiene su equilibrio mediante un sistema de estabilización giroscópica. Cuando fue probado en un bosque de Lausana, Suiza, se comportó brillantemente, topando de un tronco de árbol a otro, pero sin sufrir daños y además manteniendo su rumbo.
Accionado por un sistema especial de hélice y dirigido por alerones, Gimball puede mantener el rumbo aunque sufra múltiples colisiones. Su estabilidad en el aire recuerda a la de un helicóptero. A diferencia de otros robots voladores, no se precipita al suelo cuando choca con algo mientras vuela. Un componente clave para darle esta habilidad fue el sistema de estabilización giroscópica que consta de un anillo doble de fibra de carbono que mantiene al robot orientado verticalmente, mientras que la jaula absorbe la fuerza de los golpes.
La mayoría de los robots se desplazan utilizando una compleja red de sensores que les permiten evitar obstáculos al reconstruir digitalmente en su CPU el entorno que les rodea. Es un método que funciona, pero el inconveniente es que los sensores son pesados y frágiles. Y no pueden operar en ciertas condiciones, por ejemplo, si el ambiente está lleno de humo.
Gimball en cambio está preparado para enfrentarse a los más difíciles espacios aéreos. Ese fue el objetivo de sus diseñadores, diseñar un robot capaz de operar allá donde otros robots no pueden, como por ejemplo dentro de un edificio en ruinas tras un terremoto. La cámara que el robot lleva a bordo puede proporcionar al personal de emergencia información valiosa de sitios en los que entrar sería muy difícil o demasiado peligroso.

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

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