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Las sabanas, los paisajes habituales de la evolución humana




Las sabanas africanas prevalecieron en la mayoría de los lugares del este de África, donde los ancestros del ser humano y sus parientes simios evolucionaron durante los últimos seis millones de años. Así lo confirma en la revista Nature un equipo internacional de científicos que ha desarrollado un nuevo método de análisis para cuantificar la superficie vegetal.
Un grupo de científicos estadounidenses, australianos, y keniatas ha utilizado isótopos de suelo antiguo para medir la superficie de árboles prehistóricos y la sombra en el pasado geológico, y ha determinado que las sabanas cubiertas de pasto y salpicadas de árboles estuvieron presentes en la mayoría de los lugares del este de África desde hace seis millones de años.
“Existieron hábitats abiertos en los entornos del este de África donde se han encontrado algunos de los primeros fósiles humanos de los últimos millones de años”, afirma Thure Cerling, autor principal del estudio e profesor de geología, geofísica y biología en la Universidad de Utah (EE UU).
Según el geoquímico, “donde hay restos de ancestros humanos, existen indicios de hábitats abiertos mucho más parecidos a las sabanas que a los bosques”.
El estudio, que se publica en Nature, ha permitido desarrollar un método que ha correlacionado ratios de isótopos de carbono en 3.000 muestras de suelo con fotografías por satélite de superficies de árboles y vegetación en 75 ubicaciones tropicales de todo el mundo (la mitad en África).
Las localizaciones representaban cualquier medio: desde el bosque cerrado hasta el pasto abierto, lo que permitió a los científicos determinar el porcentaje de superficie de árboles y de arbusto frondoso de hace millones de años.
Esta nueva forma de cuantificar el grado de apertura de los paisajes tropicales es el primer método “que realmente cuantifica la superficie de canopea, que es la base para clasificar algo como sabana”, afirma el investigador.
Según Cerling, aunque las sabanas del este de África se hicieron más extensas en los últimos dos millones de años, y los ancestros humanos y sus parientes pasaron épocas en estrechos “bosques en galería” paralelos a los corredores fluviales, el nuevo método demuestra que los pastos y las dehesas han prevalecido durante más de seis millones de años en la cuna de la humanidad, con una superficie de árboles de un 40% aproximadamente en la mayoría de las ubicaciones.
Para el equipo de investigación, durante los últimos 7,4 millones de años, en la superficie forestal el 75% eran arboledas cerradas y el 5% o menos pastos abiertos. Pero importantes áreas con superficie forestal por debajo del 40% (arboledas y pastos de sabana) han estado constantemente presentes.
La investigación ha permitido demostrar que más del 70% de las ubicaciones analizadas presentaba menos del 40% de superficie forestal, lo que indica que se trataba de dehesa arbolada o pasto. Menos del 1% de las muestras indicaron ubicaciones donde la superficie arbolada superara el 70%.
“Por tanto, los bosques ‘cerrados’ (más del 80% de superficie forestal) representan una fracción muy reducida de los entornos representados por estos paleosuelos”, detalla Cerling.
A esto se añade el que los fósiles de los primeros humanos y de sus ancestros y parientes extinguidos se han encontrado en entornos abiertos y arbolados del este de África. Los Ardipithecus, por ejemplo, que vivieron hace 4,3 millones de años en bosques según sus descubridores, presentaban un pequeño componente de pastos y otras plantas en su dieta.
“El hecho de que incluyeran pasto significa que se adentraban en la sabana, a menos que estuvieran degustando comida para llevar”, añade Cerling. Según el estudio, durante el paso al bipedalismo (hace unos 4 millones de años), los espacios abiertos ya existían, “incluso predominaban”.
“En algunos periodos, había más arbustos y en otras épocas, menos. Casi nada podría haberse denominado un bosque denso, pero podemos observar ciertos periodos en los que determinados entornos estaban constantemente más poblados de árboles que otros. Descubrimos homínidos en ambos lugares”, declara el experto quien añade que la forma en la que los primeros homínidos repartieron su tiempo entre hábitats “más abiertos” y “más cerrados” sigue siendo una cuestión pendiente. (Fuente: SINC)

Impedir que la resistencia a los antibióticos se transmita de una bacteria a otra





El reciente hallazgo de cómo un "interruptor" genético controla la propagación de la resistencia a los antibióticos en ciertas bacterias patógenas es un prometedor punto de partida para desarrollar un modo de mantener ese interruptor en estado de "apagado", para así impedir la propagación de la resistencia bacteriana, una amenaza creciente para la salud mundial.
El equipo, dirigido por investigadores de la Universidad de Minnesota, consta de químicos y microbiólogos, quienes estudiaron genes que regulan la transferencia de la resistencia a los antibióticos de un individuo a otro en la especie bacteriana Enterococcus faecalis.
Durante los últimos 20 años, este microorganismo ha sido una causa cada vez mayor de infecciones hospitalarias.
Todo apunta a que si se logra hallar una molécula que actúe de manera selectiva en este interruptor y lo mantenga en estado de "apagado", este sabotaje, en combinación con un antibiótico, tendrá consecuencias fatales para las bacterias.
Muchos de los componentes del interruptor ya se conocían, pero el trabajo realizado por el equipo de Christopher Johnson, Gary Dunny y Anushree Chatterjee constituye, por así decirlo, la primera vez que se ha trazado el plano entero.
Los genes para la resistencia a antibióticos se transportan en fragmentos circulares de ADN llamados plásmidos. Una célula bacteriana que tiene un plásmido puede transmitirlo, junto con genes de resistencia a antibióticos y otros rasgos, a una célula que no lo tiene, a través de un proceso bacteriano conocido como conjugación.
En el interruptor genético interviene la interacción entre dos genes, Q y X, que se encuentran uno frente del otro, uno en cada hebra de la doble hélice del ADN de un plásmido. El interruptor sirve para controlar a Q. Cuando está activo (en estado de "encendido"), Q induce a la célula a llevar a cabo el proceso de la conjugación, y a compartir una copia del plásmido.

Primera observación directa de un salto cuántico en el espín de un protón



El protón tiene un espín o momento angular intrínseco, al igual que otras partículas. Es como un diminuto imán de barra. En esta analogía, un salto cuántico en el espín se correspondería con una inversión de los polos magnéticos.
Sin embargo, detectar el espín del protón no es una tarea fácil. Aunque los momentos magnéticos del electrón y su antipartícula, el positrón, ya fueron medidos y comparados en la década de 1980, con el protón eso es mucho más problemático porque su momento magnético es 660 veces más pequeño que el del electrón, lo cual significa que es considerablemente más difícil de detectar.
Un equipo de la Universidad Johannes Gutenberg y el Instituto Helmholtz, ambos en Maguncia, el Instituto Max Planck para la Física Nuclear en Heidelberg, y el Centro Helmholtz para la Investigación de Iones Pesados en Darmstadt, todas estas instituciones en Alemania, ha conseguido por vez primera observar saltos cuánticos en el espín de un protón individual, aislado y confinado.
El resultado es un gran paso adelante en el esfuerzo por medir directamente y con alta precisión las propiedades magnéticas del protón.
El principio de medición se basa en la observación de un protón individual almacenado en una trampa magnética para partículas. Como también sería posible observar un antiprotón usando el mismo método, esto significa que hay un modo viable de hallar una explicación para el desequilibrio entre materia y antimateria que presenta el universo actual.
Es crucial poder analizar en detalle la antimateria para poder averiguar por qué la materia y ella no se aniquilaron entre sí por completo poco después del Big Bang. En otras palabras, se trata de averiguar cómo surgió el universo hecho de materia, y no de antimateria, que hoy conocemos.
En la investigación han trabajado, entre otros, Stefan Ulmer y Jochen Walz.

Mejorar la calidad técnica de la tecnología de discos ópticos gracias a los ojos de un crustáceo



Los ojos de los estomatópodos han llevado a un equipo internacional de investigadores a desarrollar un dispositivo que podría mejorar la tecnología holográfica y las del CD, el DVD y el blu-ray, permitiendo alcanzar definiciones y densidades de almacenamiento aún mayores.
Esos crustáceos marinos figuran en la muy corta lista de los animales que pueden ver luz polarizada circularmente, como la usada en las películas 3D. Algunos investigadores creen que los ojos de los estomatópodos son mejores para todo el espectro visual que cualquiera de los dispositivos de fabricación humana del tipo basado en la acción de un bloque transparente que puede alterar la polarización de la luz debido a que presenta una doble refracción. La calcita, un mineral que a veces se utiliza para esa función, presenta doble refracción.
Un equipo de ingenieros de la Universidad Nacional Tecnológica de Taipéi, en Taiwán, y Akhlesh Lakhtakia de la Universidad Estatal de Pensilvania, en Estados Unidos, han desarrollado un método para producir materiales con una configuración especial que permite crear estructuras similares a las lentes de los ojos de una de esas especies de crustáceo. Estos nuevos materiales son adecuados para fabricar con ellos dispositivos del tipo basado en la acción de un bloque transparente que puede alterar la polarización de la luz visible al exhibir doble refracción. Además, los dispositivos fabricados de este modo no pueden deslaminarse (fragmentarse en capas) porque están hechos de una sola pieza.
Emular los sofisticados ojos de algunos crustáceos es una línea de investigación muy prometedora, y de la que ya hablamos en 2009 desde NCYT, con motivo de la investigación llevada a cabo por el equipo de Nicholas Roberts de la Universidad de Bristol.
Los animales examinados en aquel estudio, de la especie Odontodactylus scyllarus, son típicos en la Gran Barrera de Coral en Australia y tienen el que se consideró como el sistema de visión más complejo conocido por la ciencia. Estos singulares crustáceos pueden ver en doce colores básicos (los humanos vemos en sólo tres) y son capaces de distinguir entre formas diferentes de luz polarizada.
Ciertas células sensibles a la luz, en los ojos de estos animales, hacen posible que el Odontodactylus scyllarus convierta la luz polarizada linealmente en luz polarizada circularmente, y viceversa. Los dispositivos artificiales que realizan esta función esencial en lectores de CDs y DVDs y en los filtros de polarización circular de las cámaras, sólo tienden a dar buenos resultados para un color de la luz, mientras que el mecanismo natural en los ojos del Odontodactylus scyllarus opera casi a la perfección en todo el espectro visible.
No está claro por qué exactamente el Odontodactylus scyllarus necesita de esa enorme sensibilidad a la luz polarizada circularmente. Sin embargo, la visión de la polarización es usada por los animales para la señalización sexual o la comunicación secreta para evitar atraer la atención de otros animales, sobre todo de depredadores. Esta capacidad de visión también puede ayudarles a encontrar y atrapar presas gracias a que mejora la claridad de las imágenes bajo el agua.

Aleación que transforma calor en electricidad de modo directo




Se ha descubierto una nueva aleación que convierte el calor directamente en electricidad. El método de conversión de energía basado en este material está en las fases tempranas de su desarrollo, pero puede acabar teniendo un gran protagonismo en la generación de electricidad respetuosa para el medio ambiente, a partir de las fuentes de calor residual.
El material quizás pueda utilizarse para aprovechar parte del calor que se pierde por el tubo de escape de un automóvil. Los gases calientes expulsados calentarían al material y éste produciría electricidad para ayudar a recargar la batería en un automóvil híbrido.
Otros posibles usos futuros incluyen la captura del calor residual de fábricas y centrales eléctricas, e incluso usar las diferencias de temperatura en el mar para generar electricidad. El equipo del ingeniero Richard James, de la Universidad de Minnesota, está ahora buscando la posible comercialización de esta tecnología.
Durante una demostración a pequeña escala en un laboratorio de la Universidad de Minnesota, el nuevo material, creado por James, Vijay Srivastava, Kanwal Bhatti y Yintao Song, comienza como un material no magnético; de pronto, cuando la temperatura se eleva un poco, se vuelve fuertemente magnético. Cuando esto sucede, absorbe el calor y produce espontáneamente electricidad en una bobina circundante.
El equipo también está trabajando con Christopher Leighton, profesor de ingeniería química y ciencia de los materiales en la Universidad de Minnesota, para elaborar una película delgada del material que podría usarse, por ejemplo, para convertir parte del calor residual de los ordenadores en electricidad.

Los primeros europeos que habitaron Atapuerca comían tortugas




Una investigación del Instituto Catalán de Paleoecología Humana y Evolución Social (IPHES) asegura que las tortugas formaban parte del menú de las primeras poblaciones humanas de Europa, hace alrededor de 1,2 millones de años. El estudio, que publica el Journal of Human Evolution, se basa en el análisis de 75 restos fósiles de tortugas encontrados en la Sima del Elefante en Atapuerca (Burgos).
Los estudios de la dieta cárnica de las poblaciones humanas de hace más de 1, 2 millones de años son escasos debido a la escasez de yacimientos de estas cronologías. Por otro lado, los científicos se han centrado principalmente en la investigación de los grandes animales a pesar de que los restos de fauna pequeña –como pájaros, roedores, ranas o tortugas – son frecuentes en los yacimientos de este periodo.
Ahora, un estudio del Instituto Catalán de Paleoecología Humana y Evolución Social ha comprobado que una dieta variada y generalista fue la clave para el éxito de las primeras ocupaciones humanas en Europa. Así lo recoge la investigación que publica el Journal of Human Evolution y que lidera Ruth Blasco, científica del IPHES.
"La presencia de fauna pequeña a menudo se ha interpretado como el resultado de acumulaciones de origen natural o producto de intrusiones de carnívoros y aves rapaces en las cuevas. Aunque estos casos existen, en la Sima del Elefante hemos podido identificar a los grupos humanos como los responsables directos de la presencia de algunos de estos pequeños animales", explica Blasco.
Esta afirmación se basa en el estudio de los restos fósiles de tortuga encontrados en diferentes niveles de la Sima del Elefante. En este yacimiento, el Equipo de Investigación de Atapuerca (EIA), del que forma parte el IPHES, ha podido documentar restos de la especie tortuga mediterránea de tierra (Testudo hermanni) y un galápago (Emys orbicularis).
“Del total de este conjunto, 8 fósiles de Testudo hermanni presentan marcas de corte en la cara interna de la cáscara. Estas marcas se producen como resultado de la extracción de las vísceras para su consumo humano ", afirma la investigadora.
Casos similares se han identificado sólo en África, concretamente en los yacimientos del Este del lago Turkana, durante el mismo período. Con cronologías posteriores, el consumo humano de tortugas se registra más frecuentemente no sólo en Europa, sino también en Oriente Próximo y África.
En el continente europeo se han recuperado en muchos yacimientos restos de tortugas pertenecientes al Pleistoceno inferior (hace entre 2,5 millones de años y 780.000 años), y también en Atapuerca. "Sin embargo, indicios que relacionen estos animales con grupos humanos del período que nos ocupa de la Sima del Elefante no habían sido registradas en Europa hasta ahora", puntualiza Blasco.
Aunque el uso de tortugas con una finalidad nutricional en la Sima del Elefante parece ser esporádico, el equipo ha observado que al menos se repite en dos niveles diferentes de la secuencia estratigráfica.
"Esto indica que estos animales entraban dentro del espectro de recursos potenciales de los homínidos de la Sierra de Atapuerca y que formaban parte de la dieta humana desde momentos muy antiguos", señala la autora.
Esta evidencia, junto con los restos de un conejo y un pájaro también comidos por los humanos en otros niveles estratigráficos con cronologías similares a las grandes presas, sugieren un comportamiento generalista en cuanto a la dieta cárnica, "lo que podría haber sido una de las claves del éxito de los primeros homínidos que colonizaron Europa hace más de un millón de años", concluye Blasco. (Fuente: IPHES)

Revolución en la fabricación de células solares mediante impresoras de chorro de tinta



Las impresoras de chorro de tinta, una tecnología de bajo costo que en los últimos años ha revolucionado la impresión en el hogar y en pequeñas oficinas, podrían ofrecer pronto beneficios similares para el futuro de la energía solar.
Unos ingenieros de la Universidad Estatal de Oregón han descubierto un modo para, por vez primera, crear, mediante impresión por chorro de tinta, células solares funcionales que usan el compuesto conocido como CIGS.
El nuevo método reduce el consumo de materia prima en un 90 por ciento, y disminuirá significativamente el costo de producción de células solares hechas con algunos compuestos muy prometedores.
Hasta ahora, nadie había podido crear dispositivos funcionales para captar energía solar hechos a base de CIGS (un compuesto de cobre, indio, galio y selenio) mediante tecnología de chorro de tinta.
Ahora debiera ser posible crear dispositivos electrónicos para captación de energía solar caracterizados por películas solares delgadas, de alta eficiencia, costo muy bajo y producción rápida.
Se necesita investigar más para aumentar la eficiencia de la célula solar, pero el trabajo ya realizado hasta ahora podría bastar para conducir a la comunidad científica hacia una nueva generación de tecnología de energía solar.
El equipo de Chih-Hung Chang ha conseguido crear una tinta que puede imprimir estructuras de CIGS sobre sustratos, usando tecnología de chorro de tinta, con una eficiencia de conversión de energía de alrededor del 5 por ciento.
Los investigadores creen que seguir trabajando en esta línea de investigación acabará trayendo dentro de no mucho tiempo una eficiencia de alrededor del 12 por ciento, con lo cual se obtendría una célula solar comercialmente viable.

El robot Opportunity llega al borde del cráter Endeavour




Tres años después de iniciar esta nueva etapa de su viaje, el robot Opportunity ha alcanzado por fin el borde del cráter marciano Endeavour, una estructura de 22 km de diámetro que promete interesantes descubrimientos científicos.
Comparándolo con el cráter Victoria, que el vehículo investigó de forma intensa, el Endeavour es 25 veces más grande. Dado que el Opportunity dejó atrás hace mucho tiempo su vida útil esperada (debía durar tres meses), los ingenieros que lo controlan consideran cada día que pasa como un regalo para la misión. Así pues, después de explorar el interior del Victoria, decidieron dirigirlo hacia el Endeavour, sin garantía alguna de que llegara a alcanzarlo. El viaje de 21 kilómetros, lleno de paradas para efectuar trabajos científicos, sin embargo, ha llegado a su final con completo éxito (9 de agosto), y ahora el robot se encuentra en el lugar llamado Spirit Point, en el borde del cráter, preparado para nuevas exploraciones.
Cuando ya se prepara el lanzamiento del próximo vehículo de aterrizaje, el Curiosity, que empezó a planearse en profundidad tras el aterrizaje hace siete años de los Opportunity y Spirit (este último ya ha dejado de funcionar), es posible que el primero siga activo cuando el nuevo vehículo aterrice en Marte, si todo va bien. Hasta entonces, los científicos de la misión procurarán sacarle todo el jugo posible, poniendo a su disposición rocas mucho más viejas e interesantes que las estudiadas hasta ahora.
La misión MRO, que se halla alrededor del planeta, fotografió con su potente cámara el interior del Endeavour, y descubrió materiales arcillosos, que pudieron haberse formado durante un período de la historia del planeta más cálido y húmedo. El Opportunity tratará de observar muestras de este tipo de terreno, que dará pistas sobre un entorno potencialmente habitable en el pasado distante de Marte.
El Spirit, hermano gemelo del Opportunity, dejó de comunicar con la Tierra en marzo de 2010, debido a la llegada del invierno marciano y el consecuente déficit de alimentación eléctrica debido a su falta de movilidad (quedó atrapado en una trampa de arena), que impidió una orientación apropiada de sus paneles solares. Sus sistemas probablemente se congelaron y no pudieron funcionar con la llegada del verano, de modo que la NASA no consiguió recuperar el contacto. En mayo se declaró finalizada su misión, y los científicos bautizaron de forma informal como Spirit Point el lugar de llegada del Opportunity junto al Endeavour.

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