SUPLEMENTO DE CAMBIO DE MICHOACÁN CAMBIO DE MICHOACÁN | C I E N C I A R I O | 5 DE ABRIL DE 2 0 16 | 1 PARA LA DIVULGACIÓN DE TEMAS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS PREMIO ESTATAL DE DIVULGACIÓN 2013 EDITOR: RAÚL LÓPEZ TÉLLEZ ixca68@hotmail.com MARTES 5 DE ABRIL DE 2016 NÚMERO 624 APARECE LOS MARTES www.cambiodemichoacan.com.mx
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El lado mexicano del Gran Colisionador de Hadrones Margarita Blanco
«En un lenguaje de divulgación en donde de pronto el lector se maravilla de poder entender conceptos de la física de partículas que parecían tan difíciles, Herrera nos lleva de la mano por las ideas vigentes sobre el origen del Universo y sobre los hallazgos más recientes en física de partículas, como la existencia del campo de Higgs». En el libro El Higgs, el universo líquido y el gran colisionador de hadrones (Fondo de Cultura Económica, Colección La Ciencia para Todos, 2014) el doctor Gerardo Herrera Corral afirma que el conocimiento cambia constantemente pero que, sin embargo, vale la pena describir cómo se llevó a cabo su búsqueda y el anhelo por encontrarlo. Y todo anhelo merece ser contado, asegura. Justamente, este libro es la narración del desarrollo de este proyecto internacional, en donde investigadores mexicanos participaron al diseñar y construir parte de este detector. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..
MÁS NIÑOS AUTISTAS EN MÉXICO PÁGINA 3
El cambio constante en el conocimiento al que menciona Herrera se refleja en que en la lectura hoy de este texto no puede dejar de contextualizarse en los recientes descubrimientos de ondas gravitacionales, el 11 de febrero pasado, acontecimiento histórico que contribuye al entendimiento que del Universo tenemos actualmente. De entrada, llama la atención en el índice que algunos capítulos tengan nombres poéticos como «Brizna de luz entre la noche cósmica» o «No tiene comienzo el mar». El autor explica que los poetas, en este caso José Emilio Pacheco, tienen la capa.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..
ATRACCIÓN CEREBRAL PÁGINA 5
cidad de lenguaje para describir algunos fenómenos tan complejos como el Universo. En un lenguaje de divulgación en donde de pronto el lector se maravilla de poder entender conceptos de la física de partículas que parecían tan difíciles, Herrera nos lleva de la mano por las ideas vigentes sobre el origen del Universo y sobre los hallazgos más recientes en física de partículas, como la existencia del campo de Higgs. Casi obtenida de la ciencia ficción, es la descripción que nos hace de la naturaleza líquida del PÁGINA 4
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NUBES Y ESPECIES AMENAZADAS PÁGINA 7
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REVIST A REVISTA Con más de 20 años de experiencia en la física de la visión, Susana Marcos (Salamanca, 1970) ha desarrollado patentes, ha ganado premios, ha dirigido el Instituto de Óptica del CSIC y desde 2012 es miembro del consejo de dirección de la Sociedad Americana de Óptica. Su último logro ha sido conseguir 150 mil euros de Europa para desarrollar un simulador que ayude a los pacientes a escoger la lente que mejor se adapte a cada ojo.
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Marta Sofía Ruiz | Agencia SINC
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El Consejo Europeo de Investigación (ERC), el organismo europeo que financia iniciativas de investigadores excelentes, puso en marcha en 2011 por primera vez la convocatoria Proof of Concept (en inglés, ‘prueba de concepto’) con una dotación de 150 mil euros para impulsar la llegada al mercado de proyectos innovadores. España es el segundo país que más ayudas de este tipo ha recibido después de Reino Unido. En total, durante 2015 obtuvo un total de 20. Una de las premiadas fue la salmantina Susana Marcos, directora del laboratorio de Óptica Visual y Biofotónica del CSIC, quien ha centrado su proyecto en investigar maneras de ayudar a los pacientes con presbicia, una enfermedad ocular que hace difícil ver las cosas de cerca. Afecta a la población por encima de 45 años y sólo en Europa a varios millones de personas. -¿Cuál es el objetivo del proyecto que ha premiado el ERC? -Queremos comprender los mecanismos del cristalino y su fallo con la edad, que hace que éste deje de acomodarse y enfocar a distintas distancias y necesite correcciones para ver de cerca. Hemos
desarrollado una tecnología que permite simular y experimentar cómo verá el paciente antes de una cirugía o un proceso de adaptación a lentes de contacto multifocales para la corrección de este problema. -¿Cómo funciona esta tecnología? -La solución consiste en una lente flexible -distinta a las lentes rígidas que se instalan en una cirugía de cataratas- que imita lo que hace el cristalino natural. Servirá para simular las correcciones multifocales que se le harían al paciente. Podrá enfocar a la vez sobre la retina imágenes de cerca y de lejos, que es una experiencia visual completamente nueva. -¿Este sistema es completamente nuevo? -Está inspirado en instrumentos de la astronomía, donde se utiliza lo que se llama óptica adaptativa; pero esos instrumentos son muy grandes y ocupan una mesa de laboratorio enorme. Hemos ido simplificando algunos elementos hasta lograr un prototipo tan compacto como una especie de prismáticos a través del cual el paciente puede ver el mundo exterior. -¿Y cuándo está previsto que lleguen al mercado? -El diseño conceptual que tenemos ahora y que
será realmente el producto comercializable es una cosa todavía más pequeña que los prototipos anteriores: se lleva como unas gafas o un casco de realidad virtual. Ahora con este proyecto Proof of Concept vamos a proceder a su comercialización. Estimamos que pueda estar en manos de los clínicos este mismo año y que podamos empezar a vender unidades a principios de 2017. -¿Cómo se utilizan estas lentes? -Se pueden programar desde un dispositivo portátil. El paciente puede seleccionar opciones para experimentar con diferentes tipos de lentes que han quedado programadas previamente en el dispositivo. «Esperamos empezar a vender unidades a principios de 2017» -¿Qué supone recibir la Proof of Concept del ERC? -La ayuda apoya un tipo de actividad que normalmente no está integrada en proyectos de investigación y consiste precisamente en explorar todo el potencial de innovación: dotar al proyecto de elementos de propiedad intelectual, soportar la generación de patentes, poder presentarlo ante inversores o hacer una consultoría de tipo legal o de los aspectos regulatorios que
están involucrados cuando se lanza al mercado un dispositivo médico. A nosotros nos va a dar impulso con un montón de elementos necesarios para llevar el prototipo a una fase comercial. -Además de este trabajo, ha creado varias familias de patentes. Recibió en 2010 el premio a la Mejor Patente del Año en el Área de Biotecnología, y recientemente, el Premio de Física 2014 por su trayectoria… -La verdad es que nuestro trabajo ha sido reconocido tanto en su parte de investigación más fundamental como en innovación. Muchas de nuestras patentes sirven para mejorar la visión de pacientes que han perdido la capacidad de acomodación. La patente por la que nos dieron el premio en 2010 forma parte de un grupo dirigido a mejorar la cirugía de cataratas y la visión de manera individualizada. Y, por otro lado (y en esto liga con el proyecto Proof of Concept actual), permite seleccionar una lente multifocal basándose en cómo ve el paciente. -Actualmente forma parte del consejo de dirección de la Asociación Americana de Óptica (OSA). ¿Cómo funciona una institución tan grande?
-La OSA tiene 19 mil miembros de todos los países y entre sus miembros hay varios premios Nobel. En la asociación trabajan permanentemente como empleados unas 150 personas que se dedican a la gestión y sobre todo a materializar la influencia de la óptica en toda la sociedad, a través de revistas de publicación de muy alto impacto, organización de congresos y eventos profesionales. Y se encarga también de la formación desde temprana edad de generaciones de estudiantes que a su vez hacen una gran labor de difusión en la sociedad. -¿Cómo trabaja la asociación para lograr sus objetivos? -Intenta influir en la propia política científica nacional sobre cómo tienen que financiarse la óptica y la fotónica, y cómo pueden ser herramientas clave para mejorar la economía y generar empresas y centros tecnológicos de alto valor añadido. De hecho, a raíz de una intervención y un programa de la Iniciativa Nacional sobre Fotónica, la OSA consiguió que el gobierno de Obama firmase una disposición gubernamental para apoyar específicamente la óptica y la fotónica con
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REVIST A REVISTA
Más niños con autismo
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una importante cantidad de dinero. -¿Qué diferencias ha observado en las líneas de trabajo que se llevan a cabo en las instituciones americanas con respecto a las españolas? -No es comparable un centro de investigación como el Instituto de Óptica del CSIC con una sociedad de las dimensiones de la OSA, pero lo que yo he percibido es, salvando las distancias, la distinta capacidad de influencia en la sociedad. Con un abordaje muy profesional se puede influir en muchísimas capas de la sociedad, desde los niños hasta las propias decisiones del gobierno. -Allí la influencia de las instituciones científicas es mucho mayor de la que podamos tener aquí… -Sí, probablemente por varios motivos. A nivel político, quienes toman las decisiones están muy concienciados. Saben que el progreso, la economía y la sostenibilidad están íntimamente relacionados con la inversión en ciencia. Tampoco hace falta convencer mucho porque es algo que está muy arraigado. Las sociedades que avanzan, invierten en ciencia. Por otro lado, quizás sea algo bidireccional. Es verdad que la gente tiene muy claro que es importante la ciencia y la labor de los científicos está mucho más permeada en
la sociedad que en otros sitios. -¿Resulta difícil en España investigar en el campo de la óptica? -En nuestro laboratorio hemos sido afortunados porque nuestras fuentes de financiación están muy diversificadas y si te falla una puedes complementarla con otra. Tenemos proyectos europeos -hay cuatro en marcha; muchas colaboraciones con empresas porque tenemos una tecnología que no es comercial y acuden a nosotros; y también contratos de licencia de patentes y de resultados. Estoy segura de que un laboratorio de las dimensiones del nuestro sería incapaz de poder mantenerse sin una diversificación de fuentes de financiación. En ese sentido, los proyectos nacionales sí han sufrido recortes y problemas en el calendario. -¿Con qué otros obstáculos se encuentran en su trabajo? -Un problema casi tan importante como la escasez de financiación, y nosotros lo estamos experimentando, son unas estructuras o sistemas de gestión que no están a la altura de los plazos, la flexibilidad y la versatilidad que demanda la investigación; o los tiempos largos para poder contratar a alguien. Es decir, una burocracia extrema en el día a día de la investigación. Al final tienes que dedicar esfuerzos y recursos a una actividad que no es operativa, productiva ni rentable, que es hacer un montón de papeleo y pelearte con la administración.
Luz Olivia Badillo | Academia Mexicana de Ciencias
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De 68 nacimientos en el mundo, uno es diagnosticado con autismo, enfermedad que por razones que no se comprenden del todo se encuentra al alza, indicó el coordinador del Centro de Investigaciones Cerebrales de la Universidad Veracruzana, Jorge Manzo Denes, quien señaló que la cifra corresponde a estadísticas de países desarrollados sobre este padecimiento. «Su diagnóstico ha aumentado 17 por ciento en el mundo y esto se puede deber a que ahora se detecta con mayor eficiencia a agentes externos como el uso de ciertos fármacos, predisposición genética y contaminación ambiental», dijo el investigador en el marco este 2 de abril del Día Mundial de Concienciación sobre el Autismo, declarado por la Organización de las Naciones Unidas (ONU) para ser observado todos los años a partir del 2008. El especialista en neurobiología comentó que «la conmemoración sirve para concientizar a la clase política, a quienes gestionan los recursos y la sociedad de que necesitamos hacerle frente al autismo, ya que no existe ni siquiera un estimado oficial de cuántas personas la padecen en el país; parte de esa concientización va encaminada a que se generen los datos que permitan hacer política pública». El autismo es una enfermedad que se diagnostica después de los tres años de
edad, se presenta más frecuentemente en niños que en niñas (cuatro niños por una niña) y se mantiene el resto de la vida. Los síntomas son dificultad para socializar y comunicarse gestual y verbalmente, presentar poco interés en actividades y mostrar patrones repetitivos de conducta. «La celebración tiene un significado muy importante porque a pesar de que el autismo se describió desde 1943, hemos observado que la proporción de niños que presentan este trastorno es cada vez más elevado y esto se debe probablemente a que ahora hay mejores técnicas de diagnóstico o porque está creciendo la población con la enfermedad», abundó. El integrante de la Academia Mexicana de Ciencias sostuvo que dentro de los factores que inducen el autismo se encuentran medicamentos como el Valproato, un anticonvulsivo para personas epilépticas, el cual no se puede recetar durante la gestación ni cuando el bebé está en lactancia, así como la Talidomida, que se prescribía para calmar las náuseas durante el embarazo. Sin embargo, destacó que «hacen falta más estudios sobre otros diferentes fármacos y contaminantes que hay en el ambiente, además de la predisposición genética, área en la que se han identificado más de 300 genes cuya mutación lleva a expresar características autistas». El padecimiento neurobiológico tiene un origen ge-
nético, pero también intervienen factores ambientales como tener contacto con químicos tóxicos, metales pesados, pesticidas y antibióticos. En el laboratorio, el doctor Manzo trabaja en el área del cerebro llamada cerebelo -que se halla en la zona inferior y posterior del cráneo-, es una estructura que se ve alterada en sujetos autistas, tanto en niños como en animales. Junto con su equipo de trabajo ha demostrado que algunos contaminantes como el plomo absorbido en animales durante la gestación tiene efectos sobre el desarrollo neuronal. La ONU señaló en su página oficial que el autismo forma parte de la Agenda 2030 e hizo un llamado a los tomadores de decisiones y a la sociedad para que el autismo tenga un enfoque integral en la formulación, ejecución, seguimiento y evaluación de políticas y programas en todas las esferas políticas, económicas y sociales, a fin de que no se perpetúe la desigualdad. Su secretario general, Ban Ki-moon, instó en ese contexto a que «se promuevan los derechos de las personas con autismo y se asegure su plena participación e inclusión, como miembros valiosos de nuestra tan diversa familia humana, para que puedan contribuir a crear un futuro de dignidad y oportunidad para todos». | Academia Mexicana de Ciencias
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La teoría predecía que algunas estrellas enanas blancas podrían tener una atmósfera rica en oxígeno pero hasta la fecha no se había encontrado ninguna. Ahora, astrofísicos brasileños han localizado a la primera, llamada SDSS J124043.01+671034.68, un hallazgo que hace replantear los estudios sobre la evolución estelar.
DE PORTADA
Enana blanca con atmósfera de oxígeno «Los físicos han logrado recrear en el laboratorio y de manera controlada lo que hoy se cree que es la materia primordial del Universo. Los estudios más recientes muestran que esta materia es un líquido 150 mil veces más caliente que el centro del Sol y 100 veces más denso que la materia más densa entre lo que nos rodea».
El lad o me xicano del Gran lado mexicano Colisionad or de Hadrones Colisionador PÁGINA 1
universo temprano. Nos explica: «Los físicos han logrado recrear en el laboratorio y de manera controlada lo que hoy se cree que es la materia primordial del Universo. Los estudios más recientes muestran que esta materia es un líquido 150 mil veces más caliente que el centro del Sol y 100 veces más denso que la materia más densa entre lo que nos rodea. La sustancia, a dos billones de grados, se forma al provocar choques entre iones pesados a la más alta energía nunca antes lograda. Esto se hace en el gran colisionador de hadrones; con la ayuda del detector A Large Ion Collider Experiment (Alice)». (P. 17) Este inusual líquido, que se caracteriza por no tener viscosidad, sino por ser perfecto, no se parece a ninguno de los que conocemos en la vida cotidiana, ya que «una pequeña gota del tamaño de un alfiler sería más pesada que las pirámides de Teotihuacán juntas». Este líquido surgió cuando se llevó a cabo la gran explosión que dio origen al Universo. Poco a poco el Universo se enfrió y los quarks comenzaron a combinarse con los gluones, responsables de unirlos, y así fueron formando partículas.
Herrera concluye que los modelos de creación del Universo tendrán que tomar en cuenta la conformación de este líquido original, recreado en el gran colisionador de hadrones, así como, a partir de febrero pasado, de la existencia de ondas gravitacionales. Este libro es conseguible en provincia gracias a que la editorial ofrece tanto la versión electrónica como la impresa. Vale la pena su lectura no solamente por su contenido, sino porque es un ejemplo de cómo se pueden contar historias sobre la exploración científica.
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El Higgs, el universo líquido y el gran colisionador de hadrones (Fondo de Cultura Económica, Colección La Ciencia para Todos, 2014), Gerardo Herrera Corral.
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La elevada gravedad producida por su alta densidad provoca que los elementos químicos más ligeros, como el hidrógeno y el helio, asciendan hacia la superficie de la estrella, ocultando debajo los más pesados, como el oxígeno. Cuando las estrellas de tamaño relativamente pequeño (con masas diez veces menores que la del Sol) se acercan al final de sus vidas, expulsan hacia el espacio sus capas exteriores y se convierten en un tipo de estrellas muy densas: las enanas blancas. La elevada gravedad producida por su alta densidad provoca que los elementos químicos más ligeros, como el hidrógeno y el helio, asciendan hacia la superficie de la estrella, ocultando debajo los más pesados, como el oxígeno. Sin embargo, algunos estudios teóricos planteaban la existencia de enanas blancas con una atmósfera dominada completamente por el oxígeno tras despojarse de la envoltura de los elementos livianos. Ahora esa predicción se ha hecho realidad con el estudio que publican esta semana investigadores de Brasil y Alemania en la revista Science, donde proporcionan la primera prueba de este fenómeno.
Mientras analizaban los datos del sondeo celeste Sloan Digital Sky Survey (SDSS), el profesor Kepler de Souza Oliveira, de la Universidad Federal de Río Grande del Sur, y otros colegas, identificaron a SDSS J124043.01+671034.68, una enana blanca desprovista de los elementos ligeros y con una capa de oxígeno prácticamente pura. Sólo aparece alguna traza de neón y magnesio. «El hecho de que no se observen hidrógeno o helio es sorprendente», destacan los autores en su trabajo, donde también explican que el oxígeno, el neón y el magnesio son productos de la combustión del carbono, algo que ocurre en estrellas con bastante masa durante la formación de preenanas blancas. Desafíos y posibilidades Según los investigadores, «SDSS J124043.01+671-
034.68 proporciona una rara prueba observacional de los caminos evolutivos hacia las enanas blancas». De hecho, su descubrimiento desafía los planteamientos teóricos sobre una evolución estelar única, además de hacer replantear algunas interpretaciones sobre otras supernovas descubiertas en la última década. Respecto a la perdida de la capa externa de elementos ligeros, una posibilidad es que las interacciones con una estrella compañera, en un sistema binario, haya provocado que esta enana blanca haya dejado al descubierto su capa de oxígeno. Otra posibilidad plantea que el pulso masivo de carbono en combustión, que desde el centro de la estrella se expande hacia el exterior, sea el que haya eliminado los elementos más ligeros. Los científicos seguirán investigando para desvelar los misterios de esta excepcional enana blanca. | Agencia SINC
«Algunos estudios teóricos planteaban la existencia de enanas blancas con una atmósfera dominada completamente por el oxígeno tras despojarse de la envoltura de los elementos livianos...»
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«En la realidad no es posible viajar trayectos largos columpiándose en lianas o cuerdas porque debido a la resistencia que ofrece el aire al movimiento se va perdiendo la energía del impulso inicial (cinética) o la potencial lograda por saltar desde cierta altura...»
La cuerda de la vida | II Date prisa Tarzán que la sangre me arde / y no puedo llegar tarde / a la cena de matrimonios. De la canción «Doble vida», de Joaquín Sabina. En la nota anterior de Cienciario discutí sobre la física del salto bungee. Ahora me referiré a dos súperhéroes casi voladores: Tarzán, que ha protagonizado historietas y películas desde 1912, y el moderno Hombre Araña, que ha hecho lo propio desde 1962. Ambos personajes se columpian para transportarse a gran velocidad, Tarzán en una serie de lianas que siempre están donde las necesita y el Hombre Araña mediante los hilos que él mismo lanza desde sus muñecas. Los dos han sido motivo de análisis en los blogs de problemas de física porque en su (casi) vuelo intervienen varios fenómenos interesantes: balances de fuerzas, así como la interacción entre las energías potencial, cinética y elástica. Un problema muy interesante que se ha analizado en los blogs es el siguiente: Tarzán se lanza en una sola liana y quiere llegar lo más lejos posible; ¿en qué momento debe soltarse de la liana, o sea, en que ángulo desde la vertical? Soltándose al final del movimiento no ayuda mucho porque en ese caso caerá verticalmente y sin impulso. Este problema lo pueden consultar en el sitio siguiente: http://precog8.rssing.com/browser.php?indx=30085795&item=105. En la realidad no es posible viajar trayectos largos columpiándose en lianas o cuerdas porque debido a la resistencia que ofrece el aire al movimiento se va perdiendo la energía del impulso inicial (cinética) o la po-
Cuauhtémoc Sarabia
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«Las arañas, aunque causen fobia, nos brindan un material extraordinario que probablemente será imitado por la industria en un futuro cercano». tencial lograda por saltar desde cierta altura. Pero «aceptando si conceder» (como dicen algunos nefastos políticos), es interesante calcular cuál es el menor grosor o calibre del cable o hilo para columpiarse sin que se rompa y ponga en riesgo la vida. Por el hecho que el superhéroe viaja en un movimiento curvo hay una fuerza centrífuga que se debe sumar al peso corporal para determinar el estiramiento y la tensión de la cuerda. Veamos qué sucede cuando aplicamos una fuerza para estirar un cuerpo, como un alambre, por ejemplo. Todos los cuerpos son
más o menos elásticos, conforme les aplicamos una fuerza de tensión se van estirando aunque no lo notemos visualmente; en cuanto dejamos de aplicar la fuerza, el cuerpo regresa a su longitud original. Al ir aplicando una fuerza cada vez mayor se llega al «límite elástico», cualquier fuerza adicional produce un estiramiento permanente, disminuye el grosor del alambre o hilo y posteriormente se produce la rotura. Se calcula el llamado «esfuerzo último» dividiendo la fuerza de rotura entre la sección transversal del cuerpo, se puede expresar en la unidad internacional llamada
Pascal (Newton por metro cuadrado) o en kilogramos fuerza por centímetro cuadrado. Para comparar diferentes materiales podemos calcular cuántos kilogramos fuerza soporta un hilo o alambre de un milímetro de espesor: el alambre de acero soporta 41.8 kilos, el hilo de nylon, 91.8; el hilo de araña, 168.5, y la fibra de carbón, 163.1. Como vemos, hay materiales orgánicos que resisten más fuerza que el acero y son como siete veces menos pesados. Se están desarrollando unos materiales súper resistentes: las fibras hechos con nanotubos de carbón, tienen una resistencia entre mil 120 y seis mil 400 kilos (un milímetro de espesor) y el líder de los materiales que es el grafeno en placa, resistiría hasta trece toneladas. He comentado en otras notas, que el grafeno es un material en la que seis átomos de carbono están enlazados formando hexágonos, como en la tela de gallinero. Todavía no se fabrican cuerdas comerciales hechas con grafeno, pero el material promete mucho. En el diseño de cuerdas o cables resistentes, ya sea los utilizados en las grúas o para alpinistas y bomberos, un aspecto muy importante a considerar es la resistencia al corte del material. Aunque el nylon o el hilo de araña resistan mucha tensión, se cortan fácilmente con los filos. En una grúa industrial se prefiere el acero por esa razón. El estudio de los materiales es fascinante. Las arañas, aunque causen fobia, nos brindan un material extraordinario que probablemente será imitado por la industria en un futuro cercano.
«Tarzán se lanza en una sola liana y quiere llegar lo más lejos posible; ¿en qué momento debe soltarse de la liana, o sea, en que ángulo desde la vertical?»
FRONTERAS ¿Por qué las patatas crecen mejor en invierno? La variedad Andigena de patata produce sus tubérculos en invierno, cuando los días son cortos y las temperaturas más bajas. Científicos del Centro Nacional de Biotecnología del Consejo Superior de Investigaciones Científicas han descubierto el mecanismo molecular que permite a la planta identificar la longitud del día para comenzar a tuberizar –transformarse en tubérculos–. La ONU ha considerado la patata como un alimento clave en la lucha contra el hambre por lo que conocer los mecanismos moleculares que rigen su ciclo vital puede ser útil para adaptar su cultivo a zonas cálidas tropicales donde su rendimiento es mucho menor. Un equipo de investigación dirigido por Salomé Prat en el Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNBCSIC) ha descubierto por qué la estación durante la que mejor crecen las patatas es el invierno. El trabajo se ha publicado este mes en la revista científica Current Biology. Muchos procesos de desarrollo de las plantas como la floración o la formación de nuevos brotes están regulados por las horas luz que la planta recibe a lo largo del día. En invierno, los días son más cortos que en verano y esta información es utilizada por las plantas para regular su ciclo vital de acuerdo a las estaciones del año. Variedades silvestres de patata originarias de los Andes, como la variedad Andigena, desarrollan sus tubérculos durante el invierno, cuando los días son cortos. La duración del día es percibida en las hojas, donde proteínas fotosensibles son capaces de activarse en la presenPÁGINA 6
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FRONTERAS PÁGINA 5
cia de luz. En la variedad de patata analizada en este trabajo, en las épocas del año en que hay menos horas de luz, se produce una proteína (StSP6A) que viaja por el tallo hasta la raíz llevando el mensaje de que es el momento de empezar a producir tubérculos. “En este proceso de señalización intervienen varias proteínas diferentes –explica Prat–. Con la luz, aumenta el nivel de una proteína llamada StCOL1 que activa a un inhibidor (StSP5G) del gen StSP6A, que es el encargado de llevar hasta la raíz el mensaje de que es el momento de formar las patatas”. Durante el verano, cuando los días son largos, el nivel de StCOL1 es muy alto, lo que mantiene activo al inhibidor. Sin embargo, cuando los días se acortan, el nivel de StCOL1 disminuye y se deja de activar StSP5G, lo que permite que se inicie la formación del tubérculo. StSP6A el mensajero de los días cortos A lo largo de la historia los agricultores han seleccionado sus cultivos, eligiendo las semillas de las mejores plantas para su siguiente cosecha. Esto ha hecho que, en las variedades comerciales actuales, esta sensibilidad a la cantidad de horas de luz se vea reducida, por lo que tenemos patatas todo el año. Sin embargo, la duración del día aún influye en la formación, y crecimiento de los tubérculos de forma que se recogen más patatas durante el invierno que durante el verano. La ONU ha considerado la patata como un alimento estratégico en la lucha contra el hambre. Esto se debe a su alto valor nutricional, su facilidad a la hora de cultivarla y el aprovechamiento casi completo que se hace de ella. Por eso, PÁGINA 7
La atracción entre individuos va más allá de la apariencia física. A la hora de establecer lazos afectivos y de cooperación intervienen otros factores, como la forma de actuar del otro, pero también mecanismos neuronales cruciales en las relaciones sociales. Un nuevo estudio demuestra que el cerebro activa estrategias de recompensa positivas cuando empatiza con los sentimientos de su interlocutor y confía en su capacidad para descifrarlos.
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El grado de atracción entre sujetos puede variar al observar los comportamientos emocionales del otro. Hasta ahora, las investigaciones neurocientíficas sobre los sistemas interpersonales de conexión sugerían que el cerebro escaneaba a las personas buscando su potencial de apareamiento. Sin embargo, un estudio, publicado en PNAS, arroja luz sobre el papel de la empatía, un factor clave en las relaciones sociales, y sobre las conexiones neuronales que intervienen en la socialización. Para los autores, el grado de atracción entre sujetos puede variar al observar los comportamientos emocionales del otro. Además, estos cambios dependen de la seguridad que tengan en entender correctamente los sentimientos de la otra persona. El equipo de investigadores, liderados por Silke Anders -profesor del Departamento de Neurociencia Afectiva y Social de la Universidad de Lübeck (Alemania)-, realizó experimentos para evaluar si el cerebro humano tiene mecanismos para acercarse a las personas a las que puede «desnudar» emocionalmente con más facilidad. «Este estudio aclara los procesos neurobiológicos que podrían desempeñar un papel importante en la formación y el éxito de las rela-
Atracción cerebral ciones sociales humanas», explica Anders a Sinc. Para ello, los científicos observaron el comportamiento y la actividad cerebral de 92 personas. En los experimentos, realizados a través de resonancia magnética, los voluntarios tuvieron que adivinar qué sentimiento expresaban unas mujeres que les mostraban en una serie de videos. Los participantes tenían que elegir entre miedo o tristeza, emociones que pueden confundirse. Después, debían calificar la seguridad que tenían de haber acertado su predicción. Cada persona transmite de forma distinta sus sentimientos
Para medir la atracción interpersonal, se facilitó a los voluntarios un pulsador con el que debían, antes y después de enfrentarse a las emociones de las mujeres, ampliar la imagen de ellas hasta que se encontrasen a una distancia de conversación agradable. «Este experimento mostró que sólo cuando las señales emocionales se envían de manera eficiente, se dispara el sistema de recompensa -incluyendo el estriado ventral derecho y la corteza orbitofrontal del cerebro, aumentando la confianza y la atracción por el remitente», apunta el experto. Por último, los participantes reprodujeron el sentimiento de miedo o pena siguiendo pautas parecidas a
«Los cambios en la atracción interpersonal durante la comunicación dependen de la coincidencia neuronal tanto del emisor como del receptor, así como de la confianza que tengan, individualmente, de que lo decodificado es correcto»
las que recibieron las mujeres de los primeros videos, pero sin ser grabados. De este modo, el equipo pudo comparar los patrones de actividad neuronal que se produjeron en los voluntarios cuando observaron miedo o tristeza en otra persona, y los que ocurrían durante su propia experiencia emocional. Los resultados demuestran que la forma de transmitir los sentimientos y de percibirlos varía en cada persona. En el caso de las relaciones sentimentales, los individuos son capaces de identificar mutuamente sus emociones. «La pareja experimenta mayores recompensas de forma individual», comenta Sanders. En otras situaciones, algunos cerebros son incapaces de descifrar los mensajes que les envía otro, porque cada persona transmite de forma distinta sus sentimientos. Sin embargo, estos individuos pueden empatizar sin problema con otras personas. «Los cambios en la atracción interpersonal durante la comunicación dependen de la coincidencia neuronal tanto del emisor como del receptor, así como de la confianza que tengan, individualmente, de que lo decodificado es correcto», concluyen los autores.
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Nubes y
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este descubrimiento abre la puerta a un mejor control de su crecimiento y, por consiguiente puede suponer una ayuda a países con escasez de alimentos. “Identificar los mecanismos moleculares que controlan el proceso de tuberización hará posible el desarrollo de herramientas biotecnológicas que nos permitan adaptar este cultivo a distintas condiciones climáticas”, concluye la investigadora. | Agencia SINC
especies amenazadas
Utilizar fotografías y música reduce la ansiedad preoperatoria de los pacientes IMAGEN TOMADA DE INTERNET
Gran parte de la biodiversidad de nuestro planeta se concentra en puntos críticos como las montañas tropicales, donde el conocimiento sobre la distribución de las especies es escaso. Un nuevo estudio revela que las nubes ayudan a identificar el tamaño y la ubicación de importantes hábitats de animales y plantas para guiar su manejo y conservación. Los científicos utilizan cada vez más la teledetección por satélite como una manera de hacer frente al conocimiento de los hábitats de difícil acceso. Un nuevo estudio realizado por las universidades estadounidenses de Buffalo y Yale ha demostrado la utilidad de una fuente no convencional de la información de los ecosistemas: las nubes. La investigación, que se publica en la revista PLOS Biology, analiza quince años de datos de los satélites Terra y Aqua de la NASA que orbitan la Tierra. Las observaciones completas permitieron a los científicos construir una base de datos que contiene dos imágenes por día de la cobertura de nubes de casi cada kilómetro cuadrado del planeta desde el año 2000 a 2014. Aunque observar las nubes parezca una forma extraña de mapear especies, éstas influyen en factores tales como la lluvia, la luz solar, la temperatura superficial y la humedad de las hojas, condiciones que dictaminan dónde pueden sobrevivir las plantas y los animales. El estudio determinó que las variaciones en la cober-
tura de nubes perfilan los límites del bioma –parte del planeta que comparte el clima, flora y fauna–, también en los bosques tropicales donde las nubes albergan muchas especies que no se encuentran en ningún otro lugar del mundo. «Cuando visualizamos los datos fue notable la claridad con la que se podían ver muchos biomas diferentes de la Tierra basados en la frecuencia y el calendario de los días nublados en los últimos quince años», dice Adam Wilson, autor principal del estudio en la Universidad de Yale. «A medida que cruzas de un ecosistema a otro esas transiciones se muestran muy claramente y lo interesante es que estos datos permiten observar directamente los patrones que siguen con una resolución de un kilómetro». La cobertura de nubes también ayudó a los investigadores a predecir mejor dónde viven especies específicas. Al tomar en cuenta los patrones de comportamiento de las nubes, el equipo fue capaz de determinar tanto el tamaño como la ubicación de los hábitats del ave sudamericana trepa-
troncos montano (Lepidocolaptes lacrymiger) y del arbusto protea rey (Protea cynaroides), de África del Sur, con un detalle sin precedentes. Ese hallazgo es particularmente interesante debido a que la técnica podría ser usada para investigar los hábitats de plantas y animales en peligro de extinción, según Walter Jetz, coautor del trabajo y profesor asociado de Ecología y Biología evolutiva en la Universidad de Yale. «La comprensión de los patrones espaciales de la biodiversidad es fundamental si queremos tomar decisiones fundamentadas sobre cómo proteger las especies y gestionar los ecosistemas y sus múltiples funciones en el futuro», añade Jetz. «En las regiones que albergan la mayor biodiversidad hay una verdadera falta de datos sobre el terreno». Teledetección, una herramienta para la conservación Los autores de este estudio aseguran que la teledetección puede ser una herra-
mienta poderosa en la vigilancia de los ecosistemas. «Cuando se trata de la conservación de especies amenazadas, las políticas y las regulaciones están, en gran parte, determinadas por nuestra comprensión de lo grande que son estas poblaciones y dónde están», dice Wilson. «Demostramos que la teledetección en combinación con la ciencia puede ser una herramienta eficaz para ayudar a las leyes». En el pasado, los científicos interesados en los datos climáticos dependían de las observaciones tomadas en las estaciones meteorológicas dispersas por todo el mundo. Esto hacía que grandes extensiones de tierra no estuvieran controladas, lo que limitaba las investigaciones porque muchas características de los ecosistemas –como la temperatura y las precipitaciones– varían significativamente en pequeñas regiones. Los datos de los satélites permiten a los investigadores llevar a cabo la investigación sin dichas lagunas. «Este es uno de los desarrollos más interesantes en nuestro campo hoy en día», apunta Wilson. | SINC
Una investigación realizada en el departamento de Enfermería de la Universidad de Granada (UGR) ha descrito cómo proyectar fotografías y escuchar música antes de una operación quirúrgica ayuda a los pacientes a reducir su ansiedad preoperatoria. En este trabajo, publicado en la revista Journal of Advanced Nursing, participaron 180 sujetos que se iban a someter a una operación en la Unidad de Otorrinolaringología del Hospital Virgen de las Nieves de Granada. En todos ellos, los científicos midieron las siguientes variables: estado de ansiedad, pulsaciones, frecuencia respiratoria y presión arterial. Como explica el autor principal, el investigador de la UGR José Luis Gómez Urquiza, “un proceso quirúrgico representa para las personas, de forma general, una amenaza y una pérdida de control sobre la situación. Por ello el tiempo de espera previo a la cirugía puede convertirse en un momento poco placentero, en el que puede aparecer ansiedad preoperatoria”. De este modo, “está en manos de los profesionales sanitarios buscar la forma de relajar al paciente”. | SINC
8 | 5 DE ABRIL DE 2 016 | C I E N C I A R I O | CAMBIO DE MICHOACÁN
El transcurrir de la ciencia
IMAGEN TOMADA DE INTERNET
Científicos españoles descubren una proteína, llamada RingoA, esencial en meiosis, el proceso de división celular que da lugar a las células sexuales, y demuestran en un estudio que, sin esta proteína, los ratones de ambos sexos son estériles. Los resultados del trabajo podrían servir de base para desarrollar anticonceptivos masculinos.
Proteína para formar óvulos y espermatozoides Las células sexuales, a diferencia de las células del resto del organismo, contienen la mitad de cromosomas (son haploides) debido a este tipo especial de división celular. En la meiosis, a partir de una célula precursora -células germinales primordiales- se obtienen durante la espermatogénesis cuatro espermatozoides, mientras que en la ovogénesis se produce un solo ovocito (los otros tres degeneran durante el proceso). Científicos del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), liderados por el investigador ICREA Ángel R. Nebreda, publican en Nature Communications que la proteína RingoA es un regulador fundamental de la meiosis, proceso de división celular por el que se producen óvulos y espermatozoides para la reproducción sexual de mamíferos. Los ratones sin RingoA obtenidos en el Laboratorio de Señalización y Ciclo Celular de Nebreda, están aparentemente sanos pero son completamente estériles, tanto machos como hembras. Tras tres años de experimentos, los investigadores postdoctorales del IRB Barcelona, Petra Mikolcevic y Michitaka Isoda, describen los desajustes moleculares que se producen durante la meiosis debido a la falta de esta proteína.
Con el estudio, los investigadores aportan nuevos datos sobre un proceso fundamental para todas las formas de vida que se reproducen sexualmente. «Todos empezamos con una meiosis, así que saber cómo funciona es intelectualmente muy interesante», apunta Nebreda. Aunque la meiosis se describió a finales del siglo XIX, «quedan muchos interrogantes abiertos», explica este científico galardonado con un proyecto del European Research Council. «No hay buenos modelos in vitro para estudiar la meiosis. Es difícil extraer los espermatozitos y hacer estudios en placas, hay que estudiarlos en los testículos. Y con los ovocitos todavía es peor porque en las hembras los óvulos se generan en las fases tempranas del desarrollo y trabajar con embriones es técnicamente complejo», añade. RingoAy Cdk2, dúo esencial en meiosis Los científicos han descubierto que RingoA es un activador fundamental de la proteína Cdk2, la quinasa con la que forma un complejo necesario para llevar a cabo la meiosis. De hecho, el modelo genético de ratón sin Cdk2 publicado hace doce años por el grupo de Mariano Barbacid en el CNIO es también viable pero estéril y presenta exactamen-
te las mismas alteraciones en meiosis que el obtenido ahora por los investigadores del IRB Barcelona. «En biología, si obtienes dos fenotipos prácticamente indistinguibles es una indicación de que las proteínas ejercen la misma función y que pueden trabajan juntas». Lo que no se sabía hasta ahora era que la pareja fundamental de Cdk2 en meiosis era RingoA, porque Cdk2 normalmente forma complejos con otro tipo de proteínas llamadas ciclinas. Los análisis demostraron que RingoA funciona en los telómeros, unas estructuras que protegen los extremos de los cromosomas, y donde también se localiza Cdk2. En meiosis, los telómeros actúan como anclajes para que los cromosomas se agarren a la membrana nuclear lo que permite a los cromosomas intercambiar trozos de ADN; este proceso de recombinación cromosómica es una característica esencial de la meiosis. Sin el complejo RingoACdk2, los telómeros de los cromosomas no se anclan a la membrana, andan sueltos por el núcleo, la recombinación es caótica, no se reparan los cortes de ADN necesarios para intercambiar trozos y la meiosis no se puede completar. Como resultado, no se generan las células sexuales. «No sería irrazonable pensar en desarrollar un an-
La dieta conformó la evolución humana. Los antecesores de los humanos modernos compartieron el planeta con los Neanderthales, fornidos parientes cercanos que deambularon por Europa durante la edad de hielo, hasta hace unos 40 mil años. Los Neanderthal fueron similares al Homo sapiens, con quienes se cruzaron a veces; pero fueron también diferentes en varios aspectos: fueron más bajos de estatura y más robustos, con caderas y cajas torácicas más anchas. ¿Que contó para esas diferencias? Un estudio de la Universidad de Tel-Aviv (Israel) encontró que la dieta de la edad de hielo: alta ingesta de proteínas de grandes animales, disparó cambios físicos en los Neanderthal, incluyendo las caderas y costillas. De acuerdo a la investigación, la forma de campana de la caja torácica habría evolucionado y ello permitió que se acomodara mejor un hígado más grande, el órgano responsable de metabolizar las proteínas en energía. Este metabolismo acelerado también requirió de un sistema renal expandido: riñones y vejiga más grandes, para eliminar más de la tóxica urea, posiblemente resultando una pelvis más ancha. Los investigadores encontraron que en los Neanderthal, una escasez de carbohidratos y una disponibilidad limitada de grasas, causaron la adaptación a la dieta rica en proteínas. Las lunas de Saturno podrían ser más jóvenes que los dinosaurios. Una nueva investigación del Instituto SETI, sugiere que algunas de las lunas heladas y también los famosos anillos de ese planeta, pueden ser adornos modernos. Sus dramáticos nacimientos pudieron ocurrir hace sólo 100 millones de años, periodo más reciente que el reino de muchos dinosaurios. En tanto que los anillos se conocen desde 1600, aún hay debate en relación a su antigüedad; la suposición más simple es que son primordiales (la misma edad que Saturno), o sea más de cuatro mil millones de años. Sin embargo en 2012 los astrónomos franceses encontraron que los efectos de marea, o sea la interacción de los satélites con el interior del planeta, están causando su alejamiento en espiral hacia órbitas más distantes, a un ritmo relativamente rápido. La implicación, dadas las posiciones actuales, es que esas lunas y presumiblemente también los anillos, son fenómenos recientes. Esto dataría la formación de las mayores lunas, con la excepción del distante Titán y Japeto, al relativamente reciente periodo cretácico. | Por el seguimiento y redacción, Cuauhtémoc Sarabia.
ticonceptivo masculino basado en inhibidores para R i n g o A - C d k 2 » , propone Nebreda. Así como las mujeres generan los ovocitos durante el desarrollo embrionario y por lo tanto no tendría ningún sentido, los hombres producen es-
permatozoides durante prácticamente toda la edad adulta. «Si la industria quisiera invertir en este tema, tenemos las técnicas bioquímicas a punto para buscar inhibidores», concluye el experto. | Tomado de la Agencia SINC