SUPLEMENTO DE CAMBIO DE MICHOACÁN CAMBIO DE MICHOACÁN | C I E N C I A R I O | 16 DE AGOSTO 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 16 DE AGOSTO DE 2016 NÚMERO 640 APARECE LOS MARTES www.cambiodemichoacan.com.mx
..................................................................................................................................................................................
«Cuando se deja de percibir la luz, las señales cesan y la planta vuelve a expandir la pared, ahora del lado contrario, regresando a la flor a su lugar «original»...»
La danza de los girasoles Horacio Cano Camacho
IMAGEN TOMADA DE INTERNET
Todos hemos notado este fenómeno de la naturaleza: los girasoles, de allí su nombre, siguen el recorrido del Sol. Sus flores se van moviendo de oriente a poniente con el paso de las horas y por la noche retornan a su posición original. Y este movimiento no es único, las plantas se mueven, incluso de su lugar original de anclaje en el suelo –de lo que ya platicaremos otro día–, cierran sus pétalos al caer la tarde y los abren por la mañana con los primeros rayos del Sol. Otras flores se cierran al acercar la mano o algún objeto y, por supuesto, las carnívoras atrapan con estos movimientos a los insectos. Todos los que han pasado por el jardín de niños alguna vez cultivaron un frijol dentro de una caja oscura a la que hacíamos un pequeño orificio por donde se cuele la luz, para luego mirar con sorpresa –de niño– cómo la planta creció «buscando el Sol». Se mueven las flores, las hojas y los tallos como una forma de asegurar la luz para realizar la fotosíntesis.
largas cadenas de azúcares que forman fibras que se entrecruzan generando una estructura muy fuerte. Además de los azúcares, encontramos proteínas y con la edad de la planta se va acumulando un compuesto que sella todo el conjunto y lo hace muy fuerte y rígido, la lignina. La madera de hecho, representa esta estructura altamente lignificada. La pared es altamente resistente a la presión, la tensión y la rotura. Cuando la planta es joven, la pared es relativamente flexible, pero es una suerte de saco que no puede expandirse ni contraerse tan fácil, además de que no existe un entramado de proteínas que se contraigan modificando la longitud de la célula como en los músculos animales. La única forma de alargar una célula vegetal es expandiendo la pared celular para dejar espacio para el crecimiento celular. Pero alargarla no es algo trivial. Imaginemos la pared celular como un muro de hormigón donde las varillas de acero están representadas por las fibras de celulosa y el cemen-
A este movimiento se le llama heliotropismo y es tan sofisticado que ha permanecido como un misterio para la ciencia. Hace unos días, un grupo de investigadores norteamericanos, liderados por Stacy Harmer, publicó un reporte en la revista Science sobre los mecanismos que regulan el heliotropismo, la orientación de las flores y su relación con las visitas de polinizadores. El asunto no es trivial y quiero comentar algunos aspectos de tal trabajo y su importancia. Primero, el problema: como todos sabemos, las plantas no tienen, como nosotros, un aparato muscular formado por células que se contraigan y relajen produciendo movimiento. Las células vegetales son mucho más rígidas y fuera de las zonas de reproducción y crecimiento (llamadas meristemos), prácticamente están muertas, quedando sólo sus «fantasmas». Las células de las plantas están rodeadas de una estructura llamada pared celular, formada por polisacáridos como la celulosa, la pectina, las hemicelulosas. Estos compuestos son
PÁGINA 4
.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..
¿TAN GRAVES LOS EFECTOS DE HIROSHIMA? PÁGINA 5
.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..
ALACRANES: FOBIA Y ESPERANZA PÁGINA 5
.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..
MOLUSCOS COMO BIOMONITORES PÁGINA 7
2 | 16 DE AGOSTO DE 2 016 | C I E N C I A R I O | CAMBIO DE MICHOACÁN
REVIST A REVISTA La teoría establecida sobre la ruta por la que los pueblos de la Edad del Hielo alcanzaron el continente americano ha sido refutada por los científicos. Un estudio genético sin precedentes concluye que su supuesta ruta de entrada por un corredor entre Siberia y Alaska era «biológicamente inviable» para los primeros pobladores. De acuerdo con las hipótesis más aceptadas, las primeras personas que llegaron a Norteamérica habrían pasado al continente a través de un antiguo puente de tierra entre Siberia y Alaska. Tuvieron que esperar a que dos capas grandes de hielo que cubrían lo que hoy es Canadá comenzaran a retroceder hasta que se creó el llamado «pasillo libre de hielo» que les permitió moverse hacia el sur. Sin embargo, un nuevo estudio publicado en la revista Nature echa por tierra esta teoría. El equipo internacional de investigadores, dirigido por el profesor Eske Willerslev, genetista evolutivo de Centro de GeoGenetics de la Universidad de Copenhague y de la Universidad de Cambridge, utilizó ADN antiguo extraído de un punto crucial dentro de este corredor para investigar cómo evolucionó su ecosistema cuando los glaciares comenzaron a retirarse. Los científicos crearon una imagen completa que muestra cómo y cuándo emergieron la flora y la fauna cubriendo el hielo de esta ruta de paso hasta hacerla viable, un proyecto de reconstrucción de la prehistoria como nunca se había hecho antes. Los investigadores señalan que si bien los humanos pudieron haber viajado a través de este corredor hace unos doce mil 600 años, habría sido impracticable antes, ya que carecían de recursos cruciales como la madera para combustible y herramientas, y animales de caza que eran esenciales para el estilo de vida del cazador-recolector. «La conclusión es que a pesar de que el corredor físico estuvo abierto desde hace trece mil años, hasta varios cientos de años más tarde no fue posible utilizarlo», dice Willersley. Si esto es cierto, entonces significa que los primeros americanos, que ya es-
IMÁGENES TOMADAS DE INTERNET
Lejos del mito, el arribo de humanos a América Agencia SINC taban presentes al sur mucho antes de esta fecha, tuvieron que hacer el viaje por otra ruta. Los autores del trabajo sugieren que es probable que migraran a lo largo de la costa del Pacífico. ¿Quiénes eran esos primeros pobladores? Quién fue aquella gente todavía es muy discutido. Los arqueólogos están de acuerdo, sin embargo, en que los primeros habitantes de los modernos Estados Unidos incluían a la llamada cultura Clovis, que aparece por primera vez en el registro arqueológico hace más de trece mil años. Los científicos sostienen que el corredor libre de hielo habría sido completamente intransitable en ese momento. «Eso significa que las primeras personas que entraron en lo que ahora son los Estados Unidos, Centro y Sudamérica tomaron una ruta diferente. Si se cree que estas eran Clovis u otras personas, simplemente no podrían haber llegado a través
del corredor», declara el investigador. Mikkel Winther Pedersen, estudiante de doctorado en el Centro de GeoGenetics que llevó a cabo el análisis molecular, añade: «El corredor libre de hielo fue considerado durante mucho tiempo la vía de entrada principal para los primeros americanos. Nuestros resultados revelan que simplemente se abrió demasiado tarde para que eso hubiera sido posible». El corredor habría tenido unos mil 500 kilómetros de longitud y emergió al este de las Montañas Rocosas hace trece mil años en lo que hoy es el oeste de Canadá, cuando las capas de hielo Cordillera y Laurentide desaparecieron. Un corredor inviable para sobrevivir al viaje Sobre el papel esto encaja bien con el argumento de que los Clovis fueron los primeros en dispersarse por América. La primera evidencia de esta cultura, que lleva el nombre de las herra-
mientas de piedra encontradas cerca de Clovis, Nuevo México, también data aproximadamente del mismo tiempo, aunque muchos arqueólogos creen que otras personas llegaron antes. «Lo que nadie había examinado es cuándo el corredor se hizo biológicamente viable. Cuándo se pudo sobrevivir al largo y difícil viaje a través de él», indica Willersley. La investigación se centró en un «cuello de botella», una de las últimas partes del corredor en estar libre de hielo, y ahora cubierto en parte por el Lago Charlie en British Columbia y el Lago Spring de Alberta –los dos de la cuenca de drenaje del Río Paz, de Canadá. El equipo reunió pruebas, incluidas fechas de radiocarbono, polen, macrofósiles y ADN, tomadas a partir de núcleos de sedimentos lacustres que obtuvieron de la superficie del lago congelado durante la temporada de invierno. El equipo de Willersley, hace trece años, demostró que es posible extraer ADN de
plantas y mamíferos antiguos de los sedimentos ya que contienen fósiles moleculares de sustancias tales como tejidos, orina y heces. Después de conseguir el ADN el equipo aplicó una técnica denominada «secuenciación escopeta». «Es increíble lo que se puede obtener. Hemos encontrado pruebas de peces, águilas, mamíferos y plantas. Esto demuestra la eficacia de este enfoque para reconstruir ambientes del pasado», apunta el científico. Así pudieron ver, con notable precisión, cómo se desarrolló el ecosistema del cuello de botella. Fundamentalmente demostraron que antes de hace unos doce mil 600 años no había plantas ni animales en el corredor, lo que significa que los seres humanos que pasaron a través de él no habrían tenido recursos vitales para sobrevivir. El paso al ecosistema de zonas verdes
CAMBIO DE MICHOACÁN | C I E N C I A R I O | 16 DE AGOSTO DE 2 0 16 | 3
REVIST A REVISTA Todos los rasgos de exclusividad que el ser humano se atribuía a sí mismo han ido cayendo: el uso de herramientas, la empatía, la autoconciencia… En su último libro ¿Tenemos suficiente inteligencia para entender la inteligencia de los animales?, Frans de Waal descubre al lector un abanico de conductas animales que empujan a concluir que, quizá, la cognición humana tampoco sea única.
Bajad esos humos Hace unos doce mil 600 años la vegetación esteparia comenzó a aparecer, seguida rápidamente de animales como el bisonte, el mamut lanudo, conejos y ratones de campo. Los investigadores identificaron una transición a un ecosistema de zonas verdes, es decir, un paisaje densamente poblado de árboles, alces y águilas calvas, que habrían sido recursos cruciales para la migración de los seres humanos. En algún lugar intermedio los lagos de la zona se poblaron de peces, tales como el lucio y la perca. Por último, hace unos diez mil años hubo otro momento de cambio, esta vez hacia un bosque boreal, que se caracteriza por los abetos y los pinos. El hecho de que Clovis estuviera presente al sur del corredor antes de hace doce mil 600 años significa que no llegaron viajando a través de él. David Meltzer, arqueólogo de la Universidad Metodista del Sur (Estados Unidos) y coautor del estudio, concluye: «No hay pruebas convincentes de que a la cultura Clovis le precediera una población más temprana y, posiblemente, separada. De cualquier manera, los primeros que llegaron a América en la Edad de Hielo se encontraron con un corredor intransitable». El escenario más probable es que llegaran por la costa del Pacífico.
Marta Palomo | Agencia SINC IMÁGENES TOMADAS DE INTERNET
A lo largo de su último libro, el primatólogo Frans de Waal apabulla al lector con las observaciones y experimentos que durante los últimos 20 años han ido debilitando la pared que separaba la cognición humana de la del resto de animales hasta dejarla, según el autor, «como un queso gruyer lleno de agujeros». A la pregunta que encabeza su nueva obra ¿Tenemos suficiente inteligencia para entender la inteligencia de los animales? (Tusquets), el propio De Waal contesta: «Sí, pero nadie lo diría». «Siempre estamos buscando la gran diferencia», expone De Waal. Quizá desde antes, pero como mínimo llevamos haciéndolo desde que Platón propuso que el ser humano era la única criatura desnuda que caminaba sobre dos piernas y Diógenes rebatió su idea soltando un pollo desplumado en un aula, y sentenció: «He aquí el hombre de Platón». Aquello que nos hace únicos y que nos distancia del resto de las especies del planeta ha ido cambiando en función de lo que conocíamos del reino animal. La piedra angular de la humanidad ha adquirido muchas formas diferentes, desde pulgares oponibles hasta altruismo, lenguaje o tecnología. Una a una, estas exclusividades las hemos descubierto compartidas. De Waal desmonta la última afirmación de unicidad que nos quedaba, la cognición hu-
mana, y la reduce a un grado más de la continuidad que existe en el reino animal. «La diferencia es de escala, no de clase», afirma en su libro. Para ver, primero hay que creer Hasta finales del siglo pasado, ciencia y sociedad se mostraban cautas y agresivamente escépticas a la hora de contemplar la inteligencia animal. Los resultados de experimentos y observaciones en aves y primates que De Waal y sus colegas atribuían a la cognición, sus rivales conductistas los reducían a un mero aprendizaje. El conductismo hegemónico de principios del siglo XX veía a los animales como un conjunto de engranajes que respondían mecánicamente a los estímulos del laboratorio y la naturaleza. Por ello el autor no quiere olvidar el camino tortuoso que él y sus colegas han recorrido hasta llegar al punto en el que hoy juntamos los términos «cognición» y «animal» con facilidad y normalidad. «Por eso he dedicado tanto espacio a la historia de nuestro campo», afirma en su obra plagada de citas, reconocimiento a otros autores y detalles de la batalla intelectual entre estas dos corrientes de pensamiento. A lo largo de su carrera De Waal asegura haber sido tachado de ingenuo, romántico, blandengue, acientífico, antropomórfico, anecdótico o, simplemente, poco riguroso. Ya lo cantaba Willy
Wonka en el musical de Broadway Charlie y la fábrica de chocolate, para ver primero hay que creer, y con el tiempo este científico y etólogos del mundo entero han encontrado evidencias suficientes como para que se tambaleen los prejuicios basados en que sólo el ser humano utiliza herramientas, es consciente de sí mismo y tiene concepto de pasado, presente y futuro. El tamaño importa Una de las afirmaciones más extendidas y no comprobadas de la cognición es que la conciencia surge del número y la complejidad de las conexiones neuronales. En su libro, De Waal no sólo recuerda que aún no sabemos definir la propia conciencia, sino que cuestiona qué sucede con la de aquellos animales que tienen un cerebro mayor que el nuestro, como el delfín (1.5 kilos), el elefante (cuatro kilos), el cachalote (ocho kilos) o el del elefante, que contiene el triple de neuronas que el nuestro. Porque el tamaño importa, en los estudios sobre cognición animal no hay una especie que pueda servir de modelo para el resto. Por ejemplo, aunque las palomas sean muy listas, tienen un cerebro minúsculo, 200 veces más pequeño que un antropoide. A este hándicap se le suma el principal obstáculo que se ha encontrado esta rama del conoci-
miento: no se han hecho los experimentos adecuados. Selfies para mañana Una vez que la comunidad científica y la sociedad ha aceptado algo que ya intuyó el filósofo David Hume, a quien le parecía una verdad apabullante el hecho que los animales estuvieran dotados de pensamiento y razón, De Waal siente curiosidad por acercarse a nuevas fronteras, por ejemplo, «explorar si a los animales les importa la imagen suya que ven en el espejo». De momento hay documentado un caso de una orangután a la que le encantaba adornarse delante del espejo. «¿Habrá alguna especie aparte de la nuestra proclive a hacerse selfies?», se pregunta el autor. Este primatólogo también postula que el futuro inmediato del estudio de la cognición animal pasa por la neurología. La tecnología puntera que utiliza esta ciencia puede concretar dónde ocurren las cosas en el cerebro y «cuanta más evidencia haya de mecanismos neuronales compartidos, más respaldo tiene el concepto de continuidad de la conciencia en todo el reino animal», expone. El estudio del comportamiento animal es una de las empresas humanas más antiguas. «Ya nuestros ancestros cazadores-recolectores necesitaban un conocimiento íntimo de la fauna y la flora», recuerda De Waal.
4 | 16 DE AGOSTO DE 2 016 | C I E N C I A R I O | CAMBIO DE MICHOACÁN
A principios de agosto de 1945, cuando estaba a punto de acabar la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos arrojó sobre las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki dos bombas atómicas –una de uranio y otra de plutonio– que causaron más de 200 mil muertes y la devastación completa de toda población cercana. Los efectos a largo plazo de la exposición a la radiación incrementaron las tasas de cáncer entre los supervivientes al bombardeo. Sin embargo, según un estudio publicado en la revista Genetics, la percepción pública de las consecuencias sobre la salud –como el cáncer y malformaciones en el nacimiento– es exagerada en comparación con la realidad. «La mayoría de la gente, incluidos muchos científicos, tienen la impresión de que todos los supervivientes se enfrentan a un estado de salud débil y tasas muy altas de cáncer o mutación genética», declara Bertrand Jordan, autor del trabajo y biólogo molecular de la Universidad Aix-Marseille, en Francia. El estudio tiene en cuenta más de 60 años de investigación médica sobre los supervivientes de Hiroshima y Nagasaki y sus siguientes generaciones. «Hay una enorme diferencia entre la creencia y lo que en realidad dictan los estudios», afirma el investigador. Más radiación, peor pronóstico Los ataques tuvieron consecuencias inmediatas. La carga explosiva generó una tormenta de fuego y radiación que envenenó por radiación aguda a aproximadamente
Las personas que estuvieron expuestas a la radiación producida por las bombas atómicas de Hiroshima y Nagasaki tienen un riesgo mucho mayor de padecer cáncer. Sin embargo, un nuevo estudio que tiene en cuenta más de 60 años de investigación médica concluye que los efectos nocivos a largo plazo en la salud de la población se han exagerado y son menores de lo que la población mundial y muchos científicos creen.
¿Son tan graves los efectos de las bombas de Hiroshima y Nagasaki? 166 mil personas en Hiroshima y 80 mil en Nagasaki. Cerca de la mitad de los que sobrevivieron pasaron a formar parte de estudios de seguimiento de su salud, que comenzaron en 1947 y que aún continúa llevando a cabo la Fundación para la Investigación de los Efectos de la Radiación, con financiación de los gobiernos de Japón y Estados Unidos. El proyecto ha seguido aproximadamente a 100 mil supervivientes, 77 mil de sus hijos y a más de 20 mil personas no expuestas a la radiación. Este conjunto de datos ha sido y es útil para cuantificar los riesgos en la salud resultantes de la exposición a una fuente de radiación y para establecer la distancia y el tiempo máximo de exposición aceptables para los trabajadores de la industria nuclear. Según la investigación, aunque se ha demostrado que la exposición a la radiación aumenta el riesgo de cáncer –sobre todo en mujeres jóvenes–, la esperanza de vida de los supervivientes sólo se redujo unos pocos meses en comparación con los que no habían estado expuestos. De hecho, la mayoría de los supervivientes no llegaron a desarrollar enfermedades oncológicas. Según los resultados, la incidencia
de tumores sólidos entre 1958 y 1998 en los supervivientes fue un diez por ciento más alta, correspondiente a 848 casos entre los 44 mil 635 sobrevivientes bajo estudio. Las personas expuestas a una dosis de radiación superior a un gray –niveles aproximadamente mil veces más altos que los actuales límites de seguridad para el público en general– tuvieron un riesgo un 44 por ciento mayor de sufrir cáncer durante el mismo lapso de tiempo (1958-1998). Estas dosis, según el informe, reducen la vida media en aproximadamente 1.3 años. A pesar de que no se han encontrado diferencias en la salud de los hijos de los supervivientes, Jordan sugiere que los efectos pueden salir algún día a flote, quizás a través de la secuenciación más detallada de sus genomas. Sin subestimar el peligro Jordan atribuye la diferencia entre los resultados reales y la percepción pública a una variedad de factores, entre los que se encuentra el contexto histórico. «La gente teme más a los nuevos y desconocidos peligros que a los que son familiares», afirma Jordan.»Por ejemplo, se tien-
de a menospreciar el peligro del carbón tanto en las personas que extraen como aquellas que lo respiran cada día debido a la contaminación atmosférica», subraya el investigador. Jordan advierte que los resultados de su estudio no deben utilizarse para fomentar la complacencia so-
bre los efectos de los accidentes nucleares. «Fukushima mostró los desastres que pueden ocurrir incluso en países con regulaciones estrictas. Sin embargo, creo que es importante que el debate sea racional, basado en datos científicos y no en una falsa exageración del peligro», concluye.
promueve la liberación de proteínas que degradan pedazos de pared generando centros de expansión donde se agregarán tramos de azúcares. Imagine que corta un riel de ferrocarril y le suelda tramos extras alargando la vía-fibra. La pared se alarga y entonces deja espacio para el crecimiento celular, más de un lado que del otro de la planta, movien-
do la flor hacia ese lado o inclinando la planta o cerrando los pétalos… Cuando se deja de percibir la luz, las señales cesan y la planta vuelve a expandir la pared, ahora del lado contrario regresando a la flor a su lugar «original». Esta capacidad se va perdiendo con la edad y los girasoles «viejos» ya no pueden moverse como los jóvenes. En un siguiente artí-
culo comentaremos otros aspectos de estos descubrimientos.
DE PORTADA La danza de los g irasoles girasoles PÁGINA 1
to y agregados (concreto) serían las pectinas, hemicelulosas, proteínas y lignina. Este saco no tiene extremos libres a donde se puedan añadir nuevos componentes. Para hacerlo crecer hay que romper las fibras y el cemento, dejando espacio para agregar nuevos azúcares alargando las fibras. Y esto es algo de los que pasa en
los girasoles y demás plantas que se mueven… La luz del Sol es captada por receptores en la membrana celular. Para nuestro ejemplo, una suerte de antenas que perciben la luz azul. Estos receptores generan una señal que dispara la producción de una hormona (auxina) en el lado opuesto a donde se percibió la luz. Esta hormona
Profesor-investigador del Centro Multidisciplinario de Estudios en Biotecnología y jefe del Departamento de Comunicación de la Ciencia, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
CAMBIO DE MICHOACÁN | C I E N C I A R I O | 16 DE AGOSTO DE 2 0 16 | 5
«En México, sobre todo en las zonas cálidas, proliferan los alacranes del género centruroides. En este país la incidencia de picaduras es de las más altas del mundo: anualmente se reportan del orden de 250 mil, aunque las fatalidades han descendido...»
Alacranes, Nosotros los primates humanos traemos una importante carga instintiva que nos ha ayudado a sobrevivir. El miedo a ciertos animales peligrosos, como serpientes, arañas o alacranes tiene desde luego un origen evolutivo, pues las víctimas letales de sus ataques no tienen mucha oportunidad de heredar sus genes. Cuando se estudia a esos animales se comprende que muchas veces el miedo es exagerado. Se dice que de las más de dos mil especies de alacranes, menos de 40 representan un riesgo mortal para el hombre. Estos arácnidos utilizan sus armas: pinzas y aguijón, para cazar a sus presas; cuando pican a un mamífero grande lo hacen como defensa y no les falta razón, pues exceptuando a los biólogos (muchos de ellos los aman), casi todos tenemos cero tolerancia hacia esos bichos y nuestra primera tendencia es a matarlos. El miedo a los alacranes ha sido legendario, en las ruinas de la fortaleza de Hatra, ubicada en el actual Iraq, se han encontrado recipientes de terracota con restos de alacranes que fueron utilizados exitosamente como «bombas» contra los sitiadores romanos. En México, sobre todo en las zonas cálidas, proliferan los alacranes del género centruroides. En este país la incidencia de picaduras es de las más altas del mundo: anualmente se reportan del orden de 250 mil, aunque las fatalidades han descendido de aproximadamente dos mil a 50 por la distribución generalizada del antídoto
fobia y esperanza Cuauhtémoc Sarabia
antialacrán que se obtiene de la sangre de caballos inmunes a sus picaduras. Sorprende la eficacia del veneno de estos arácnidos: contiene una mezcla de neurotoxinas que paralizan a sus presas y pueden causar reacciones intensas en animales grandes. Quizá algunos de los lectores han sufrido la experiencia de ser picado por un alacrán; el dolor en el sitio de la picadura es muy intenso, como una quemadura. La mayoría de las veces el dolor es la única consecuencia, pero en ocasiones puede haber reacciones alérgicas más peligrosas, puede sentirse un hormigueo en varias zonas corporales, inflamación de la garganta (sensación de tener pelos en la misma), lagrimeo y a veces vómito. En estos casos se requiere atención médica
«Los investigadores esperan producir compuestos sintéticos derivados del veneno que realmente ayuden a las personas que sufren mucho por el dolor».
urgente pues la reacción podría ser fatal. Para los alacranes, nuestra casa puede ser sólo un coto de caza, sobre todo por la proliferación de insectos que origina nuestra falta de limpieza. Aunque nos declaremos ecologistas (término mal entendido generalmente) y amantes de la naturaleza, no por eso vamos a privilegiar la vida de los animales peligrosos contra nuestra propia vida. El control de las arañas y alacranes es necesario pero muy difícil; en el pasado se utilizaron pesticidas clorados, que aunque efectivos, originaron graves problemas ambientales. Ahora se utilizan compuestos menos peligrosos como las piretrinas, pero son menos eficaces y a veces contraproducentes; algunos de estos compuestos producen hipe-
ractividad en los alacranes y mayor riesgo de picaduras. Un método benigno para repeler a los arácnidos es el uso de aceites esenciales, especialmente el de cedro y el de citronella. Pero no todo en los alacranes es dañino, puede haber un efecto inesperado. Cuando sufrimos una picadura, aparte del dolor local se siente a veces un hormigueo en el cuerpo que no es desagradable sino que al contrario, es tranquilizante. En la Universidad de Tel Aviv (Israel), el investigador Michael Gurevitz ha encontrado que algunas de las toxinas del veneno de alacrán actúan sobre los transmisores llamados «canales de sodio» del organismo, actuando de varias maneras distintas: unos transmiten el dolor y otros tienen un efecto analgésico. Lo más interesante es que estos analgésicos no producen adicción como los opioides, lo que podría ser un hallazgo muy importante. En muchos padecimientos graves la morfina ha sido la única opción para mitigar el dolor, pero ésta es tan adictiva que cada vez se requieren dosis mayores. Los investigadores esperan producir compuestos sintéticos derivados del veneno que realmente ayuden a las personas que sufren mucho por el dolor. Considerando que en laboratorios médicos de Cuba se está investigando el veneno de alacrán azul contra algunos tipos de tumores cancerosos, se nos ocurre que los alacranes podrían ser nuestra «envenenada medicina», como dice Joaquín Sabina.
FRONTERAS Buscando la masa de las partículas de la materia oscura El conocimiento que se tiene del Universo es amplio, pero aún es pequeño comparado con el tamaño del Cosmos. Las respuestas a grandes dudas sobre la materia oscura y la energía oscura, por ejemplo, se dificultan porque en la Tierra no existe un laboratorio donde se puedan elaborar estrellas o galaxias, por lo que los científicos teóricos han tenido que buscar la forma de enfrentar esta problemática y lo han hecho a través de modelos computacionales. Uno de los investigadores interesados en obtener respuestas a sus preguntas en el campo de la astronomía es Luis Arturo Ureña López, quien comentó que durante su trayectoria ha aprendido que a través del modelo de materia oscura con campo escalar y observando las propiedades de una galaxia se puede determinar la masa de las partículas, lo que se puede obtener con otros modelos, pero asegura que lo que más le ha sorprendido es que con el modelo con el que trabaja se pueda hacer con suficiente precisión. El modelo Para explicar el modelo de materia oscura con campo escalar apuntó que las partículas básicas que forman a los átomos son los electrones, protones y neutrones, las cuales son fermiones que se caracterizan por tener un espín –propiedad cuántica de las partículas subatómicas– semientero, el cual toma valores como un 1/ 2, 3/2 y así sucesivamente. Pero existe otro tipo de partículas, como los fotones, que son los que componen a la luz, cuyo espín es un número entero y se les conoce como bosones. «El campo escalar sería una nueva partícula PÁGINA 6
6 | 16 DE AGOSTO DE 2 016 | C I E N C I A R I O | CAMBIO DE MICHOACÁN
FRONTERAS PÁGINA 5
cuyo espín sería cero, el número más sencillo posible, por lo que los campos escalares serían también partículas bosóicas como el Higgs», dijo el especialista en cosmología. Ureña López, ganador en el área de ciencias exactas del Premio de Investigación de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC) 2014, se ha enfocado desde hace años, en conjunto con varios colegas, a proponer modelos para explicar tanto la materia oscura como la energía oscura. «Estos modelos hacen uso de componentes materiales que hasta el momento son especulativos y que se conocen como campos escalares, los cuales, en principio, tienen propiedades matemáticas y físicas muy bien definidas. Entonces se trata de proponer que con un campo escalar un tipo de partícula muy sencilla se puede modelar la materia oscura», dijo. El investigador ofreció recientemente la conferencia «Imaginando al Universo: una búsqueda por sus componentes esenciales», en el auditorio de la División de Ciencias e Ingenierías, en la Universidad de Guanajuato, campus León. La presentación de la plática estuvo a cargo del doctor Octavio Obregón, miembro de la AMC e investigador emérito del SNI. Orbitando alrededor de nuestra galaxia, la Vía Láctea, existe un conjunto de galaxias más pequeñas conocidas como galaxias enanas esferoidales, conocidas así porque poseen una masa mil o diez mil veces menor a la de la Vía Láctea. De 2011 a la fecha se han hecho observaciones y se han podido crear métodos para poder extraer información útil sobre el comportamiento de la materia oscura en pequeñas galaxias de este tipo, e intentar con ello probar la viabilidad PÁGINA 7
Las enanas café juegan un papel crucial para entender el origen de nuestro Sistema Solar; sin embargo, al tener un brillo menor al de las estrellas, los astrónomos no son capaces de detectar fácilmente a las enanas café para estudiarlas.
Enanas café y formación de los planetas gigantes Noemí Rodríguez González | Academia Mexicana de Ciencias Estudiar a las enanas café puede dar a los astrónomos una idea del origen de la vida en el Universo o de cómo se formó el Sistema Solar. Son objetos ligeramente más masivos que los planetas y, al igual que éstos, no alcanzan a fusionar el hidrógeno en su núcleo, por lo que las enanas café y los planetas gigantes –con masas parecidas a la de Saturno o mayores– comparten muchas de sus características. Lo anterior está relacionado con una de las principales interrogantes a responder por los astrónomos: ¿cómo se forman los planetas que acompañan a las estrellas? Los planetas gigantes podrían surgir de la fragmentación del material del disco que rodea a una estrella joven, o bien podrían formarse por aglomeración de la grava y rocas que conforman dichos discos. Y aunque las enanas café juegan un papel crucial para entender nuestros orígenes, queda mucho por resolver, en especial porque al tener un brillo menor al de las estrellas «no somos capaces de detectar a las enanas café fácilmente para estudiarlas», sostuvo la doctora Aina Palau Puigvert, del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). En busca de enanas café Las enanas café nacen en las regiones conocidas como «nubes moleculares» –las cuales contienen gas frío compuesto por moléculas– y no está claro si su mecanismo de formación es similar al de las estrellas de baja masa o al de los planetas. A diferencia de las estrellas, las enanas café no tienen una fuente de energía interna permanente debido a que su densidad y temperatura no permiten que se dé el proce-
ACADEMIA MEXICANA DE CIENCIAS | IMÁGENES TOMADAS DE INTERNET
Entender el mecanismo que permite la formación de las enanas café en el Universo es uno de los temas en los que la investigadora Aina Palau Puigvert trabaja en la actualidad. Los estudios realizados por la astrónoma la llevaron a descubrir un proceso de formación muy comparable con el de las estrellas de baja masa, resultado que publicó en 2014 la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
so de fusión del hidrógeno –lo que sí sucede en las estrellas–, por lo que el brillo de estos objetos proviene de su contracción gravitacional. Uno de los temas en los que Palau Puigvert trabaja es entender el mecanismo que permite la formación de las enanas café en el Universo. «Una de las teorías apunta a que se forman igual que las estrellas pero hay un problema básico al respecto: las nubes moleculares donde se forman las estrellas tienen condiciones de temperatura y densidad que no permiten la formación de objetos menores a una décima parte de la masa del Sol, por lo tanto, no se sabe cómo se fragmentan las nubes para dar origen a objetos tan pequeños». Otra teoría propone que las enanas café podrían encontrarse cerca de las estrellas muy masivas –con una masa mayor a diez veces la del Sol– que, al tener vientos potentes y emitir radiación de alta energía, evaporan y rompen todo el material a su alrededor, lo que hace pensar facilitaría la formación de objetos compactos y de poca masa,
como es el caso de las enanas café. En cambio, las enanas café también podrían nacer en el mismo disco que se forma alrededor de las estrellas cuando éstas son muy jóvenes. Bajo las condiciones adecuadas, el material de dicho disco puede fragmentarse y dar lugar a un cuerpo cuya propia gravedad domine las fuerzas del cuerpo rígido y así le permita adquirir una forma esférica. Si las enanas café se forman por este mecanismo podrían ayudar a los astrónomos a comprender la formación de los planetas. Las enanas café más jóvenes emiten la mayor parte de su energía a longitudes de onda en el rango del radio y del infrarrojo, por lo tanto, para ser observadas requieren del uso de antenas receptoras de ondas milimétricas y submilimétricas que atraviesan las nubes oscuras de polvo y gas que forma a las enanas café. Para saber si las enanas café son jóvenes o de mayor edad los astrónomos observan las imágenes en radio de estos objetos, y si la distribución del polvo es grande, alargada y tiene forma de
disco, se trata de un objeto en desarrollo o en una etapa de acreción de material, la cual también se caracteriza por la emisión de material de alta velocidad por los polos. «Si vemos esta emisión de material por los polos y el disco podemos establecer que este objeto está en una etapa de formación temprana. Pero si lo que se ve es un disco pequeño y no es perceptible la emisión de material por los polos, se trata de un objeto en un estado más avanzado de su evolución», señaló en entrevista para la Academia Mexicana de Ciencias. En 2014, en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical, la doctora Palau y otros autores publicaron el artículo «IC 348SMM2E: a Class 0 protobrown dwarf candidate forming as a scaled-down version of low-mass stars», en el que se describe el hallazgo de un proceso de formación muy comparable con el de las estrellas de baja masa. Por lo pronto, la doctora Aina Palau Puigvert forma parte de un proyecto internacional en el que participan investigadores de España, Chile, Taiwán, Alemania, Estados Unidos y México, y que tiene por objeto la búsqueda de enanas café en sus estados evolutivos más tempranos. En la actualidad, la investigadora y su grupo de trabajo analizan datos de un conjunto de observaciones que se tomaron hace unos meses con el Gran Conjunto Milimétrico de Atacama (ALMA, por sus siglas en inglés), ubicado en Chile, se trata de objetos que son candidatos a enanas café extremadamente jóvenes: «Estamos buscando indicios de discos alrededor de estos objetos, así como evidencias del material eyectado por los polos», explicó la especialista en formación estelar.
CAMBIO DE MICHOACÁN | C I E N C I A R I O | 16 DE AGOSTO DE 2 0 16 | 7
Ostiones, mejillones, almejas y peces son clave para el diagnóstico de la salud ambiental marina para la prevención de enfermedades en humanos. El doctor Efraín Gutiérrez Galindo ha evaluado desde 1978 la salud ambiental de diferentes áreas de la península de Baja California utilizando como biomonitores a estos organismos.
La Organización Mundial de la Salud y el Instituto Nacional de Salud Pública reconocen que los metales pesados y los plaguicidas, además de estar en gran cantidad en el ambiente, representan un riesgo para la salud pública debido a sus efectos agudos y crónicos, y por tal motivo deben ser estudiados, dijo el doctor Efraín Gutiérrez Galindo, integrante de la Academia Mexicana de Ciencias. En este sentido, la investigación del especialista en contaminación marina se ha enfocado en identificar si los metales pesados y los plaguicidas en ostiones, mejillones, almejas y peces están dentro del estándar establecido por las autoridades sanitarias nacionales e internacionales para el consumo humano. Lo anterior en vista de que en la península de Baja California, particularmente en playas recreativas, se han identificado fuentes naturales y antropogénicas de contaminación por metales pesados, plaguicidas y bifenilos policlorados, tanto en agua como en organismos y en sedimento, así como el riesgo que representan para la salud de las personas. En el caso de los mejillones del género Mytilus sp., pueden ser indicadores de la contaminación por metales pesados (mercurio, plata, cadmio, plomo, arsénico, selenio, fierro zinc y cobre) en el medio marino, ya que se ha encontrado que estos organismos pueden acumular metales pesados e6n sus tejidos a partir de su alimentación. El también docente en el Centro de Estudios Tecnológicos del Mar número 11 (Cetmar) ha estudiado la efectividad del mejillón Mytilus californianus como biomonitor, para lo cual desarrolló diversos proyectos acerca de la variabilidad temporal y geográfica de la concentración de plata y cadmio en este organismo, por ejemplo, en un lugar contaminado y en otro limpio, y así determinar la efectividad de este organismo como indicador de dichos metales. Con los resultados
Moluscos como biomonitores Noemí Rodríguez González | Academia Mexicana de Ciencias
ACADEMIA MEXICANA DE CIENCIAS
En el caso de los mejillones del género Mytilus sp., pueden ser indicadores de la contaminación por metales pesados (mercurio, plata, cadmio, plomo, arsénico, selenio, fierro zinc y cobre) en el medio marino. llegó a la conclusión de que la concentración de cadmio en Mytilus californianus es reflejo de la concentración de este metal en el ambiente y que la concentración de plata en este organismo puede ser un buen trazador de las descargas de aguas residuales tratadas a la zona costera. Metales pesados, plaguicidas y ambientes sanos Algunas de las preguntas que guían la investigación de Gutiérrez Galindo son: ¿pueden ambientes sanos contribuir a evitar enfermedades?, ¿cuál es la importancia de los efectos que tiene el ambiente en la salud pública?, ¿cuál es su diagnóstico y evolución en el tiempo?, y ¿en qué medida la carga de morbilidad está asociada a un factor de riesgo ambiental y qué poblaciones pre-
sentan riesgos de salud relacionados con el medio ambiente? En el artículo «Cadmio, cobre y zinc en el mejillón Mytilus californianus (CONRAD 1837) de la costa oeste de Baja California» se estudió la distribución espacial de la concentración de cadmio, cobre y zinc en tejido del mejillón, así como el uso de este organismo como biomonitor de metales en la costa oeste de Baja California, para lo cual se recolectaron mejillones en siete estaciones (Bajamar, Ensenada, Eréndira, San Quintín, Punta Baja, Los Ojitos y Playa Esmeralda) distribuidas en 600 kilómetros de costa, desde la zona fronteriza de Tijuana, Baja California, hasta la Bahía Sebastián Vizcaíno. Entre los resultados destaca que San Quintín, una de las siete estaciones estudiadas, presentó los valores
más altos de cobre y zinc, lo que podría ser resultado del uso de fertilizantes en la zona, mientras que el valor más alto de la concentración de cadmio se presentó en Eréndira, quizá debido a que el desplazamiento ascendente de aguas marinas aporta más cadmio natural que las fuentes antrópicas. Esto indica que a pesar de que el cadmio podría tener origen natural, las concentraciones encontradas en los mejillones podrían representar un peligro para el consumo humano, ya que en todas las localidades estudiadas las concentraciones de este metal pesado excedieron los límites máximos permitidos por la Organización Mundial de la Salud y la Administración de Alimentos y Medicinas de Estados Unidos. Otro aspecto que el investigador ha evaluado es la salud ambiental por plaguicidas y metales pesados de la Bahía de Todos Santos de Ensenada y la Bahía Falsa de San Quintín, esto con el fin de conocer su factibilidad como zonas de maricultivo de mejillón y ostión. Al respecto, concluyó que no existe riesgo sanitario en los ostiones y mejillones que consume la población de esas áreas. El investigador también estudió la influencia de la Planta Geotérmica de Cerro Prieto, en el Valle de Mexicali, Baja California, en la contaminación ambiental por mercurio en el valle agrícola aledaño y el riesgo que esto representa en la salud pública. En cuanto a los impactos del trabajo de investigación de Efraín Gutiérrez Galindo en el desarrollo económico y social de Baja California, está el diseño de programas de monitoreo (agua, sedimentos y organismos) que tuvieron incidencia en la salud pública, el desarrollo económico y el bienestar social. Además, sus investigaciones han sido de utilidad para el manejo sustentable del ecosistema y el control sanitario de la producción de la acuicultura (ostión y mejillón) en la Bahía de Ensenada y en la Bahía de San Quintín».
FRONTERAS PÁGINA 6
o no de distintos modelos teóricos, entre ellos el de campo escalar. Los resultados más recientes sobre el modelo de materia oscura con campo escalar están por ser enviados para su consideración a la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS): «Estamos revisando con cuidado cada uno de los pasos de la comparación de la observación de la galaxias enanas con las simulaciones computacionales», adelantó. Los cuatro autores principales del artículo «Axion-like dark matter and the Milky Way dwarf spheroidals» son: Jorge Peñarrubia, profesor del Instituto de Astronomía de la Universidad de Edimburgo; David Marsh, del King’s College; Alma González, beneficiaría del Programa Cátedras Conacyt para Jóvenes Investigadores, y Ureña López, estos dos últimos de la Universidad de Guanajuato. Lo que se busca demostrar con esta investigación es que se puede medir la masa de la partícula del campo escalar. «Estamos tratando de determinar, lo más cercano posible, cuál podría ser su masa». Otra colaboración internacional Luis Arturo Ureña López mencionó que un grupo de ocho científicos mexicanos participa en una colaboración internacional llamada Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), que utilizará un telescopio que se encuentra en Estados Unidos (Kitt Peak National Observatory) para realizar un catálogo de decenas de millones de galaxias con la posición y la velocidad que están teniendo en el momento en que se captan «y ese inventario nos va a decir cómo se están distribuyendo las galaxias, cómo está actuando sobre ellas la materia de la que están hechas y viceversa; es decir, sobre la gravedad y cómo ésta las influye».
8 | 16 DE AGOSTO DE 2 016 | C I E N C I A R I O | CAMBIO DE MICHOACÁN
Las células cancerosas consiguen sobrevivir en el centro del tumor donde apenas llegan los vasos sanguíneos que las alimenta. Un nuevo estudio, publicado en Cancer Cell, da pistas sobre cómo aparece la resistencia a los fármacos que hacen «pasar hambre» al tumor y cómo se las arreglan las células para seguir proliferando en ausencia de glucosa.
El transcurrir de la ciencia
¿Por qué el cáncer sobrevive sin glucosa? El principal objetivo de una célula tumoral es sobrevivir, y esto incluso a costa de dañar la salud del organismo al que pertenece. Para ello está dotada de habilidades que las células sanas no tienen, entre ellas, la de seguir proliferando cuando la glucosa es muy escasa. Los fármacos antiangiogénicos –que inhiben o reducen la formación de nuevos vasos sanguíneos– a menudo no logran eliminar el cáncer por mucho que le hagan pasar hambre evitando el desarrollo de los vasos que le aportan nutrientes y, en particular, glucosa. Ahora, un equipo del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) ha identificado uno de los mecanismos bioquímicos clave que permiten a las células cancerígenas sobrevivir sin glucosa. En concreto, han descubierto un conjunto de proteínas que, en la práctica, actúan como un interruptor. Cuando hay alimento disponible las células tumorales usan una determinada ruta bioquímica para sobrevivir y seguir proliferando; cuando no hay glucosa, el interruptor pone en marcha una ruta diferente para conseguir lo mismo.
«Las células tumorales son muy inteligentes, cuando se cierra una puerta que parecía indispensable para su crecimiento, abren otras nuevas que les permiten adaptarse a cualquier estrés y sobrevivir», explica Nabil Djouder, investigador del CNIO y autor del trabajo publicado en Cancer Cell. Interruptores para detectar la glucosa En las células –tumorales o no– todo lo que ocurre viene dado por cadenas de reacciones bioquímicas: una proteína es modificada por la adición de una u otra molécula y ese cambio induce cambios en otras proteínas. Viene a ser como un circuito con muchos interruptores que se abren o cierran. Djouder y su equipo han identificado uno de estos sistemas que sirve a la célula para detectar si hay o no glucosa y para decidir qué ruta bioquímica debe seguir para sobrevivir. Se trata de un circuito de proteínas complejo con tres actores principales: las proteínas URI –que hacen el papel de interruptor–, OGT y c-Myc. URI controla la actividad de OGT y OGT detecta y utiliza la glucosa para contro-
IMAGEN TOMADA DE INTERNET
lar el nivel de c-Myc. Cuando hay glucosa OGT la utiliza para estabilizar el nivel de c-Myc, que cumple su función de oncogén: convertir una célula normal en una maligna. Pero cuando falta glucosa, URI disminuye la actividad de OGT, c-Myc se degrada y es eliminado. El resultado hace que en ausencia de glucosa, la supervivencia de la célula dependa de la actividad oncogénica de URI. «El estudio sugiere que existe un mecanismo detector de la glucosa en el que URI actúa como regulador, controlando la actividad de OGT y por tanto los niveles de c-Myc, lo que proporciona una característica selectiva que permite a las células tumorales tolerar un estrés metabólico grave», detallan los autores en el estudio. «Este mecanismo puede ser de gran importancia en la generación de tumores y podría explicar por qué las células tumorales, frente a una falta de glucosa, pueden expandirse», añaden. Nabil Djouder y su grupo en el CNIO trabajan ahora para encontrar la manera de intervenir eficazmente sobre la proteína URI y acabar con su regulación sobre el tumor. | Agencia SINC
IMAGEN TOMADA DE INTERNET
Niveles de glucosa, en una representación gráfica.
La Tierra interactuó con remanentes de supernova durante un millón de años. Los físicos de la Universidad Técnica de Múnich han detectado con éxito las señales temporales de supernova en el registro fósil. Las señales se detectaron comenzando hace 2.7 millones de años, cuando el Sistema Solar transitó a través de los remanentes de supernova durante un millón de años. Cuando las estrellas masivas con más de diez veces la masa del Sol consumen su combustible, colapsan bajo la acción de la gravedad y terminan en lo que se llama supernova de núcleo colapsado; de este modo emiten enormes cantidades de materia a su alrededor. Cuando una supernova ocurre suficientemente cerca de nuestro Sistema Solar, deja huellas de residuos en la Tierra en forma de radioisótopos específicos, entre los cuales está el fierro-60, que no tiene mecanismos de generación naturales en el planeta. Un exceso de Fe-60 con antigüedad cercana a dos millones de años se ha observado en capas extraídas del fondo del Océano Pacífico y en muestras de rocas lunares. Ahora, por primera vez, los físicos han datado con precisión el Fe-60 en el registro microfósil, en cristales biogenéticos en los sedimentos del Pacífico, iniciando y terminando hace 2.7 y 1.7 millones de años respectivamente. De acuerdo con su movimiento relativo, la supernova probablemente ocurrió en la asociación Escorpio-Centauro, que estuvo a una distancia mínima de 300 años-luz de la Tierra. Niveles inseguros de compuestos tóxicos encontrados en el agua potable de seis millones de norteamericanos. El agua en las cercanías de los sitios industriales, áreas de entrenamiento militar y plantas de tratamiento de aguas residuales tienen los más altos niveles de compuestos fluorinados (PFA o perfluoroalquilos) que exceden los valores recomendados. Por muchos años se permitió el uso y descarga al ambiente de compuestos tóxicos como los PFA y ahora se tienen que encarar las consecuencias. El número actual de gente expuesta puede ser aún mayor que la encontrada en este estudio, dado que se carece de datos federales sobre el nivel de estos tóxicos en el agua que bebe casi un tercio de la población de Estados Unidos (100 millones). Los PFA han sido usados desde hace 60 años en la fabricación de productos industriales y comerciales, tales como envoltura de alimentos, ollas y sartenes. Los compuestos se han asociado con el cáncer, alteración hormonal, alto colesterol y obesidad. Aunque los mayores fabricantes han interrumpido el uso de PFA, los compuestos persisten en la gente y la vida silvestre. El agua potable es una de las principales rutas en que la gente puede ser expuesta. | Por el seguimiento y la redacción, Cuauhtémoc Sarabia.
«El agua en las cercanías de los sitios industriales, áreas de entrenamiento militar y plantas de tratamiento de aguas residuales tienen los más altos niveles de compuestos fluorinados (PFA o perfluoroalquilos) que exceden los valores recomendados».