Suplemento Cienciario 03-03-2015

SUPLEMENTO DE CAMBIO DE MICHOACÁN CAMBIO DE MICHOACÁN | C I E N C I A R I O | 3 DE MARZO DE 2 0 15 | 1 PARA LA DIVULGACIÓN DE TEMAS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS PREMIO ESTATAL DE DIVULGACIÓN 2013 EDITOR: RAÚL LÓPEZ TÉLLEZ ixca68@hotmail.com MARTES 3 DE MARZO DE 2015 NÚMERO 569 APARECE LOS MARTES www.cambiodemichoacan.com.mx

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Vecinos distantes Cony González

ESPECIAL | IMAGEN PROPORCIONADA POR LA AUTORA

Comienzo esta nota con una felicitación a los miembros de la Sociedad Astronómica de Michoacán (SAMAC) que celebraron el viernes 27 de febrero los primeros 30 años de «vida» difundiendo el Cosmos, labor que en el pasado ha tenido pilares en la formación y organización de una agrupación sin fines de lucro y con la siempre buena voluntad de hacer llegar el gusto por observar y conocer el cielo. Va un abrazo a los nuevos e inquietos jóvenes que dan vida a dicha agrupación. (Los miembros de la SAMAC se reúnen los viernes en el interior del Planetario de la ciudad).

Aun cuando se observe frecuentemente el cielo por las noches pocos cambios son suficientemente notables como para que nos demos cuenta de ello.

Ni siquiera al movimiento de la Luna se le presta tanta atención, aunque en el transcurso de un mes .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

POR UNA NARIZ PÁGINA 5

pase por las consabidas fases que van desde «llena» hasta «nueva»; mucho menos detectamos los cambios de esos puntitos de luz que representan a estrellas como nuestro Sol, pues para que pudiéramos detectar cambios de posición necesitaríamos vivir cientos o miles de años.

Los científicos que aportan conocimiento de lo que pasa en el Cosmos sí son capaces de medir con sorprendente precisión distancias entre ellos y estas distancias por supuesto que tienen referencia con nuestro Sistema Solar.

Las estrellas vecinas a nuestro Sol han sido bien censadas y enlistadas. Sabemos que llegar hasta las estrellas más cercanas (Próxima Centauri y Alfa y Beta Centauri) nos tomaría apenas un poco más de cuatro años usando a un rayo de luz como transporte. La cuarta en distancia (la Estrella de Bar.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

BOTÁNICA PARA PRINCIPIANTES PÁGINAS 6

nard) estaría a casi seis años-luz. La lista puede consultarse en Internet y enumerarlas no representaría ningún aporte si no fuera por resaltar que hace 70 mil años una estrella estuvo cinco veces más cerca que lo que ahora está Próxima Centauri. ¿Cómo saben este dato los astrónomos? Estudiando precisamente las «estrellas más cercanas», encontraron que la trayectoria que sigue la que ahorita está en el lugar número 70 de la lista «marca» que estuvo a sólo 52 Unidades Astronómicas del Sol. Eso equivale a menos de un año-luz (0.8), rozando lo que se denomina la Nube de Oort, que es el sitio en donde se piensa que hay millones de cometas rodeando al Sistema Solar, y esto se sabe por un estudio efectuado por Eric Mamajek, de la PÁGINA 4

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MISTERIOS Y DESCUBRIMIENTOS PÁGINA 7

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REVIST A REVISTA La producción actual de estos seres vivos representa un proceso biotecnológico rentable, controlado, intensivo, eficiente en la utilización de agua, adaptable al cambio climático y con importantes repercusiones sociales, ecológicas y económicas en el país

La luz en la reproducción de hongos Elizabeth Ruiz Jaimes | AMC

La luz ha permitido profundizar en el estudio del reino Fungi -una de las grandes cuatro subdivisiones en que se consideran distribuidos los seres vivos-, desde clasificarlo y definirlo hasta caracterizarlo química y bioquímicamente, lo que ha permitido un avance espectacular en el conocimiento científico de los hongos, los cuales pueden ser comestibles, funcionales y medicinales, siendo para México y el mundo una alternativa de cultivo y alimentación con gran potencial.

«En el reino de los hongos la luz se ha estudiado ampliamente como un factor detonador y regulador de la fase reproductiva, particularmente la luz azul y en menor proporción la roja, ya que sirven como una señal importante para regular el desarrollo fúngico, optimizando la producción y dispersión de las esporas con fines de reproducción y demostrando que la luz es requerida para el surgimiento y la diferenciación de los esporocarpos en prácticamente todas las especies, salvo excepciones», dijo Daniel Martínez Carrera, especialista en biotecnología de hongos.

El profesor investigador del Colegio de Postgraduados campus Puebla y miembro de la Academia Mexicana de Ciencias, explicó que los esporocarpos o cuerpos fructíferos son las estructuras reproduc-

toras de los hongos comestibles encargadas de la producción y diseminación de esporas y que, a pesar de los avances mencionados, se desconoce si existen vías reguladoras generales que integren el espectro visible y los factores genéticos involucrados, con el desarrollo sexual o asexual de las especies, su estado nutricional, el tamaño de la colonia o la edad del cultivo.

Avances recientes en estudios que se llevan a cabo sobre la relación de la luz con la biología de los hongos, empleando técnicas moleculares y análisis genómico, abundó, han mostrado que en el proceso de diferenciación celular intervienen genes específicos regulados por la luz, factores de transcripción, proteínas fotorreceptoras y fitocromos -proteínas que controlan diferentes aspectos del desarrollo.

Falta investigación Sin embargo, se desconoce cómo estos elementos estarían asociados a la translocación de nutrientes y al desarrollo de la nueva estructura de los esporocarpos, por ejemplo, el pie, el sombrero o la producción de esporas.

Martínez Carrera destacó que tampoco se sabe si las vías regulatorias identificadas son comunes a todas las especies o si estas interaccionan con factores externos durante el proceso de diferenciación de los esporocarpos, tales como las

concentraciones de oxígeno o bióxido de carbono, los estímulos microbianos, los metabolitos volátiles, el daño mecánico o las bajas temperaturas. Por otro lado, no se tienen estudios a profundidad sobre aquellas especies que no requieren luz para fructificar, mostrando con ello la necesidad que existe sobre la investigación que hace falta por realizar en todo este campo.

De acuerdo con el científico, con excepción de la fotosíntesis, los biólogos a

menudo olvidan la importancia de la luz, la cual juega, en el caso de su especialidad, un papel primordial en muchos aspectos de la micología básica y aplicada, en particular para el cultivo de hongos comestibles. Por ejemplo, la luz infrarroja se puede utilizar para ayudar a identificar sustancias químicas producidas por hongos: «La espectrofotometría de infrarrojos (IR) permite analizar, identificar o cuantificar diversas substancias químicas de los hongos co-

mestibles, funcionales y medicinales, tales como los polisacáridos de alto peso molecular como lo son los alfa y beta glucanos».

Sobre lo anterior, mencionó que se han desarrollado sensores y detectores de diversos gases importantes en el cultivo comercial de hongos comestibles, funcionales y medicinales. «El bióxido de carbono producido por el crecimiento fúngico o el etileno que participa en la

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REVIST A REVISTA

regulación del desarrollo de los esporocarpos ha hecho necesario ocupar comúnmente infrarrojos para monitorear la temperatura, la humedad relativa, así como las emisiones de gas en los locales de cultivo, en particular bióxido de carbono».

También existen estudios básicos sobre los efectos de la luz en los hongos, algunos organismos modelo han sido, por ejemplo, Neurospora, Coprinopsis o Schizophyllum, especies preferidas para las investigaciones científicas ya que poseen ciclos de vida cortos que incluyen las fases vegetativa y reproductora.

Todo esto permite que cualquier resultado nuevo obtenido pueda interpretarse a la luz de todo el conocimiento previo generado para cada especie, lo cual facilita su correcto análisis, valoración y entendimiento, así como la posibilidad de extrapolar conclusiones al resto de las especies. En cambio, esto no es posible hacerlo con especies raras, poco estudiadas o difíciles de manejar en condiciones controladas.

Daniel Martínez Carrera resaltó la importancia de realizar investigación científica a mayor profundidad sobre la fotomorfogénesis en los hongos comestibles, funcionales y medicinales, porque las implicaciones prácticas de este nuevo conocimiento serían importantes puesto que al determinar el momento óptimo de respuesta a la luz se podrían incrementar los rendimientos de hongos comestibles, en calidad y en cantidad, lo que repercutiría en la rentabilidad económica de toda la industria, valorada en más de 60 billones de dólares anuales.

También sería posible mejorar las propiedades funcionales y medicinales de los hongos comestibles, por ejemplo, incrementar su contenido de vitamina D 2 con luz UV, lo que tendría un impac-

to directo en la salud de la población ya que son de gran relevancia, actualmente y a futuro, para la seguridad alimentaria de México.

Un gen que llena el cerebro de surcos

La de los hongos, una producción rentable Los hongos comestibles constituyen un alimento tradicional en México desde épocas prehispánicas, siendo parte integral de su dieta y gastronomía. La producción actual representa un proceso biotecnológico rentable, controlado, intensivo, eficiente en la utilización de agua, adaptable al cambio climático y desarrollado a pequeña (rústica) y gran escala (alta tecnología), con importantes repercusiones sociales, ecológicas y económicas en el país.

Las especies cultivadas y comercializadas son los champiñones blanco, café y orgánico (Agaricus); las setas Pleurotus y shiitake» (Lentinula), así como el reishi (Ganoderma), el maitake (Grifola) y el huitlacoche (Ustilago). La producción nacional comercial en 2011 se estimó en 62 mil 374 toneladas anuales de hongos comestibles, funcionales y medicinales, frescos y procesados.

México es el mayor productor de hongos en Latinoamérica, cuenta con los desarrollos tecnológicos más avanzados y genera 80.8 por ciento de la producción total de la región, seguido por Brasil, 7.7 por ciento, y Colombia, 5.2 por ciento. A nivel mundial nuestro país se ubica en el décimo tercer lugar.

El monto anual de las operaciones comerciales supera los 200 millones de dólares, generando alrededor de 25 mil empleos directos e indirectos. Se estima un incremento del consumo per cápita anual para México en los próximos años de 620 gramos a un kilogramo de hongos comestibles, funcionales y medicinales. | Academia Mexicana de Ciencias

ESPECIAL | AGENCIA SINC

El neocórtex es la zona del cerebro encargada del control de las emociones, el pensamiento consciente y el lenguaje. En humanos y otros primates, profundas arrugas aumentan la superficie de esta fina capa plagada de neuronas. Investigadores de los institutos Max Planck, en Alemania, confirman ahora el papel de un gen, único en sapiens, neandertales y denisovanos, que contribuye a la formación de los pliegues y que es marca de la evolución humana.

En 2010, el grupo de investigación de Evan Eichler, de la Universidad de Washington (EE UU) identificó por primera vez un gen único en humanos. Según su investigación, publicada en aquel momento en Science, el gen denominado ARHGAP11B sólo estaba presente en el genoma de los Homo sapiens y sus parientes Homo neanderthalensis.

Sin embargo, otras especies de primates no lo tenían.

En colaboración con el grupo de Svante Pääbo, del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva (Alemania), científicos del también alemán Instituto Max Planck de Biología Molecular y Celular y Genética confirman ahora los resultados: el gen ARHGAP11B –implicado en el desarrollo de una región del cerebro que se encarga de la percepción sensorial, la actividad motora, el pensamiento consciente y el lenguaje– se encuentra únicamente en los

humanos modernos, neandertales y denisovanos.

Según el nuevo estudio, publicado en Science, «el gen se generó como producto de una duplicación incompleta de un segundo gen ARHGAP11A, ocurrido tras la separación de los linajes de humanos y chimpancés durante la evolución», señala a Sinc Marta Florio, primera firmante del trabajo.

Su investigación revela que sólo el genoma humano está dotado de este gen.

Los científicos analizaron la función de este gen en el desarrollo del neocórtex, que corresponde con las áreas más evolucionadas de la corteza cerebral, y en especial en la generación de neuronas –la neurogénesis– desde las células progenitoras. Sus conclusiones indican que ARHGAP11B «podría desempeñar un papel en la orquestación del número de neuronas generadas en el neocórtex humano y en su expansión», dice Florio.

Los resultados arrojan luz sobre la evolución del linaje humano poco después de que divergiera de los chimpancés. Además, permite diferenciar a humanos y homínidos de los simios más antiguos, evolutivamente hablando.

Un gen sin equivalente en el cerebro del ratón Para confirmar sus hipótesis, Florio y sus colegas insertaron el gen en el cerebro embrionario del ratón. «Los

ratones tienen un cerebro pequeño y un neocórtex liso, con relativamente pocas neuronas. Es lo que conocemos como un cerebro ‘lisencefálico», explica la investigadora, quien destaca que durante su desarrollo embrionario el número de células madre, en particular las células progenitoras, es inferior comparado al de especies con cerebros mayores, como los humanos.

Según Florio, la abundancia de estas células y su habilidad para dividirse múltiples veces antes de generar las neuronas «es clave para la expansión evolutiva del neocórtex de las especies con grandes cerebros», afirma la científica.

Al insertar el gen en el cerebro en desarrollo de un ratón, los investigadores descubrieron que el número de estas células progenitoras había aumentado, ya que empezaron a dividirse para generar más células progenitoras.

«Al final del desarrollo embrionario, la superficie del neocórtex empezó a arrugarse y a presentar pliegues en la superficie exterior del cerebro, lo que recordaba al cerebro ‘girencefálico’ de los humanos», recalca Florio. Según explica la investigadora, el plegado del neocórtex es una estrategia diseñada por la evolución para albergar más neuronas en un tamaño relativamente compacto. | Agencia SINC

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El transcurrir

DE PORTADA

de la ciencia

Vecinos distantes PÁGINA 1

Universidad de Rochester y que fue publicado el pasado 12 de febrero en el Astrophysical Journal .

La estrella con el nombre oficial de «WISE J072003.20-084651.2» , pero llamada «cariñosamente» la Estrella de Scholz, en honor de su descubridor, está actualmente a 20 años luz de distancia ubicada en la Constelación del Unicornio, vecina de las de Orión y de Géminis. Se trata de una pequeña estrella del grupo de las «enanas rojas» que en ese tiempo hubiera presentado una magnitud de 10 (imperceptible al ojo humano) y que ahora se aprecia como una de magnitud 11.

De ella se sabe que es parte de un sistema binario, o sea que tiene una compañera; su masa es sólo ocho por ciento de lo que tiene nuestro Sol y la de su compañera es de masa menor (seis por ciento); este tipo de estrellas no alcanzaron la masa suficiente como para generar reacciones termonucleares, por lo se les llama «fallidas».

Algunas voces preguntan si este tipo de «encuentros

cercanos» pudieran influenciar las órbitas que siguen los cometas y que pudiera explicar cómo «de vez en cuando» algunos de ellos de los que se sabe que vienen desde esas lejanías, dejan su «vida estable» para visitar el interior del Sistema Solar y que corresponden a los cometas de largo periodo, como el Hale-Bopp que observamos en 1996 y que regresará en el año 4385 o el Hyakutake , observado en ese mismo año y que regresará no antes de 70 mil años.

Una de las propuestas de los paleontólogos que tratan del porqué de las extinciones que ha sufrido la vida de la Tierra, tratan de relacionarlas con algún evento astronómico de este tipo.

Los astrónomos están considerando dedicar mayores estudios a este tipo de estrellas, para conocer cuántos otros casos podrían haber sido similares a la Estrella de Scholz o cuántas otras estrellas podrían estar cercanas en el futuro.

Siempre es bueno saber a quiénes tenemos de vecinos.

De ella se sabe que es parte de un sistema binario, o sea que tiene una compañera; su masa es sólo ocho por ciento de lo que tiene nuestro Sol y la de su compañera es de masa menor (seis por ciento); este tipo de estrellas no alcanzaron la masa suficiente como para generar reacciones termonucleares, por lo se les llama «fallidas».

Cuásares. Los cuásares son objetos astronómicos que emiten cantidades enormes de energía electromagnética (luz, rayos x, etcétera), detectables aunque estén a distancias extremas. Astrónomos de las universidades de Beijing, en China, y Arizona, en Estados Unidos, descubrieron el cuásar más brillante, energizado por un hoyo negro súper gigante, con una masa doce mil millones de veces mayor que el Sol y una luminosidad 420 billones de veces mayor. Ese objeto dista de la Tierra doce mil 800 millones de años luz, lo que significa que se formó a escasos 900 millones de años después del Big Bang. El descubrimiento representa un reto para los astrónomos, quienes no pueden explicar (aún) cómo pudo formarse un hoyo negro tan grande y energético, cuando apenas se habían formado las primeras galaxias. Como comparación, este hoyo negro es tres mil veces mayor que el ubicado en el centro de nuestra Vía Láctea.

Promesa anti VIH. El día 18 de febrero se anunció que científicos del Instituto Scripps (Florida) y una docena de otras instituciones encontraron una nueva sustancia tan poderosa, que bloquea todas las cepas de virus de inmunodeficiencia (VIH) que han sido aisladas de seres humanos y macacos Rhesus. Esta sustancia es una proteína que evita que el virus penetre en las células y es efectiva aún ocho meses después de su aplicación. El vehículo diseñado para la entrega de la nueva sustancia es un pequeño virus que no causa enfermedades; al penetrar en las células las convierte en fábricas para producir la misma sustancia, que protegerá a las personas durante años. Se espera aplicar el descubrimiento para fabricar vacunas anti VIH. Posible tratamiento contra el ébola. El último brote de virus de ébola ha causado más de nueve mil 400 decesos y ha creado una crisis que dista mucho de terminar. En la investiga-

ción del mecanismo de infección de las células por el virus, científicos del Instituto de Investigación Biomédica de Texas anunciaron que una pequeña molécula extraída de una planta asiática puede ser un potente inhibidor de la infección. Se ha encontrado que en el mecanismo de penetración del virus a través de las membranas celulares, juegan un papel importante los llamados canales iónicos de calcio, que transmiten cargas eléctricas entre las células. Estos canales deben ser activados para que se produzca la infección. El equipo científico encontró que algunos medicamentos usados para controlar la hipertensión pueden activar y desactivar los canales de calcio. Se encontró que la sustancia llamada tetrandrina es la más efectiva para proteger a los ratones de la infección de ébola sin efectos secundarios. Se espera probarla en primates no humanos en fechas próximas. | Seguimiento y redacción, Cuahtémoc Sarabia.

Astrónomos de las universidades de Beijing, en China, y Arizona, en Estados Unidos, descubrieron el cuásar más brillante, energizado por un hoyo negro súper gigante

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La memoria olfativa necesita un aprendizaje tenaz y mucha disciplina. Y aprender un poco de bioquímica vegetal no está nada mal. Pero puede iniciarse comenzando por poner atención a los aromas cotidianos, de los frutos, las especias y luego ejercite

Por una encontramos los carotenoides que le dan color a las flores; esteroides como los fitoesteroles; son terpenoides las gomas, látex, chicle, hule, etcétera. Le siguen los fenilpropanoides o compuestos fenólicos como los famosos taninos del vino, antibióticos como los flavonoides,

largo de toda la vida. También hay que decir que la mayoría de nosotros no prestamos suficiente atención a los estímulos generados por los aromas.

Seguramente a esta altura, muchos se preguntarán a qué viene el título y es precisamente al asunto de la memoria olfativa. Como ya dijimos, el aroma de las plantas es algo tan cotidiano que no le prestamos la atención debida. Compramos perfumes, captamos el usado por otros y otras. Nos gusta o no, pero no lo analizamos. Lo mismo pasa con lo que comemos a diario, incluso con las flores de nuestro entor-

estilbenos como el resveratrol de la uva, antocianinas que colorean las flores y granos. Otro grupo son los alcaloides como la cafeína, nicotina, cocaína y miles más en otras plantas y finalmente los glicosidos, que abundan en el brócoli, saponinas y un largo etcétera. En la uva se han identificado alrededor de diez mil de estos compuestos.

A muchas de estas sustancias, en particular los terpenoides y fenilpropanoides, nuestro cerebro los percibe como «aromas» y genera una imagen que evoca algún objeto o suceso que asocia con estos. A esto se le llama «memoria olfativa».

Las reacciones frente a los aromas forman parte del aprendizaje cultural que vamos desarrollando a lo

no. El proceso de degustar un vino tiene que ver precisamente con la memoria. Lo mismo podemos decir de degustar un té, un café, incluso un mezcal.

Hoy, acomodando por enésima vez los libros de mi biblioteca me topé con una nariz. Y no se crea que colecciono partes humanas en casa: así se le llama a un grupo de referencias aromáticas que nos sirven para ir creando o reforzando una memoria olfativa. Mi «nariz» es pequeña, contiene 50 referencias. Cada una de ellas consiste en un frasco con un compuesto puro, aislado (destilado decían los químicos antiguos) de una planta. A través de un proceso muy sofisticado de análisis químico, separaciones y reacciones químicas, se

nariz Horacio Cano Camacho Cuando uno asiste a una degustación de vino por primera vez, o mejor, a una cata, llegamos a pensar que los asistentes con cierta experiencia son demasiado pretenciosos. Imagínelos expresarse del vino en términos como estos: este vino tiene toques de chocolate; se aprecia una sensación vegetal; hay toques de frutos del bosque, manzana, frutillas, chicle… esto nos parece un exceso y más falso que la sensación de seguridad en Morelia a las 3:00 de la mañana.

Pero no lo es…

El vino despierta en nosotros toda una gama de sensaciones y recuerdos: aromas florales, frutas frescas, madera, especias, cuero. Es, en sentido estricto, una bebida muy sensual. Al igual que todas las plantas, la uva produce infinidad de sustancias químicas, colectivamente llamadas metabolitos secundarios, con los que interactúa con el ambiente. Hay metabolitos secundarios que incrementan su resistencia a la sequía, otros atraen polinizadores, unos más son antibióticos y le permiten «sanar» del ataque de organismos patogénicos, otros repelen insectos...

En las plantas, se conocen miles de estos compuestos y químicamente se clasifican de acuerdo a la ruta biosintética que los origina: Terpenoides o isoprenoides como los aceites esenciales, tales como el mentol que le da aroma a la menta y hierbabuena; pineno a las coníferas o el timol del tomillo y el orégano; también aquí

han identificado y purificado cientos de compuestos como los enunciados arriba y que son responsables de un aroma en particular. El geraniol que le da su aroma característico al geranio, el timol que caracteriza al tomillo y otras hierbas de olor, el turpinol que da olor a hierbabuena o el ya citado mentol.

Ya dije que mi «nariz» posee 50 referencias, entre otros tiene un frasco con aroma a miel, otro a cuero viejo, manzana, fresa, rosas, mantequilla, trufas, pimiento morrón, aceitunas, limón y otros cítricos, tabaco, corcho, canela y 27 más. Mi nariz es pequeña, ya lo dije, las hay con más de 200 aromas, o incluso mayores. ¿Para qué sirve una nariz como ésta? Para crear y educar la memoria olfativa.

Pero su aplicación es más que un asunto lúdico. Cierto, me ha enseñado y permitido disfrutar más de una serie de bebidas que acostumbro y me encantan como el vino, el café, el té, el chocolate. Pero también tiene aplicaciones en la industria y el comercio de muchos productos, tales como quesos, café y té, la cocina, aceite de oliva y otros aceites, tabacos, industria de los destilados (mezcal, whisky) y por supuesto, la industria de la perfumería.

La memoria olfativa necesita un aprendizaje tenaz y mucha disciplina. Y aprender un poco de bioquímica vegetal no está nada mal.

Pero puede iniciarse comenzando por poner atención a los aromas cotidianos, de los frutos, las especias y luego ejercite. Trate de identificarlos a ciegas. Después pase a una siguiente fase, digamos degustando un café de calidad o un verdadero té, luego pruebe con el vino: se sorprenderá de la infinidad de aromas que comenzará a identificar y entenderá la complejidad de ciertas bebidas con ciencia.

Profesor-Investigador del Centro Multidisciplinario de estudios en Biotecnología, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.

FRONTERAS

Un ordenador aprende a jugar videojuegos por sí mismo gracias a una red neuronal artificial Para los seres humanos es fácil aprender a controlar un videojuego. La experiencia anterior con la máquina o en la propia vida sirve de ayuda para superar pantallas. ¿Pero un ordenador puede hacer lo mismo?, Demis Hassabis y su equipo de investigadores en inteligencia artificial de la empresa Deep Mind, de Google, se propusieron el reto de crear un algoritmo que permitiera a una computadora aprender por sí sola, sin apenas información previa.

Hasta ahora, el método que habían empleado los ingenieros computacionales era el aprendizaje por refuerzo, basado en el estímulo y la recompensa, pero que, según los investigadores, «es limitado en situaciones complejas y su aplicación se limita a los entornos controlables».

La novedad que aportan los investigadores de Deep Mind es la combinación de este tipo de aprendizaje con una red neuronal artificial a imagen y semejanza de las biológicas. El resultado, publicado en la revista Nature , es un algoritmo denominado Deep Q-Network (DQN), surgido a partir de un aprendizaje por refuerzo «profundo».

El estudio muestra que este agente artificial ha aprendido por sí mismo a jugar a 49 videojuegos clásicos de la videoconsola Atari 2600, entre los que se encuentran Pacman o Space Invaders , partiendo de información sobre los pixeles y el número de PÁGINA 6

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FRONTERAS PÁGINA 5

acciones posibles en cada juego.

«Usamos los mismos datos iniciales para todos los juegos, lo que demuestra que el agente aprende con éxito los procedimientos de cada uno basándose únicamente en las entradas sensoriales», explican los investigadores.

Capaz de vencer a seres humanos La máquina superó las puntuaciones de sus predecesoras en 43 de los 49 videojuegos pero sus logros no se quedan ahí, según los autores: «Su rendimiento se puede comparar con el de un probador profesional humano de videojuegos.

Logró más del 75 por ciento de la puntuación humana en más de la mitad de los juegos».

El método destacó en actividades de índole muy variada, desde los juegos de boxeo a los de carreras de coches en 3D, «lo que demuestra que utilizando la misma arquitectura, la máquina puede aprender a optimizar estrategias en diferentes ambientes».

Para los investigadores, este algoritmo también puede ayudar a los científicos a entender el proceso de aprendizaje de las personas. Asimismo, esperan que ayude crear productos más útiles, como «mejorar el motor de búsqueda de Google para completar tareas complejas como, por ejemplo, planear un viaje». | Agencia SINC Plantas optimizan uso del agua según ambiente en que viven Las plantas asimilan carbono procedente de la atmósfera para crecer, lo que conlleva una pérdida de agua. Al mismo tiempo, consumen carbono durante la extracción de agua del suelo. Para sobrevivir en el ambiente en el que viven, deben optimizar el uso del agua durante estos procesos.

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Botánica para principiantes.

Los tristes trópicos Alfredo Amador García | II Inscrito en el marco de la expansión colonial del siglo XVI, el llamado «descubrimiento» del Nuevo Mundo por las naciones europeas trajo para la historia de las civilizaciones humanas repercusiones trascendentales. Marcó el principio de muchas cosas en ciencia, tecnología, filosofía, economía, política, etcétera. Las nuevas tierras, sus ecosistemas y recursos constituyeron un campo virgen para el estudio y desarrollo del creciente pensamiento naturalista. Pero las sociedades, como los ecosist e m a s , como las especies o como las doctrinas del pensamiento, tienen -y son producto- de sus propias historias de existencia.

El naturalismo no hubiera fructificado en obras como las de Lyell, Darwin o Humboldt si el desarrollo del colonialismo no hubiera brindado a estos genios las condiciones para sus expediciones. Y es que las exploraciones de estos en Europa y América, así como las de muchos otros como Adam Azfelius y William Roxborgh (padres de la botánica en África y Asia, respectivamente) no sólo sentaban las bases de un nuevo y prominente conjunto de conocimientos científicos.

Principalmente inventariaban recursos para los intereses coloniales en expansión.

Polémico ha sido en este sentido el «Ensayo político sobre el reino de la Nueva España», de Alexander von Humboldt, que puso de relieve todas y cada una de las virtudes del territorio -entonces en poder de la corona española- y que en opinión de algunos especialistas fijó la ambición del imperio norteamericano y devino luego en la anexión de Texas y más tarde en el Tratado de Guadalupe, con lo que la joven República Mexicana perdiera más de la mitad de su territorio.

Pero buena parte de las entonces colonias europeas en el Nuevo y el Viejo Mundo se encontraban en esa «isoterma» o línea imaginaria que limita las regiones del planeta en que no hay heladas y en que la radiación solar y a veces también la precipitación es abundante y parece ilimitada: Las regiones tropicales, de donde una gran cantidad de nuevas plantas útiles son originarias, y que ya habían sido domesticadas por los pueblos originarios. Estas «especias» que constituyeron la razón principal de las expediciones de Colón, fueron luego de la expansión colonial y de su clasificación botánica por el sabio Linneo, base de la economía mundial.

Con gran acierto, muchos de los expedicionarios europeos no limitaban su aten-

ESPECIAL

La imagen fue proporcionada por Abisaí García Mendoza. Instituto de Biología (UNAM). ción y colectas a este tipo de plantas. Reconocieron, describieron, dibujaron y clasificaron muchas más, algunas de las cuales vinieron a ser pilar de industrias farmacéuticas tan importantes como la que constituyó el Barbásco (Disocorea composita) a mediados del siglo XX. Así, luego del menosprecio al conocimiento nativotradicional de los recursos botánicos que no ofrecían beneficios inmediatos y de la infinita demanda de recursos de la lógica de la máxima rentabilidad en el menor tiempo posible, la rica y diversa cubierta vegetal de las zonas tropicales del mundo se vio (y se ve) cada vez más reducida. Muchas especies no han sido recolectadas desde las exploraciones de los siglos pretéritos y muchas otras nunca serán colectadas e inventariadas).

Pero he aquí que la imaginación de la vida vegetal en

las regiones tropicales impone nuevos desafíos para la preservación misma de especímenes que se diversifican en la forma leñosa, como árboles, arbustos, lianas o bejuco e incluso epífitas, parásitas (plantas que crecen sobre otras plantas) y trepadoras. La opción para preservar vivos esos recursos estaba también presente en las civilizaciones antiguas de América: Los Jardines Botánicos. Pero eso es todo un tema para otra columna. A manera de conclusión, simplemente refrendamos la necesidad aún vigente, de explorar botánica nuestro país y reconocemos el valioso esfuerzo que desde hace varias décadas realizan instituciones y grandes personajes en el país y particularmente en Michoacán.

De quienes esperamos también poder escribir, entrevistar, conocer y difundir su trabajo en futuras líneas.

«Reconocieron, describieron, dibujaron y clasificaron muchas más, algunas de las cuales vinieron a ser pilar de industrias farmacéuticas tan importantes como la que constituyó el Barbásco (Disocorea composita) a mediados del siglo XX».

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«Yo sé que hay fuegos fatuos que en la noche / llevan al caminante a perecer» - Rima XIV, de G. A. Becker Hay muchas historias de fenómenos misteriosos que preceden a descubrimientos científicos importantes. Mi padre, quien como yo era originario de Huandacareo, Michoacán, me contó que en la zona llamada La Nopalera, cercana a ese poblado, los viajeros veían con cierta frecuencia misteriosas luces coloreadas brotando del suelo. Ese hecho motivó a que personas ambiciosas excavaran (depredaran) en el sitio, buscando algún tesoro. La arqueóloga del INAH Angelina Macías exploró en ese mismo sitio la zona arqueológica que ahora se exhibe a los visitantes y que contiene múltiples tumbas, presuntamente de dignatarios del pueblo purépecha.

El fenómeno en cuestión, denominado «Fuegos fatuos», se ha observado desde hace siglos, frecuentemente en los cementerios.

Algunos creyentes atribuyen el fenómeno luminoso al alma de los muertos, pero hay también explicaciones científicas. En el año 2008 los químicos italianos Luigi Garlaschelli y Paolo Boschetti, lograron recrear las mismas luces coloreadas mezclando con aire el gas fosfina (PH 3), que está compuesto de un átomo de fósforo y tres de hidrógeno. El fenómeno luminoso se debe a una oxidación muy lenta y fría, semejante a la luminiscencia que exhiben las luciérnagas. ¿Qué tiene que ver la fosfina con las osamentas o cuerpos en descomposición? De la misma forma que el nitrógeno presente en la orina se libera como amoníaco (NH 3 ), el fósforo se recicla también en forma reducida, como hidruro. Por cierto, la fosfina es tóxica, lo que estaría de acuerdo con el epígrafe de Becker.

El fósforo (P) es uno de los elementos indispensables para la vida. La historia de su descubrimiento es fasci-

«El fósforo es indispensable para el crecimiento de las plantas, por eso se le considera un fertilizante primario (junto con el nitrógeno y el potasio)».

Misterios y descubrimientos Cuauhtémoc Sarabia nante, casi indispensable de contar a los estudiantes de química. El alquimista alemán Henning Brand buscaba la «piedra filosofal» que supuestamente convertiría los materiales ordinarios en oro. Cuando destiló a alta temperatura los sólidos obtenidos de la orina, produjo un sólido blanco que brillaba intensamente en la oscuridad. Al material descubierto se le llamó Phosphorus mirabilis que significa «maravilloso portador de luz». La orina contiene fosfatos disueltos provenientes del metabolismo normal.

El fósforo es indispensable para el crecimiento de las plantas, por eso se le considera un fertilizante primario (junto con el nitrógeno y el potasio). Este elemento es indispensable en los proce-

sos de obtención de energía por las células. El trifosfato de adenosina es un nucleótido formado por la base nitrogenada adenosina, el azúcar ribosa y tres grupos fosfato; se produce durante la respiración celular y lo consumen las enzimas para activar muchos procesos químicos. Otros compuestos vitales que contienen fósforo, son los ácidos nucleicos (ADN y ARN). En la estructura en forma de escalera de caracol del ADN, los «pasamanos» están formados por un fosfato y el azúcar desoxirribosa.

El fósforo se encuentra en abundancia en los esqueletos de los animales; el material que le da resistencia a estos es fosfato tricálcico, que es duro y muy estable, lo que explica que los restos

«¿Qué tiene que ver la fosfina con las osamentas o cuerpos en descomposición?»

óseos se preserven durante siglos o milenios. A partir de 1830 se comenzó a utilizar huesos de animales para obtener fertilizantes fosfatados, se trataban los huesos con ácido sulfúrico diluido, con lo que se obtenía una pasta de fosfatos mono cálcico y di cálcico que son más solubles y pueden ser absorbidos por las raíces. En la historia de los fertilizantes se dice que cuando escaseaban los huesos de otros animales, frecuentemente se obtenían de los cementerios o de los campos de batalla. Una fuente de fósforo, mucho más abundante, es la roca fosfórica que es también fosfato tricálcico. El tratamiento es con ácido sulfúrico concentrado y se obtiene el llamado «superfosfato», básicamente igual al obtenido de huesos.

Aquí cabe una reflexión para algunos de nosotros que no creemos en las reencarnaciones ni juicios finales: cuando ya no seamos más que un montón de huesos o cenizas, podrían éstas ser aprovechadas (con ácido) para lograr un reciclaje más rápido de nuestros ya inútiles huesos. ¿No les atrae la idea?

Un equipo internacional de científicos con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado un modelo global de optimización en el empleo del agua por parte de la vegetación.

El estudio examina diferentes estrategias dependiendo del tipo de planta y de dónde crecen en el mundo. Los resultados, publicados en el último número de Nature Climate Change, permitirán mejorar las predicciones sobre el intercambio de carbono, agua y energía en ecosistemas terrestres y sus efectos en el clima futuro.

La vegetación juega un papel fundamental en el sistema terrestre: absorbe y almacena carbono, libera agua a la atmósfera, modula el movimiento del agua en el paisaje y enfría la superficie terrestre del planeta.

Este intercambio de carbono y agua entre la vegetación y la atmósfera se lleva a cabo a través de los diminutos poros que tienen las plantas en la superficie de las hojas: los estomas.

“La conductancia estomática regula la cantidad de agua que transpiran las plantas y la cantidad de carbono asimilada a través de la fotosíntesis. Por tanto, nuestra capacidad para desarrollar modelos sobre los ciclos globales de carbono y agua en un clima futuro depende en gran medida de nuestra capacidad de predecir el comportamiento de los estomas a nivel global”, explica la investigadora del CSIC en el Museo Nacional de Ciencias Naturales Ana Rey. El análisis de datos de estudios de campo en diferentes ecosistemas, desde la tundra ártica y boreal hasta los bosques templados y tropicales, ha permitido confirmar que, en general, las PÁGINA 8

8 | 3 DE MARZO DE 2 015 | C I E N C I A R I O | CAMBIO DE MICHOACÁN

«Una biopsia de la piel serviría para diagnosticar de forma precoz y hasta el momento, impensable, enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson, según propone un trabajo llevado a cabo por científicos mexicanos. A falta de que se corroboren sus resultados, los autores los presentarán en la reunión anual de la Academia Estadounidense de Neurología».

El Alzheimer y el Parkinson podrían detectarse en la piel Una investigación del Hospital Central de San Luis Potosí, en México, podría revolucionar el diagnóstico del Alzheimer, el Parkinson y otras enfermedades neurodegenerativas. A través de una biopsia de la piel se pueden detectar niveles anormalmente elevados de proteínas que son características de estas patologías.

El estudio, dado a conocer en días pasados, será presentado el próximo mes de abril en la reunión anual de la American Academy of Neurology.

«Las enfermedades neurodegenerativas se caracterizan por presentar alteraciones en la estructura y la función de varias proteínas», explica a Sinc Ildefonso Rodríguez Leyva, especialista que lidera la investigación. Al tener un origen común ya desde la formación del embrión, «las células de la piel y las neuronas deben expresar proteínas comunes».

«De ahí partió nuestra hipótesis de que la característica patológica de la enfermedad de Alzheimer, los depósitos anormales de la proteína tau en las neuronas, se pudiera encontrar también en la piel», señala. En el caso de la enfermedad de Parkinson, la alfa sinucleína es la proteína que se expresa de forma anormal en el tejido nervioso, tanto central como periférico.

El trabajo de varios años en torno a esta idea se materializó en un estudio que ha contado con la participación de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí y en el que se tomaron muestras de la piel de 20 personas con Alzheimer, 16 con Parkinson y 17 con demencias causadas por otras enfermedades, además de doce personas sanas que sir-

FRONTERAS PÁGINA 7

plantas que crecen en climas fríos o secos, como las coníferas, son más ahorradoras en el uso del agua, mientras que las de climas húmedos y cálidos son más derrochadoras. La gran sorpresa es que los árboles perennes de la sabana se encuentran entre las plantas más despilfarradoras, a pesar de vivir en un entorno árido y caluroso.

Los resultados de este estudio permitirán, según los científicos, mejorar considerablemente los modelos existentes sobre la posible futura respuesta de los ecosistemas terrestres al cambio climático. | Agencia SINC Una nueva polipíldora previene segundos infartos

ESPECIAL | AGENCIA SINC

Los resultados indicaron que tanto los pacientes diagnosticados con Alzheimer como los de Parkinson tenían niveles siete veces más elevados de la proteína tau que los individuos sin estas enfermedades. Además, las personas con Parkinson también tenían ocho veces más altos los niveles de alfa sinucleína. vieron como grupo de control.

Los resultados indicaron que tanto los pacientes diagnosticados con Alzheimer como los de Parkinson tenían niveles siete veces más elevados de la proteína tau que los individuos sin estas enfermedades. Además, las personas con Parkinson también tenían ocho veces más altos los niveles de alfa sinucleína.

A falta de publicación Aunque los resultados parecen contundentes, aún no están corroborados. «Esperamos publicar nuestros resultados para darlos a conocer a la comunidad científica y que otros puedan reproducirlos», señala Ildefonso Rodríguez Leyva.

No obstante, su estudio tiene reservado un papel des-

tacado en la 67ª Reunión Anual de la Academia Estadounidense de Neurología, que se celebrará en Washington, entre el 18 y el 25 de abril.

«Si otros investigadores reproducen nuestros hallazgos, este avance podría ayudar a un diagnóstico más temprano y oportuno de estas patologías», comenta el experto, consciente de que detectar estas enfermedades en fases tempranas contribuye a mantener la calidad de vida de los pacientes durante mucho más tiempo. De hecho, aunque los síntomas sirven de referencia, en la actualidad el diagnóstico del Alzheimer y del Parkinson sólo se puede confirmar al 100 por ciento a través de una biopsia del cerebro.

Desde el punto de vista de la investigación, el estudio

de las causas y mecanismos que explican las enfermedades neurodegenerativas también puede verse muy beneficiado si los resultados de la investigación realizada con pacientes de San Luis Potosí pueden ser confirmados por otros especialistas.

Los científicos mexicanos creen que se puede aplicar la misma técnica a otras patologías y ya trabajan en algunas como la demencia frontotemporal y la esclerosis lateral amiotrófica (ELA). Aunque tau es el biomarcador característico del Alzheimer, y la alfa sinucleína, del Parkinson, no son específicos. Hay otras dolencias neurodegenerativas que expresan la primera de estas proteínas, como la parálisis supranuclear progresiva; o la segunda, como la atrofia multisistémica. | Agencia SINC

«El trabajo de varios años en torno a esta idea se materializó en un estudio que ha contado con la participación de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí».

Los pacientes que han superado un infarto requieren un tratamiento que reduzca las posibilidades de un segundo accidente cardiovascular. El riesgo de recaer es de alrededor del 30% de los pacientes, por ello, investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) –en colaboración con la empresa farmacéutica Ferrer– han desarrollado una polipíldora llamada Trinomia que reduce "la probabilidad de reinfarto en dos tercios”, aseguró en rueda de prensa el director general del CNIC, Valentín Fuster.

El medicamento, aprobado por la UE y por la Agencia Española del Medicamento, incluye tres principios activos: ácido acetilsalicílico, para evitar la formación de trombos; artovastatina, para controlar los niveles de colesterol y para estabilizar la placa de ateroma; y rampiril, un antihipertensivo que evita el remodelado del corazón que se produce tras un infarto. | Agencia SINC