Re: FORO-CIENCIA

La introducción de especies exóticas puede perjudicar la salud del hombre


Mejillones cebra. (Foto        ICYT)


Por el efecto estético o el rápido crecimiento, tanto particulares como administraciones públicas optan por determinadas especies exóticas para poblar los jardines. Muchas veces, éstas son las responsables del aumento de las alergias primaverales o del incremento de su duración entre la población del lugar en el que se ubican.
Éste es uno de los muchos ejemplos de los daños que puede causar la flora y fauna importada de otros lugares del planeta en las personas, en las infraestructuras y en los ecosistemas de los sitios receptores. De estas especies invasoras y de otros temas relacionados con la ecología y con el cambio climático se está debatiendo estos días en el 12 Congreso de la Federación Europea de Ecología, que reúne en Ávila del 25 al 29 de septiembre a cerca de un millar de expertos en la materia.
Hace unos años, se empezó a comerciar la conocida como tortuga de orejas rojas o galápago de Florida (Trachemys scripta elegans). Esta especie fue comprada por un buen número de personas, muchas de las cuales con el tiempo la abandonaron en las riberas de los ríos, donde hoy se pueden encontrar colonias que conviven y comparten los mismos recursos con las especies animales autóctonas.
Caso paradigmático de las consecuencias negativas de seres exóticos en un ecosistema es el del cangrejo americano (Procambarus clarkii), un gran depredador y "agresivo en cuanto a su reproducción" que fue introducido en los ríos españoles en la década de 1960 y que desplazó a la especie más característica en España (Austropotamobius pallipes), además de dañar considerablemente a algunas especies vegetales y peces de pequeño tamaño de los que se alimenta, ha destacado a DiCYT Fernando Valladares, experto y uno de los organizadores del congreso.
La lista de errores del ser humano respecto a estas especies es larga y encuentra ejemplos tanto en fauna como en flora. Hoy, por ejemplo, varias especies de acacia están prohibidas en Portugal después de que se demostrara que eran excesivamente dañinas con algunas especies del hábitat en el que se introdujeron, sobre todo a partir de la segunda mitad del siglo XX con el objeto de frenar el avance de las dunas, ha afirmado Valladares.
En otros casos, la pretensión de hacer negocio mediante el asentamiento de cultivos en zonas de los que no son originarios ha causado daños en el medio ambiente, pues para mejorar la polinización se ha utilizado abejorros -polinizadores exóticos- que han alterado el ecosistema al actuar también sobre estas especies y han producido "efectos devastadores" sobre la economía de determinados lugares, ha apuntado.
Por su elevada capacidad de reproducción, una de las especies colonizadoras más peligrosas es el mejillón cebra (Dreissena polymorpha). Procedente de los mares Negro y Caspio, donde habita en equilibrio biológico, y llegado a las aguas continentales de España -se cree- adherido a la parte inferior de las embarcaciones, causa un gran desequilibrio ecológico por su enorme número de individuos y puede llegar a suponer un grave problema para embalses, presas, tuberías e instalaciones de riego.
La puesta en funcionamiento de sistemas de alerta que se activen en caso de la detección de esta especie en un determinado hábitat, es decir, el establecimiento de un método preventivo, es el mecanismo que se debería llevar a cabo para evitar la proliferación de esta especie, pues una vez se expande es muy difícil de eliminar y las medidas que se aplican contra ella son muy costosas y escasamente efectivas.
Una de las últimas plagas de especie exótica de las que más se habla en este momento en España es la del picudo rojo (Rhynchophorus ferrugineus), un gorgojo aterrizado en España desde Asia a través de la madera importada que en relativamente poco tiempo mata a las palmeras. El insecto, color marrón y de 2,5 a 5 centímetros de largo, excava en su estado larvario galerías en el tronco de estos árboles de hasta un metro de longitud que, si dañan la yema apical de la palmera, provocan su muerte.
Las especies invasoras, que muchas veces son introducidas en un determinado medio por los beneficios económicos que reportan, caso de en las explotaciones de madera, suelen también estar detrás de desequilibrios en los ecosistemas. Muchas de ellas, además, causan perjuicios a la salud de los seres humanos. Especies utilizadas en jardines o parques por sus características estéticas o por su rápido crecimiento se ha demostrado que están detrás del incremento del número de pacientes de alergias primaverales. La falta de adaptación del hombre a estas plantas exóticas y el hecho de que su polinización ocurra antes o después de la de las especies autóctonas están detrás del alargamiento de estas patologías y de su mayor presencia en algunos puntos, ha aseverado Valladares. (Fuente        ICYT)

Las hienas saben evaluar las probabilidades de vencer a un grupo rival


Sarah Benson-Amram. (Foto: MSU)


La habilidad de ciertas hienas para contar, a través de las distintas "voces" que oyen, cuántos individuos tiene otro grupo, las ayuda de modo decisivo a evaluar sus probabilidades de éxito en una lucha contra un grupo rival, y a decidir si pelear o escapar. Así se ha constatado en un estudio reciente.
El equipo de Sarah Benson-Amram, de la Universidad Estatal de Michigan, ha comprobado que las hienas escuchan las "voces" de los intrusos para determinar si el grupo enemigo está o no en desventaja.
Las hienas son más cautas cuando son superadas en número, y asumen más riesgos cuando cuentan con la ventaja numérica. Las hienas parecen ser tan capaces como los chimpancés o los leones de evaluar sus ventajas y desventajas tácticas.
El descubrimiento parece respaldar el concepto de que vivir en grupos sociales complejos, como los de las hienas, los leones y los chimpancés, es una de las claves de la evolución de los cerebros grandes.
Aunque las hienas manchadas viven en clanes de hasta 90 individuos, pasan gran parte del día en grupos más pequeños y vulnerables.
Cuando, en los experimentos, los investigadores hacían sonar grabaciones de posibles intrusos, la reacción de las hienas dependía de cuántas voces oían en comparación con el número de miembros de su clan que estaban con ellas en ese momento. Era mucho más probable que los grupos de tres o más hienas se acercasen a la fuente de sonido, en comparación con las parejas o los individuos solos.

Pablo Gutiérrez Marqués, Director de Operaciones de la cámara científica a bordo de la sonda espacial Dawn

Entrevista realizada por Jorge Munnshe

Pablo Gutiérrez Marqués es un brillante ingeniero español que trabaja desde hace siete años en el Instituto Max Planck para la Exploración del Sistema Solar, una entidad alemana que colabora en diversas misiones espaciales. Gutiérrez Marqués es creador del diseño de varias piezas de la cámara Osiris que viaja a bordo de la sonda espacial Rosetta, de la Agencia Espacial Europea, rumbo al cometa Churyumov-Gerasimenko. También trabajó en el desarrollo de la cámara científica de la sonda espacial Dawn de la NASA, que ha viajado hasta el asteroide Vesta y que en el futuro llegará al miniplaneta Ceres. Entre otras cosas, Gutiérrez Marqués se ocupa ahora de tareas tan vitales como la de programar el software de las dos unidades de la cámara científica que viajan a bordo de la Dawn y sobre las que recae la misión de mapear esos dos astros y ayudar a la navegación orbital de la Dawn.
-¿De qué modo se inició su vocación por la tecnología? ¿Cómo decidió dedicarse a la ingeniería aeroespacial?

La tecnología despertó mi interés ya desde pequeñito. Con 8 años, un compañero del colegio me habló del lenguaje de programación Basic y me prestó un libro. Leyendo aquel libro empecé a hacer mis propios programas, primero en papel, luego en el ZX Spectrum de un vecino, y así hasta hoy, que programo el software de las cámaras de Dawn.
Acabé estudiando ingeniería aeronáutica (que en mi plan de estudios también incluía motores cohete y mecánica orbital) porque por un problema administrativo no pude entrar en la escuela de ingenieros de telecomunicaciones. La aeronáutica también me atraía, pero un poco menos, y al final resultó que el sector espacial me tenía guardadas unas cuantas sorpresas.
-¿Puede relatarnos cómo y cuándo empezó su actividad en el Instituto Max Planck para la Exploración del Sistema Solar? ¿Y su labor en relación con la sonda Dawn?
Mi colaboración con el Instituto Max Planck para la Exploración del Sistema Solar (Max-Planck Institut für Sonnensystemforschung, MPS, en alemán) comenzó durante mis años de universidad, cuando estaba de becario en la Cátedra de Aerodinámica. Yo llevaba ya tres años estudiando alemán y andaba buscando un trabajo de verano en Alemania que me permitiera practicar mis nuevos conocimientos además de completar mi currículo. En el MPS, el equipo del instrumento Osiris necesitaba alguien que hiciera un modelo térmico del sensor y uno de los profesores de la Cátedra me propuso el trabajo y me fui para allá. Mis ideas que desarrollé en aquel verano para el aislamiento térmico del sensor les gustaron tanto que decidieron fabricar una unidad de prueba y me pasé también el verano siguiente en Alemania, en un laboratorio con cámaras de vacío y botellas de nitrógeno líquido, demostrando que mis cálculos eran correctos. De hecho, cuando en 2004 el instrumento Osiris fue lanzado al espacio a bordo de la sonda Rosetta, llevaba varias piezas que yo había diseñado.

Durante años, mantuve una relación cordial aunque infrecuente con el equipo de Osiris y cuando ese mismo equipo se vio abocado a construir las cámaras para Dawn me llamaron y acepté.
-¿Qué destacaría, en su criterio, como los resultados técnicos más importantes de la experiencia recogida hasta este momento de la misión de la Dawn en lo referente al funcionamiento de la cámara científica? ¿Todo ha funcionado según las expectativas que se tenían?

Para mí el resultado técnico más importante es que, en sistemas complejos como son los instrumentos espaciales, es fundamental probar todas y cada una de las actividades para asegurarse de que funcionan como se había planeado, porque no es infrecuente que, tras uno de estos ensayos, se demuestre que el instrumento no opera exactamente como se pensaba.
La cámara científica de la Dawn. Gráfico: NASA/JPL /MPS/DLR/IDA.
En nuestro caso, aunque pueda parecer sorprendente, ya hemos actualizado el software de la cámara cuatro veces desde el lanzamiento. Unas veces ha sido por un aumento en las exigencias del equipo científico, que necesitaba nuevos modos de operación. Otras, para corregir pequeños errores que, sin afectar a la funcionalidad central de la cámara, hacían que la operación de la cámara fuera innecesariamente complicada.
Y en cada caso hemos vuelto a probar tanto la funcionalidad del nuevo software como las secuencias de comandos necesarias para instalarlo a bordo.
-La evolución tecnológica en captación y procesamiento de imágenes ha evolucionado de manera espectacular desde el inicio de la Era Espacial. ¿Cómo ve el futuro de las cámaras para sondas espaciales y satélites astronómicos?
En el caso de los sistemas de observación remota de todo tipo, la ley de Moore nos ha fallado en el aspecto de las comunicaciones. Mientras los sensores, los procesadores y las memorias han ido progresando a gran velocidad, los sistemas de transmisión siguen anclados en la tecnología de microondas, lo cual supone una limitación notable en la cantidad de datos que pueden enviar las sondas, especialmente desde el espacio profundo. Mientras no se descubra una tecnología revolucionaria que permita acelerar la transmisión en dos o tres órdenes de magnitud, la tendencia actual es dotar a los instrumentos de procesadores más potentes y algoritmos más inteligentes que sean capaces de identificar las observaciones de interés, evitando transmitir el resto y reduciendo así el volumen total de datos.
-Como ingeniero aeroespacial, conocerá de cerca el debate entre quienes consideran que el paso final de casi toda exploración espacial debe ser una misión tripulada, y quienes creen que la exploración automática mediante sondas no necesita de presencia humana alguna en los lugares a visitar, para alcanzar cualquier objetivo científico por ambicioso que sea. ¿Se considera partidario de una de estas dos corrientes de opinión? ¿Qué piensa al respecto?
Creo que nadie puede dudar que es mucho más barato mandar un instrumento robotizado que el mismo instrumento con un operador humano. Tampoco es discutible que un explorador robótico sólo necesita la mitad de combustible que una exploración tripulada (no queda bien mandar astronautas con billete sólo de ida si no tienen al menos alguna posibilidad de autoabastecerse). Y en ese sentido, es evidente que la exploración robótica es muchísimo más eficiente en términos de ciencia obtenida por euro invertido, por lo que no me parece justificable desde un punto de vista científico el envío de astronautas en misiones científicas.
Un aspecto completamente diferente lo constituyen los experimentos de colonización. En ese sentido, las misiones Apolo fueron demostraciones tecnológicas de que se podía enviar hombres a la Luna con seguridad y traerlos de vuelta. Y este tipo de experimentos continúan todavía hoy en la Estación Espacial Internacional, que probablemente podría llevar a cabo sus experimentos de manera robótica a un coste muy inferior, pero el hecho de mantenerla habitada la convierte en un laboratorio de estudios sobre la propia navegación espacial. Y de hecho creo que ha sido precisamente el éxito de las Apolo, combinado con la falta de objetivos de colonización, el que ha frenado la carrera espacial.
Con las nuevas plataformas comerciales de vuelo espacial, ya no será necesario justificar la presencia humana en el espacio mediante argumentos científicos; bastará con que alguien con suficientes recursos económicos desee volar. Y en ese sentido preveo una nueva carrera espacial a la caza de ese turismo, porque la tecnología para llevar pasajeros a órbita baja ya está madura para su explotación comercial. Pero la visita a otros cuerpos del sistema solar no creo que se produzca hasta que no encontremos un motivo económico para su colonización, ya sea por los recursos minerales o porque un desmesurado crecimiento del turismo espacial empuje la frontera más allá de la órbita terrestre.

El origen de los hombres británicos y de buena parte de los europeos


Reino Unido y alrededores. (Foto: Reto Stockli / Jim Tringe / USDA / NASA)


Nuevas evidencias genéticas halladas en el cromosoma Y, que se transmite de padre a hijo, revelan que la mayoría de los hombres británicos, y bastantes de los europeos, no son descendientes de agricultores que emigraron desde Oriente Medio hace entre 5.000 y 10.000 años como se afirmó en un estudio anterior sobre el tema, sino que descienden muy probablemente de cazadores-recolectores que se establecieron en Europa mucho antes de esa época.
El nuevo estudio, a cargo de científicos de las universidades de Oxford y Edimburgo, se centra en el linaje genético más común en los varones europeos, y contradice las conclusiones de un análisis de datos genéticos publicado el año pasado.
Más de 100 millones de hombres europeos, incluyendo cerca de tres cuartas partes de los hombres británicos, poseen un conjunto de genes llamado R-M269. Una cuestión clave para reconstruir cómo se pobló Europa es cuándo este grupo se extendió por todo el continente.
El nuevo estudio demuestra que el conjunto de genes elegido para estimar la edad de este grupo de hombres hace variar muchísimo el resultado.
El equipo del genetista Cristian Capelli (Universidad de Oxford) y el Dr. Jim Wilson de la Universidad de Edimburgo argumenta que el patrón Este-Oeste anteriormente divulgado no aparece en el conjunto de datos más grande y más completo con el que se ha trabajado en el nuevo estudio. Esto resta credibilidad a la teoría de que la mayoría de los hombres británicos, y bastantes de los europeos, descienden de agricultores que llegaron de Oriente Medio hace entre 5.000 y 10.000 años, y concuerda más con la teoría de que descienden de cazadores-recolectores asentados en Europa desde mucho tiempo atrás.

Lanzado el satélite Quetzsat-1


(Foto: SES)


Un cohete ruso Proton-M/Briz-M envió el 29 de septiembre al espacio a un satélite de comunicaciones de México. La misión significa el retorno del vector a la actividad comercial después de su fallo en el lanzamiento de hace algunas semanas.
El despegue ocurrió a las 18:32 UTC, desde el cosmódromo de Baikonur. La carga útil, el satélite Quetzsat-1, fue situado en la órbita de transferencia prevista. En los próximos días, el vehículo maniobrará hasta alcanzar una ruta geoestacionaria definitiva, quedando emplazado en la posición 77 grados Oeste.
El Quetzsat-1 es propiedad de la empresa QuetzSat SRL de CV, a su vez un consorcio creado por la británica SES Satellite Leasing y la mejicana Grupo Medcom/México. Con un peso de 5.514 kg, fue construido por la compañía estadounidense SS/Loral sobre una plataforma Loral 1300. Transporta 32 repetidores en banda Ku, que darán servicios de televisión directa de alta potencia a Centro y Norteamérica durante al menos 15 años.

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Telescopios de la ESA diseccionan la materia en torno a un agujero negro supermasivo


Ilustración de un agujero negro en una galaxia activa. (Foto: NASA y M. Weiss (Chandra X-ray Center))


Varios observatorios espaciales, entre los que se encuentran los telescopios de la ESA XMM-Newton e Integral, han observado en las inmediaciones de un agujero negro supermasivo unas enormes bolsas de gas que se alejan del gran ‘monstruo gravitacional’.
El agujero negro estudiado está alojado en el centro de la galaxia Markarian 509, a 500 millones de años luz. Se trata de un agujero negro colosal, de una masa de más de 300 millones de soles que sigue creciendo a medida que devora más materia.
Los investigadores decidieron observar Markarian 509 porque se sabe que su brillo varía, lo que indica que el flujo de materia que cae en el agujero negro es turbulento. La radiación emitida desde la región más próxima al agujero empuja hacia fuera el chorro de gas.
Los telescopios vigilaron el agujero durante cien días. “XMM-Newton lideró las observaciones, por la amplitud de su cobertura en rayos X y por su cámara de luz visible”, ha dicho Jelle Kaastra, del SRON Netherlands Institute for Space Research, que ha coordinado el equipo internacional de 26 astrofísicos de 21 instituciones que han llevado a cabo el estudio.
Durante la campaña, la galaxia Markarian 509 se superó a sí misma; su brillo, en vez de fluctuar el 25% habitual, lo hizo en un 60%. Es un indicio de que en el flujo de gas en torno al agujero negro se han producido alteraciones importantes.
Las observaciones han mostrado que el chorro de gas está hecho en realidad de balas gigantes propulsadas a millones de kilómetros por hora. Estas bolsas de gas son arrancadas de un reservorio de materia ‘en lista de espera’ para caer en el agujero. La sorpresa es que este reservorio está situado a más de 15 años luz del agujero, más lejos de lo que algunos astrónomos creen posible que se pueda originar este tipo de viento. 
“Hace tiempo que hay un debate en astronomía sobre el origen del chorro de gas”, señala Kaastra.
El reservorio de gas y polvo toma la forma de una rosquilla que rodea el agujero negro. La materia cae hacia el agujero describiendo una espiral, creando un disco de acreción en el que el gas se comporta como el agua cayendo por un sumidero.
Las observaciones muestran también que el disco de acreción tiene una piel de gas caliente, a una temperatura de millones de grados. De este gas caliente proceden los rayos X y gamma que empujan hacia afuera el chorro de gas que se aleja.
Además de XMM-Newton e Integral, los investigadores recurrieron al telescopio espacial Hubble, de la NASA y la ESA; a los telescopios Chandra y Swift, de la NASA; y a los telescopios basados en tierra WHT y PARITEL. En conjunto, esta batería de telescopios ha cubierto un amplísimo rango del espectro electromagnético: desde el infrarrojo a los rayos gamma, pasando por el visible, el ultravioleta y los rayos X.
“Los resultados demuestran la importancia de llevar a cabo observaciones y campañas de vigilancia a largo plazo en la investigación de objetos variables. XMM-Newton hizo todos los cambios en su organización para hacer posible estas observaciones, y ahora el esfuerzo está dando resultados”, dice Norbert Schartel, jefe científico de XMM-Newton en la ESA. (Fuente: ESA)

Almacenamiento seguro y eficiente del hidrógeno gracias al uso de magnesio con vetas de hierro


Esquema de la técnica de almacenamiento. (Foto: NIST)


Se ha dado a conocer un nuevo enfoque al problema del almacenamiento seguro de hidrógeno en los futuros automóviles energizados mediante célula de combustible.
Esta idea se basa en las vetas de hierro a escala molecular que permean los granos de magnesio como una red de vasos capilares. Estas vetas pueden ser la clave para que el magnesio deje de ser sólo un candidato prometedor para el almacenamiento de hidrógeno, y pase a utilizarse de manera cotidiana para almacenarlo.
El hidrógeno ha sido promocionado como una alternativa limpia y eficiente a la gasolina, pero tiene un gran inconveniente: No hay, al menos hasta ahora, un modo seguro y rápido de almacenarlo a bordo de un automóvil.
Usar magnesio con vetas de hierro podría permitir superar este obstáculo, a juzgar por los resultados de la nueva investigación.
Los granos de magnesio puro son razonablemente eficaces en la absorción de hidrógeno gaseoso, pero sólo a una temperatura y una presión extremadamente altas pueden almacenar suficiente hidrógeno para darle a un automóvil una autonomía de unos pocos cientos de kilómetros. Si se tratase de gasolina, no importaría que la autonomía fuese más baja, ya que en muchas zonas urbanas hay bastantes gasolineras para reabastecerse en ruta. Pero en el caso del hidrógeno, las instalaciones utilizables como puntos de reavituallamiento de este combustible son todavía escasas o inexistentes en todos los países del mundo.
Un material práctico para almacenar hidrógeno de modo seguro debe ser capaz de acoger por lo menos el 6 por ciento de su propio peso en hidrógeno, y poder ser rellenado con él en una operación razonablemente fácil y para la que no se tarde más de lo que hoy se tarda en llenar el depósito de gasolina de un coche.
El equipo de Leo Bendersky, científico de los materiales en el Instituto Nacional estadounidense de Estándares y Tecnología (NIST), ha llegado a la conclusión de que usar el magnesio, con la ventaja de su peso liviano, en combinación con las vetas de hierro, permitiría una absorción y una liberación rápidas de una cantidad suficiente de hidrógeno para que los granos hechos de los dos metales actuasen a modo de depósito de combustible para los vehículos impulsados por esta sustancia.
Los granos del polvo hecho de magnesio con un poco de hierro pueden saturarse de hidrógeno en 60 segundos, y lo pueden hacer a una temperatura de 150 grados centígrados, mucho más fría que con métodos ensayados anteriormente, y a una presión también razonablemente baja, factores cruciales para otorgarle un buen nivel de seguridad a las operaciones más comunes con los vehículos impulsados por hidrógeno que se comercialicen para el público en general.

Reconstrucción tridimensional de dos arañas de patas largas de hace 300 millones de años


Modelo 3D de la araña estudiada. (Foto: ICL)


Las arañas de patas largas, también conocidas, entre otros nombres populares, como arañas vibratorias, son habitantes comunes en viviendas de casi todo el mundo. Hacen una telaraña irregular en algún rincón resguardado de la intemperie y donde no les dé mucho el sol (de ahí su preferencia por las viviendas), y cuando se sienten amenazadas, aunque no lo suficiente como para huir, se balancean en su telaraña de manera frenética y rapidísima.
Ejemplares de dos tipos antiguos de esta clase de arañas (de la familia Pholcidae), que vivieron en bosques hace más de 300 millones de años, han sido representados en nuevos modelos 3D. La labor ha sido efectuada por un equipo internacional, dirigido por investigadores del Imperial College de Londres.
Los modelos 3D de las arañas fosilizadas son de los subórdenes Dyspnoi y Eupnoi. Estas antiguas criaturas vivieron en la Tierra antes que los dinosaurios, en el Periodo Carbonífero. Los modelos 3D preparados por el equipo de Russell Garwood están proporcionando nuevas ideas sobre cómo vivían estas criaturas de ocho patas en los antiguos bosques de la Tierra y cómo han evolucionado como grupo.
Otros científicos habían sugerido anteriormente que estas arañas se encontraban entre los primeros grupos terrestres cuyos cuerpos adquirieron su forma moderna, en un momento en que otros animales de tierra, incluyendo las demás arañas y los escorpiones, se encontraban aún en una etapa temprana de su evolución.
Los autores de la reconstrucción han determinado que la comparación de los fósiles 3D de los subórdenes Dyspnoi y Eupnoi con miembros modernos de estos grupos de arañas de patas largas proporciona una prueba más de que las especies antiguas eran muy similares anatómicamente a las modernas, lo cual indica que ha habido pocos cambios importantes en esta clase de arañas durante los millones de años transcurridos.