SUPLEMENTO DE CAMBIO DE MICHOACÁN CAMBIO DE MICHOACÁN | C I E N C I A R I O | 4 DE AGOSTO DE 2 0 15 | 1 PARA LA DIVULGACIÓN DE TEMAS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS PREMIO ESTATAL DE DIVULGACIÓN 2013 EDITOR: RAÚL LÓPEZ TÉLLEZ ixca68@hotmail.com MARTES 4 DE AGOSTO DE 2015 NÚMERO 591 APARECE LOS MARTES www.cambiodemichoacan.com.mx
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Romance con mi viuda negra David Tafolla Venegas Al grupo de los arácnidos lo conforman más de dos mil 200 especies distribuidas en todo el mundo; de éstas únicamente el género Latrodectus es considerado de peligroso a muy peligroso para la salud humana, pues sólo el género referido posee 32 especies, también, por todos lados del mundo; una de esas especies es Latrodectus mactans «nuestra viuda negra», quien, según reportes oficiales, es la especie más peligrosa dado que inyecta veneno de tipo neurotóxico.
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Todo mundo, seguramente, ha usado la frase «sentimientos encontrados» por lo tanto, no ahondaré en su significado filosófico pero sí me aprovecharé de ella para narrar un aspecto muy importante que tenemos que tener en cuenta justo en estas fechas sobre las peligrosas arañas llamadas viudas negras o capulinas. En números pasados de Cienciario he hablado de arácnidos, donde he incluido un poco sobre el animal al que ahora me refiero, pero no está demás ubicar el espécimen biológicamente como sigue: la viuda negra o araña capulina es una araña típica del grupo de las arañas terídidas, lo cual significan que las especies de este grupo utilizan una seda en extremo pegajosa en lugar de una malla para la .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..
AMMONITES, REGISTRO DE LA VIDA PÁGINA 2
Latrodectus mactans está distribuida prácticamente en todo el Continente Americano, en países de Sudamérica es referida de manera diferente como araña del lino, coyucha, araña del trigo, araña de poto colorado, araña casanpulga, entre otros, personalmente me agrada más la referencia mexicana «viuda negra». Pues resulta, que en la esquina de la ventana de la sala por fuera de la casa donde vivo, noté que una araña de tamaño mediano, color negro intenso y lustroso, patas largas y en cuyo abdomen se le notaba claramente una mancha roja escarlata en forma de reloj de arena construía un nido perfecto de seda, en extremo dura, en forma de jarrón inclinado, a la vez protegido con hilos de
captura de sus presas, sus hembras poseen el aparato genital cubierto por una placa dura y poseen unos pelos (setas) en el cuarto par de patas muy gruesos y duros en forma de peines. Este grupo está conformado por más de dos mil 200 especies distribuidas en todo el mundo; de éstas únicamente el género Latrodectus es considerado de peligroso a muy peligroso para la salud humana, pues sólo el género referido posee 32 especies, también, por todos lados del mundo; una de esas especies es Latrodectus mactans «nuestra viuda negra», quien, según reportes oficiales, es la especie más peligrosa dentro del género Latrodectus , dado que inyecta veneno de tipo neurotóxico.
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INTELIGENCIA ARTIFICIAL PÁGINA 4
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¿QUÉ TANTO ES TANTITO? PÁGINA 5
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REVIST A REVISTA Antes de su extinción los ammonites eran gigantes. Las especies de estos cefalópodos marinos estaban muy especializadas y vivían sólo en ciertos ambientes, con el impacto del meteorito Chicxulub, en el noroeste de la Península de Yucatán, se modificaron todas las condiciones ambientales y los ammonites desaparecieron
Ammonites, el registro de la vida en la Tierra Noemí Rodríguez González | Academia Mexicana de Ciencias Los ammonites, cefalópodos marinos relacionados con los pulpos, los calamares, las sepias y los nautilos, tenían una cocha externa –formada por el mineral aragonita– que les permitió fosilizarse. La doctora Ana Bertha Villaseñor Martínez, del Instituto de Geología de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), estudia a los ammonites del Jurásico «ya que en ese periodo estos organismos tuvieron una gran distribución y diversidad, vivieron en diferentes ambientes marinos y tuvieron una evolución rápida; es decir, a lo largo de su historia cambiaron muchas veces, y esto permite saber la edad relativa de las rocas». Los ammonites existieron en los mares desde el Devónico, en el Paleozoico, hace unos 400 millones de años, hasta finales del Cretácico, en el Mesozoico, hace 65 millones de años. Estos organismos eran abundantes en los ambientes marinos de aguas someras a profundas, tal fue el caso de los mares que existían en Norteamérica durante el periodo Jurásico Superior y que pertenecían al antiguo Mar de Tethys, que se extendió desde Europa, el norte de África y algunas regiones de Asia. La paleontología tiene como principal objetivo saber qué organismos vivían en el pasado y en qué ambiente, para ello los
investigadores estudian los fósiles de los organismos marinos y continentales, así como las pisadas o alguna otra evidencia de su existencia. En el caso de los ammonites, estos experimentaron distintos cambios reconocibles a lo largo del tiempo, y por lo tanto son indicadores de la edad relativa de las rocas que se formaron en los hábitats marinos. Además, la comparación de los fósiles de ammonites encontrados en distintas capas de rocas y en diferentes regiones, les puede indicar a los paleontólogos la geografía antigua de los mares. «Los fósiles de los ammonites permiten establecer la edad de las rocas jurásicas con mayor precisión», dijo la también integrante de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC). El grupo de los ammonites estuvo presente en el ambiente marino con formas diversas, pero en el Pérmico del Paleozoico hubo una gran extinción y en ese momento disminuyó la diversidad de sus poblaciones, pasada esta crisis los ammonites volvieron a diversificarse. En ese momento la constitución del ambiente era diferente de lo que conocemos ahora, pues cuando existió la Pangea, un súper continente que estaba rodeado de mar, los ammonites tenían muchos lugares en los que podían habitar; sin embargo, en el Mesozoico, al fragmentarse la Pangea, se formaron mares donde antes no existían y estos
organismos comenzaron a habitar en los «nuevos mares». Ammonites del Jurásico
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Arriba, un investigador toma muestras en el crater derivado de un impacto estelar en Arizona, Estados Unidos. Abajo, un fósil de ammonite, que da idea del gran tamaño que alcanzaron.
Los ammonites del Jurásico eran muy diferentes en abundancia y diversidad a los del Cretácico, ambos de la era Mesozoica; antes de su extinción, los ammonites eran gigantes y la unión de las cámaras de sus conchas empezó a ser más simple; es decir, este grupo fue de lo simple a lo complejo y finalmente a lo simple. Además, las especies de ammonites estaban muy especializadas y vivían sólo en ciertos ambientes, con el impacto del meteorito Chicxulub, en el noroeste de la Península de Yucatán, se modificaron todas las condiciones ambientales y los ammonites desaparecieron.
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Philae encuentra nuevos compuestos en un cometa
En México, la región de la Sierra Madre está constituida por rocas sedimentarias del Mesozoico y dentro de este periodo predominan las rocas del Jurásico. En este sentido, los trabajos de la doctora Ana Bertha Villaseñor se basan en los estudios bioestratrigráficos, que tienen como finalidad conocer la edad de las rocas a partir del análisis de los fósiles que contienen, y posteriormente comparar los fósiles de los ammonites con la información de otras partes del mundo, para ver si lo que los investigadores consideran una especie ya ha sido registrada en otros lugares y en qué periodo. En cuanto a la conservación del fósil, ésta depende del ambiente en el que vivió y su proceso de fosilización, así, los especialistas utilizan la información de la roca en la que se encuentra y otras características del fósil para reconstruir el ambiente y la vida del pasado. De esta manera también se puede determinar si una región, de lo que hoy es México, fue un mar en determinada época y cuáles eran sus características, así como saber dónde existió determinada especie y qué ocurrió en el periodo en el que vivió. «Si el fósil está conservado en calcita indica que era un ambiente carbonatado, si está conservado en pirita nos habla de un ambiente sin oxígeno», señaló la paleontóloga y editora del Boletín del Instituto de Geología de la UNAM. A un fósil se le puede asignar una edad con
base en la información de la evolución, en este caso, de las especies de ammonites, pero cuando lo que se quiere es saber algo acerca del ambiente en el que vivió un organismo, al fósil y/o a la roca que lo contiene se le pueden realizar diversos análisis, entre los que se encuentran el de difracción de rayos X para conocer la mineralogía de la roca o el fósil, y la catodoluminiscencia para reconocer si la concha está conservada sin cambios y qué condiciones del ambiente permitieron su conservación. Los ammonites tenían características particulares de acuerdo con el lugar en el que habitaban, y se puede hablar de ammonites endémicos de México, como el ammonite Mazapilites mexicanum y el bivalvo Lucina potosina, registrados en Zacatecas y San Luis Potosí, respectivamente. Sin embargo, cuando se trata de una especie endémica, a la cual no se puede ubicar en otras regiones, determinar la edad de un fósil o de la roca que lo contiene es complicado. Actualmente Villaseñor Martínez trabaja en el estudio del Jurásico Superior del norte y del sur de México y participa en un proyecto internacional para hacer estudios estratigráficos, paleoecológicos, de paleomagnetismo y análisis de las asociaciones faunísticas en el Altiplano de México –Real de Catorce, en San Luis Potosí; Mazapil, en Zacatecas, así como el estado de Coahuila–, en Veracruz y en parte de Puebla e Hidalgo.
La pequeña nave Philae, que en noviembre descendió desde la sonda Rosetta hasta el cometa 67P, ha detectado 16 compuestos orgánicos, algunos precursores de la vida y cuatro de ellos identificados por primera vez en los cometas. El estudio, con participación española, es uno de los siete artículos que publica esta semana la revista Science con datos de Philae. Aunque no se ha vuelto a contactar con él desde el pasado 9 de julio, el módulo Philae ya ha facilitado muchos datos desde que aterrizó sobre el cometa 67P/ Churyumov-Gerasimenko, el 12 de noviembre de 2014. En el último número de la revista Science se publican siete estudios con toda la información facilitada por este «aterrizador» de la sonda Rosetta. En uno de ellos, liderado por Fred Goesmann desde del Instituto Max Planch, de Alemania, y en el que participa el investigador español Guillermo Muñoz, del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), se analiza la composición de 67P utilizando un espectrómetro de masas llamado COSAC. Unos 25 minutos después del primer aterrizaje y a unos diez kilómetros de altura sobre el cometa, este instrumento tomó un espectro en su modo sniffing (olfateo, de manera análoga a los detectores de sustancias químicas que existen en los aeropuertos), desvelando la presencia de 16 compuestos orgánicos. Algunos ya se habían detectado en la coma de otros cometas pero hay cuatro que se han encontrado por primera vez en 67P: el isocianato de metilo, la acetona, el propanal y la acetamida. También se ha comprobado que muchos de los compuestos tienen nitrógeno. Desde un punto de vista astrobiológico, lo más importante es que varios de los productos hallados en el polvo cometario se consideran precursores de la vida ya que intervienen en la for-
mación de aminoácidos esenciales o forman parte de las bases nucleicas. La complejidad de la química existente en los núcleos cometarios y la importancia de compuestos orgánicos con nitrógeno implican que los procesos químicos que se dieron en el Sistema Solar temprano favorecieron la formación de materiales prebióticos en concentraciones notables. Otros seis artículos más En un estudio relacionado, el investigador Ian Wright, de la Open University, de Reino Unido, y otros colegas también analizaron los compuestos orgánicos en 67P, pero utilizando a Ptolomeo, un instrumento que mide proporciones de isótopos estables. Han registrado la presencia de un polímero inducido por radiación en su superficie y han confirmado la ausencia de compuestos aromáticos, como el benceno. Por su parte, el artículo coordinado por Jens Biele, del German Aerospace Center (DLR), en Alemania, describe los momentos críticos del descenso de Philae sobre el cometa, donde rebotó en la zona blanda en la que pretendía aterrizar y acabó asentándose en una zona alejada más dura. Los análisis de los distintos grados de resistencia a la compresión de las dos superficies, y don-
de las patas se anclaron de forma diferente, podrían ayudar a mejorar el diseño de futuras misiones a este tipo de objetos. También desde el DLR, el estudio liderado por Stefano Mottola ha confirmado que el paisaje de 67P está modelado por la erosión. Los análisis se hicieron gracias al sistema de imágenes Rolis, que detectó cómo las rocas que sobresalen en zonas con materia granular están rodeadas por depresiones, un conjunto que recuerda a formaciones modeladas por el viento en la Tierra. Y desde el mismo centro alemán, Tilman Spohn y otros investigadores han determinado las propiedades mecánicas y térmicas de 67P con los sensores Mupus de Philae. Los datos revelan que la temperatura de la superficie del cometa varía durante el día entre 90 y 130 Kelvin. La porosidad de la capa de hielo y polvo del lugar concreto donde aterrizó finalmente oscila del 30 al 65 por ciento. Con la investigación del grupo de Wlodek Kofman, de la Universidad de Grenoble, en Francia, se ha averiguado que la composición de la cabeza del cometa es bastante homogénea. Emitiendo señales electromagnéticas a través de su núcleo hacia Rosetta, situada en el lugar opuesto, se ha comprobado que no llegaban con un patrón de dispersión, lo que indica que el interior del cometa es muy uniforme. También se ha visto que el ratio de hielo y polvo en 67P es de entre 0.4 y 2.6, y que tiene una porosidad general muy alta del 75 a 85 por ciento. Y otro estudio francés, liderado por Jean-Pierre Bibring, del Institut d’Astrophysique Spatiale, en Orsay, ha analizado la superficie cometaria con fotos panorámicas tomadas por las siete cámaras del analizador CIVA. La recopilación de imágenes revela una superficie fracturada, con granos de diversos tamaños y estructuras rocosas brillantes, una visión desconocida hasta ahora. | Agencia SINC
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«La inteligencia artificial y las neurociencias se enriquecen mutuamente, ya que las técnicas de cómputo contribuyen al estudio de las funciones cerebrales y los resultados que se obtienen son incorporados al diseño de sistemas de cómputo».
Inteligencia artificial Tania Hernández Tafolla
DE PORTADA
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Romance con mi viuda negra PÁGINA 1
seda muy pegajosa atravesados de manera estratégica, lo que impedía prácticamente la entrada hasta el núcleo del refugio donde la araña se guarecía. Pasó un poco de tiempo y observé que había un capullo de alrededor de un centímetro de diámetro, formado a partir de una seda diferente a la de su guarida, ésta era blanca como la nieve y se notaba de aspecto esponjoso. Sin duda era un capullo donde había depositado algunas decenas de huevos fertilizados. Pasaban los días y fui testigo del más dedicado cuidado maternal que una hembra puede tener sobre sus crías en desarrollo; por la mañana, la araña tomaba al capullo y lo exponía en la parte del nido donde suponía que había un poco de incidencia de sol para que éste se calentara, ya por la tarde el sol daba directamente al nido por lo tanto, la hembra continuamente lo rotaba con la finalidad de evitar el sobrecalentamiento, finalmente al llegar la noche, con delicadeza tomaba a su tesoro y lo deposita en el rincón
más escondido mientras ella se posaba, amenazante, sobre de él con las patas abiertas. Pasó un poco más de tiempo, y bajo la misma rutina el capullo se tornó café, había madurado y era cuestión de unos días para que las crías eclosionaran. Detalle que no me agradó en lo absoluto, pues las crías son tan peligrosas como su madre, y yo, como buen integrante de mi especie, debía asegurar mi supervivencia ante cualquier amenaza. Las crías al nacer, estando justo en mi ventana, invariablemente varias de ellas podrían entrar a la casa. Justo ahora es cuando todo mundo debemos buscar en los rincones de nuestros hogares nidos de viudas negras, con la descripción que he dado es fácil ubicarlas. Los arácnidos son muy importantes en la naturaleza y es preciso dejarlos tranquilos, pero al tratarse de esta especie, me pesa dar tajantemente la recomendación de eliminarlas de la casa, pues una picadura a un infante o a una persona mayor puede ser mortal.
A la inteligencia se le puede referir de varias maneras dependiendo del campo de estudio del que se vea, por ejemplo: «El acto de conocer o de aprender», «la aptitud para resolver problemas o enfrentar situaciones novedosas», «la facultad del pensamiento abstracto» o «el grado de alerta». Y al quedar imprecisa su comprensión, difícilmente se esperaría identificar en el cerebro «la base de la inteligencia» ya que no hay marcadores biológicos capaces de rastrear una operación tan subjetiva como lo es el intelecto. Con esto y por el momento, sólo se aspira a poder analizar la relación entre la acción de «conducta inteligente» y las regiones cerebrales involucradas en ésta. Gracias a la interacción complementaria entre este análisis y la microelectrónica, se han construido sistemas de programación que forman lo que se conoce como inteligencia artificial. Se trata de máquinas computarizadas y programas de complejidad que van en aumento, con los que en conjunto se ha logrado imitar y en algunos casos superar operaciones tradicionalmente relacionadas con el proceso mental. Todo comenzó con la noción de que las funciones del cerebro eran producidas por la actividad de redes neuronales. Más tarde, éstas pudieron ser representadas parcialmente por redes eléctricas. Donde cada neurona equivale a un componente eléctrico en la red. Concibiendo así, una computadora como un conjunto de unidades conectadas entre sí mediante una lógica similar a la de las neuronas.
«Todo comenzó con la noción de que las funciones del cerebro eran producidas por la actividad de redes neuronales».
El primer modelo que simuló actividad neuronal, esto de estar en silencio o de disparar un impulso eléctrico, se desarrolló en computadoras eléctricas basado en unidades dotadas de la propiedad booleana. George Boole propuso un sistema mediante el uso de dos dígitos: el 1, que indica la presencia de un suceso, y el 0 que indica su ausencia. Mediante secuencia de ambos dígitos se puede realizar cualquier operación numérica. Teniendo esto como base, se logró reproducir «la ley del todo o nada» que administra la producción de potenciales de acción en neuronas.
Los potenciales de acción, en los sistemas naturales, determinan el aprendizaje reforzando o reorganizando las redes neuronales. Sin embargo, el «aprendizaje» en redes neuronales artificiales se logra por el aumento en la rapidez de operación de acuerdo con la experiencia. La experiencia artificial se consigue por repetición de una frecuencia en lo que se conoce como «refinamiento iterativo», que equivaldría a la experiencia en los sistemas naturales. Claro que el mecanismo físico de aprendizaje es distinto entre las máquinas ya que en éstas es por la naturaleza de los programas que se le introducen. La elaboración de programas de cómputo para realizar «operaciones inteligentes» y la generación de información útil para conocer la naturaleza de la inteligencia, son las principales metas de la investigación en el campo de la inteligencia artificial. La inteligencia artificial y las neurociencias se enriquecen mutuamente, ya que las técnicas de cómputo contribuyen al estudio de las funciones cerebrales y los resultados que se obtienen son incorporados al diseño de sistemas de cómputo. La disponibilidad de una gran capacidad de cómputo está transformando la vida diaria en muchos países, se puede ver desde el manejo de tarjetas de crédito hasta la industria militar. De acuerdo a la velocidad con la que esta tecnología avanza, su alcance resulta impredecible. Esto mientras carecemos de evidencia que nos muestre la capacidad del cerebro para comprender su propia lógica.
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ESPECIAL | IMÁGENES TOMADAS DE INTERNET
Durante mucho tiempo se pensó que el genoma humano debería ser, además de más grande, más complejo que el de cualquier otra especie, dada nuestra «sofisticación». Esta idea está más que muerta. Al costado,Thomas Morgan y Gregor Mendel, respectivamente. Los genes son las entidades responsables de todo lo que somos, anatómica y funcionalmente. Son las moléculas responsables de coordinar el funcionamiento de los seres vivos, su herencia y su evolución. Un gen se define como una secuencia de ácido desoxirribonucleico (ADN) que contiene la información para determinar una proteína y con ello una cualidad. Vamos a quedarnos por ahora con esta definición que no es muy exacta, pero por ahora basta. Los genes cambian en el tiempo y este proceso determina la evolución de los seres vivos. Pero el concepto mismo de gen también ha evolucionado... El gen ya no es lo mismo que hace unos cuantos años. Los genes fueron descubiertos, en 1857, por Gregor Mendel, aunque no les llamaba así y tampoco sabía qué eran exactamente. Pero Mendel dedujo, luego de sus famosos experimentos con chícharos, que los caracteres heredables podrían ser «factores» o partículas que pasan de padres a hijos determinando una cualidad. Mendel es el descubridor de los principios que rigen la herencia. En 1905, Thomas Morgan localizó a los genes en los cromosomas, incluso determinó la localización de un gen particular en cada cromosoma y midió su ubicación. Morgan definió entonces a los genes como una región en el cromosoma que determina una cualidad heredable. Los cromosomas son «paquetes» de ADN y proteínas, localizados en el núcleo de las células. En la fecundación, la mitad de ellos se fusionan con la mitad de los del otro padre generando al nuevo ser. Al portar los genes, pasan las características a la descendencia. Para 1944 el concepto de gen se afinó más. Oswald
«Los genes cambian en el tiempo y este proceso determina la evolución de los seres vivos. Pero el concepto mismo de gen también ha evolucionado... El gen ya no es lo mismo que hace unos cuantos años».
¿Qué tanto es tantito? Horacio Cano Camacho Avery demostró que los genes era ADN y Watson y Crick determinaron la estructura del ADN. Los biólogos establecieron sin lugar a dudas que los genes tienen información para la producción de proteínas, en realidad de cadenas de aminoácidos o polipéptidos. Todo parecía ya aclarado, cuando en el último cuarto del siglo XX se descubrió que los genes tenían otro tipo de información, además de aquella para producir las proteínas. Los genes tienen información para sintetizar otras moléculas de ácido ribonucleico (ARN), un pariente más antiguo del ADN e indispensable en la regulación de la vida.
De tal manera que a inicios del siglo XXI la idea del gen ha cambiado y ahora lo definimos como una unidad de información genética, heredable y localizable físicamente en el genoma... Y el genoma es la cantidad total de ADN que una célula y un individuo posee. En el caso de los humanos, su ADN está formado por tres mil 300 millones de nucleótidos o ladrillos de construcción de esta molécula. Y no se crea que nuestro ADN es muy grande. De hecho, no existe relación entre el nivel de complejidad de las especies y el tamaño de su genoma. El maíz tiene un genoma tres veces más grande que el nuestro, las
ranas y muchos insectos, mientras que otros organismos tienen genomas relativamente pequeños. Durante mucho tiempo se pensó que el genoma humano debería ser, además de más grande, más complejo que el de cualquier otra especie, dada nuestra «sofisticación». Esta idea está más que muerta. Si en lugar del tamaño del genoma, que es tan variable, comparamos la proporción de genes por grupo de reacciones que dirigen, nos encontraremos con que tampoco hay una variación significativa: la proporción de genes por actividad metabólica es la misma en una levadura, una mosca o una reina de la belleza. Entonces ¿qué nos hace especiales y únicos? Zaz, el número de genes... En el humano se conocen un poco más de 100 mil proteínas y como un gen codifica para una proteína, entonces debe haber por lo menos 140 mil genes. Todos felices, tenemos un genoma chiquito, pero más grande en información, que todos los demás seres vivos. ¿O no? Cuando se terminó la secuencia del genoma humano, por el año 2000, la primera sorpresa fue que tampoco... Nuestro genoma parecía contar con 35 mil genes. En años recientes este número se va ajustando de
acuerdo a como se identifican y se confirman secuencias de ADN como genes precisos entre los tres mil millones de ladrillos: 30 mil; 25 mil; 23 mil 500; 22 mil... Sí, la cuenta va a la baja. Los humanos tenemos alrededor de 20 mil 500 genes, menos que los 72 mil identificados hasta ahora para el maíz... Un gusano vulgar tiene 19 mil 500, mientras que una plantita diminuta llamada Arabidopsis tiene 27 mil. No es para sentirse mal. Este número en realidad plantea preguntas muy interesantes para la ciencia ¿Cuántos genes se necesitan para construir un ser vivo? ¿Cómo evoluciona el genoma cuyos genes pueden multiplicarse o eliminarse y qué fuerzas generan este cambio? Día a día sabemos más sobre el significado del tamaño del genoma y comenzamos a comprender que la imagen de éste como un libro de instrucciones es más compleja. Se trata de un instructivo que funciona en múltiples planos espaciales y temporales, y que la información se encuentra en muchas capas, más que el simple acomodo de sus ladrillos... Profesor-Investigador del Centro Multidisciplinario de Estudios en Biotecnología, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
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6 | 4 DE AGOSTO DE 2 015 | C I E N C I A R I O | CAMBIO DE MICHOACÁN
FRONTERAS Un medicamento contra el cáncer podría limpiar el organismo de restos de VIH El VIH ya no es una sentencia de muerte, pero su cura total continúa siendo un desafío para la medicina. Un equipo de la Universidad de California ha identificado una molécula, utilzada hasta ahora en tratamientos de cáncer de piel, que logra acabar con los restos del virus del sida que quedan latentes tras las terapias contra la enfermedad. Esta partícula consigue el efecto de despertar los reservorios durmientes del virus para que puedan ser detectados y eliminados totalmente. Aunque los tratamientos recientes han conseguido disminuir la mortandad por VIH, los científicos todavía no han podido encontrar una cura completa que acabé también con los reservorios latentes que esquivan tanto al sistema inmunológico como a los fármacos antivirales. Ahora, científicos de la Universidad de California han desarrollado un nuevo tratamiento que, utilizando un medicamento usado para combatir determinados cánceres de piel, podría proporcionar esa cura completa que elimine totalmente al virus. Los fármacos actuales sirven para evitar la reproducción del VIH, pero no acaban con los restos del virus que queda latente en las células “Hemos identificado un medicamento –ya aprobado y utilizado en pacientes– que podría conseguir reactivar el VIH para erradicarlo definitivamente”, destaca Satya Dandekar, bióloga de la Universidad de California (EE UU) y coautora del estudio publicado en la revista PLos Pathogens. Según señalan los investigadores en el estudio, los fármacos actuales son eficaces para evitar la reproducción del virus, pudiendo reduPÁGINA 7
«Estoy tan lejos de ti / y a pesar de la enorme distancia, te siento juntito a mi / corazón corazón, alma con alma...» – Canción de José Alfredo Jiménez La misión Nuevos Horizontes ha dejado a sus críticos con un palmo de narices. Los políticos que rechazaron muchas veces financiar el proyecto y los astrónomos que alardearon por degradar a Plutón como planeta, esperaban que este cuerpo fuera una bola de hielo insignificante y aburrida. Los hallazgos de la misión han sorprendido aún a los entusiastas investigadores responsables del proyecto (Alan Stern, Hal Weaver, entre otros). Una de las grandes sorpresas es que Plutón y Caronte (su planeta compañero), son geológicamente activos. Ya en el año 2007 se había descubierto, desde uno de los observatorios en Mauna Kea (Hawái), que Caronte luce una superficie renovada con unos cuantos millones de años de antigüedad, debido a un depósito superficial de hielos de agua y amoníaco, espolvoreados probablemente por géiseres. Las fotos de la Nuevos Horizontes confirmó la existencia de la superficie nueva en Caronte y también en Plutón. En este planeta se han encontrado otros efectos de la actividad geológica: cadenas de montañas con más de
«Una de las grandes sorpresas es que Plutón y Caronte (su planeta compañero), son geológicamente activos».
Plutón y Caronte, rejuvenecidos Cuauhtémoc Sarabia tres mil metros de altura. En una zona clara y brillante en forma de corazón, llamada Tombaugh Regio, hay extensos campos libres de cráteres (prueba de que son recientes) con placas o polígonos de hielos de nitrógeno y monóxido de carbono, que fluyen como los glaciares en la Tierra. En los bordes de esas placas, hay huellas oscuras, probablemente de los renovadores géiseres. Como saben los panaderos y las amas de casa, los panes pequeños se enfrían más rápido que los grandes cuando se sacan del horno. Esto se debe a que los chicos tienen más área de enfriamiento en relación al volumen (o al peso); de la misma manera los planetas pequeños pierden el calor original de formación (del choque de los escombros que los formaron) mucho más rápido que los grandes. El
hecho es que Plutón tiene 375 veces menos masa que la Tierra y sólo 30 veces menos área superficial. También, por estar casi 40 veces más alejado del Sol que la Tierra, Plutón recibe mil 500 veces menos calor. Se consideraba por esas razones a Plutón y Caronte como cuerpos helados e inertes. ¿Qué tipo de energía sustenta la actividad geológica esos cuerpos celestes? Se necesita mucho calor para mantener líquidos en el subsuelo los compuestos que son arrojados por los géiseres. Dicen los astrónomos que la energía no puede provenir de las fuerzas de marea, como ocurre en los satélites Ío (de Júpiter), Encélado (de Saturno) o Tritón (de Neptuno), todos ellos con géiseres o vulcanismo; Plutón y Caronte no tienen entre sí efectos de marea suficientes y ambos están muy lejos de los otros planetas.
Actualmente el origen de esa energía es una incógnita, pero es casi seguro que en los meses próximos se ESPECIAL | TOMADA DE INTERNET tendrá alguna teoría plausible que explique dicha actividad. Dos hechos que podrían dar una pista al enigma, son: en primer lugar que la inclinación del eje de Plutón respecto a su órbita es de 122.5 grados, es decir que viaja tumbado de costado (como en el caso de Urano), otro hecho es que todos sus satélites lo orbitan en el mismo plano. Esto ha motivado a los astrónomos a pensar que los satélites se formaron, como la Luna terrestre, como resultado de una gran colisión entre dos cuerpos proto-planetarios. En ese caso los satélites se formarían por la recolección de los escombros en órbita y la energía de la colisión podría no haberse disipado todavía. El arribo de la misión al sistema de Plutón nos mantuvo expectantes por muchos años, la espera no ha sido en vano. Las maravillas fotográficas y todos los conocimientos que siguen y seguirán llegando, mantendrán nuestra atención por meses o años, dado el enorme volumen de datos que tomó la Nuevos Horizontes en su breve sobrevuelo y la baja velocidad de transmisión debida al debilitamiento de las señales de radio, dada la enorme distancia, como dice José Alfredo.
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Esta noticia circuló rápidamente en las redes sociales. Se dice que se trata del planeta Kepler-452b. De los cientos de estrellas que están siendo estudiadas por el Telescopio Espacial Kepler, este cuerpo celeste fue descubierto en la estrella 452, donde al menos hay un planeta confirmado y la letra B indica que hay un candidato A cerca de la estrella. Es un planeta seguramente rocoso pues comparándolo con la Tierra, tiene una masa similar y un diámetro 1.6 veces mayor; la estrella alrededor de la cual gira también es del tipo de nuestro Sol, apenas un diez por ciento mayor y que presenta una temperatura semejante. Además está a una distancia similar a su estrella en lo que se conoce como la zona habitable y en el que podría haber agua líquida ya que la temperatura oscila entre los menos trece y los quince grados centígrados. Todo eso suena muy interesante pues ese sistema solar tiene seis mil millones de años. Es 25 por ciento más viejo que el nuestro, que ronda los cuatro mil quinientos millones de años. Su año es de 385 días, ¿también se habrá desarrollado y evolucionado la vida, no sólo en ese planeta sino en los otros probables que se le observen a ese sistema?, ¿tendrá civilizaciones inteligentes con tecnología avanzada? Tal vez no lo sepamos nunca pues está a mil 400 años luz de distancia de no-
Es un planeta seguramente rocoso pues comparándolo con la Tierra, tiene una masa similar y un diámetro 1.6 veces mayor; la estrella alrededor de la cual gira también es del tipo de nuestro Sol...
Un planeta como la Tierra Cony González sotros, esto es, si la luz fuera nuestro medio de transporte para llegar hasta él, el viaje tardaría mil 400 años, viajando a 300 mil kilómetros por segundo. Suponiendo que si se hubiera desarrollado la vida y con alguna técnica científica lo supiéramos y quisiéramos comunicarnos, un mensaje de ida y vuelta tardaría el doble, es decir dos mil 800 años. Carl Sagan, en su obra (la original Cosmos, de 1980) menciona que es probable que una de cada tres estrellas tenga al menos un planeta girando en torno a ella (a los planetas que giran en torno a estrellas distintas de nuestro Sol se les llama exoplanetas). En el tiempo en el que se publicó esa exitosa obra faltaban más de tres lustros para descubrir el primer exoplaneta (1995). Con todos los métodos de detección, se tienen mil 942 con-
firmados hasta el día de hoy, agrupados en mil 228 sistemas planetarios, pero el Telescopio Espacial Kepler registró más de siete mil candidatos en sus primeros meses de operación; será cuestión de ir observando cada uno de ellos en distintos momentos e ir comprobando si la estrella candidata en cuestión tiene al menos un planeta en torno a él, así que en el futuro el número de exoplanetas aumentará exponencialmente. Los primeros exoplanetas detectados fueron del tipo del planeta Júpiter, pero a medida que se buscan métodos alternativos y la tecnología de detección avanza, se han encontrado planetas de menor tamaño, y es el Telescopio Kepler el que cuenta con las características técnicas para localizar planetas de características similares a nuestra Tierra. De hecho, este es el sex-
to del mismo tipo que se descubre pero están por confirmarse otros doce. Lo que pasa es que coincidió con el vigésimo aniversario de descubrimiento de los primeros exoplanetas descubiertos y por ello hicieron un anuncio más espectacular. Si la vida surgió en nuestro sistema planetario en al menos un sitio (aquí en la Tierra) y si la estimación de Carl Sagan se apega a la realidad, entonces, sólo en nuestra galaxia, habrá miles de millones de sitios adecuados para que surja la vida, se establezca y evolucione. Sería muy gratificante que en nuestro tiempo de vida fuéramos testigos de que no estamos solos y que hay otras civilizaciones que quizá se cuestionan si son los únicos en el Cosmos o no, al igual que lo hacemos nosotros y que quizá piensen en los viajes espaciales y en establecer contacto con otras inteligencias. Pero una aclaración: los que consideramos que es altamente posible que la vida abunde en el Cosmos, también estamos conscientes de lo que nos dicen las leyes físicas en cuanto a que los viajes interestelares no son factibles. Ni las distancias ni los costos energéticos que implica un viaje así son factibles, así que descartamos completamente que la presencia de los llamados Objetos Voladores no Identificados impliquen visitantes extraterrestres. No hay ninguna evidencia seria de ello.
cir su presencia en la sangre hasta que es indetectable en los análisis. Sin embargo, no consiguen acabar con algunas trazas del virus que quedan latentes en las células. Esto provoca que cuando se detienen el tratamiento, el virus pueda ‘despertar’ y volver a atacar. Con el objetivo de lograr la erradicación completa, los investigadores están desarrollando una estrategia de 'patear y matar', que consistiría en hacer que el virus latente se active y ataque las zonas en las que puede ser eliminado con la medicación tradicional. Para conseguir esto, la principal dificultad es hallar una sustancia que actúe sobre el VIH sin sobrestimular al sistema inmune, advierten los autores. Esta misión podría cumplirla la molécula PEP005, que es el único componente activo del medicamento PICATO, utilizado para combatir cáncer de piel. En los estudios realizados por los investigadores, esta molécula mostró su eficacia para reactivar –sin causar un efecto tóxico– las muestras celulares de VIH latente extraídas a 13 pacientes. Análisis posteriores revelaron que el mecanismo de acción de PEP005 era a través de la activación de un camino de señalización que involucra a la molécula celular NF-kB, capaz de amarrar el genoma del VIH y controlar su reproducción. Sin embargo, esta molécula no es suficiente para acabar con todas las muestras del virus, debido a su elevada mutación, por lo que los científicos buscaron otros compuestos complementarios. El más destacado fue la molécula JQ1 que, combinada con PEP005, multiplicaban por 15 el nivel de activación. | SINC
8 | 4 DE AGOSTO DE 2 015 | C I E N C I A R I O | CAMBIO DE MICHOACÁN
El transcurrir de la ciencia
Hongos tóxicos amenazan a las salamandras Científicos estadounidenses han creado un mapa de las zonas de mayor riesgo para la población autóctona de salamandras en Estados Unidos, Canadá y México ante la amenaza de un hongo tóxico introducido junto a los ejemplares importados de Asia. Para evitar que se produzcan extinciones similares a las ya ocurridas en Holanda y Bélgica, los investigadores piden que se prohíba el comercio de estos animales hasta que se desarrolle un plan de acción y prevención. Un nuevo estudio publicado en la revista Science alerta de que un hongo tóxico procedente de Asia podría acabar con la población autóctona de salamandras de Estados Unidos, Canadá y México. «Es una amenaza inminente, pero todavía tenemos posibilidades de evitar una gran catástrofe», asegura a Sinc Vance Vredenburg, biólogo de la Universidad Estatal de San Francisco y autor principal del trabajo. El hongo Batrachochytrium salmandrivorans -al que los científicos se refieren como Bsal- emite unas esporas que infectan a las salamandras y que son imposibles de controlar una vez que se ha producido el contagio.
Son originarios de Asia, donde las salamandras son ya inmunes a sus efectos. Sin embargo, el comercio de estos animales provocó que se extendiera a Europa, afectando a las poblaciones autóctonas. «Las salamandras asiáticas son muy populares en Europa como mascotas, pero cuando se traen estas especies no nativas, también se está introduciendo el nuevo patógeno», alerta Vredenburgh. Un estudio publicado en 2013 aseguraba que Bsal era el principal responsable de la gran extinción de salamandras europeas de fuego en Holanda y Bélgica. Además, se ha extendido por otras zonas del continente, matando al 96 por ciento de los ejemplares a los que infectó. Mapa de las principales áreas de riesgo Aunque Bsal todavía no ha sido identificado en Norteamérica, los autores del estudio temen que se pueda producir un proceso similar. Según señalan, el 91 por ciento de las salamandras importadas pertenecen a las tres especies que son las principales portadoras del hongo. Ante este posible fenómeno, «hemos creado un mapa
en el que, a partir de estas tres especies, se identifican las principales áreas de riesgo de expansión de Bsal», explica Vredenburgh. Para ello, identificaron las zonas con un hábitat similar al de Asia donde el hongo pudiera desarrollarse. Posteriormente, combinaron estos datos con la presencia de salamandras autóctonas amenazadas en cada región y la proximidad a los principales puertos de comercio de estos animales. Según se recoge en el estudio, en anteriores pruebas de laboratorio el hongo había provocado una mortalidad del 100 por ciento en algunas de las especies autóctonas de estas zonas. Prohibición temporal Para evitar la extinción, los autores del estudio piden al Servicio de Pesca y Fauna Silvestre de Estados Unidos que se prohíban las importaciones de salamandras hasta que se desarrolle un plan integral que permita detectar y prevenir la expansión de Bsal. Su desaparición sería especialmente perjudicial para los bosques, pues «son un importante predador de insectos y aportan buena parte de la biomasa forestal», añade la investigadora. | Agencia SINC
Las bacterias que pueblan los intestinos juegan un papel importante en la inducción de la depresión y la ansiedad, de acuerdo con científicos de la Universidad Mc Master. El nuevo estudio, realizado en ratones y publicado en la revista académica en línea Nature Communications, es el primero en explorar el papel de la microbiota intestinal en el comportamiento alterado por el estrés neonatal. La comunicación bilateral entre el huésped estresado y la microbiota es lo que produce la ansiedad y depresión. Los investigadores sometieron a ratones neonatos a un proceso de separación de sus madres por tres horas al día. Los del grupo de control que tenían una microbiota compleja, desarrollaron ansiedad, depresión, niveles anormales de la hormona del estrés corticosterona y disfunción intestinal por la segregación del neurotransmisor acetil colina. Bajo las mismas condiciones experimentales, los ratones con intestinos libres de bacterias presentaron los niveles alterados de hormonas y la disfunción intestinal, pero no mostraron signos de ansiedad y depresión. Estos síndromes sí se manifiestan en los ratones libres de gérmenes al ser inoculados con bacterias del grupo de control. ¿Cómo podemos brillar en el Carnegie Hall, la afamada sala de conciertos de Nueva York? Nuevas investigaciones sobre la capacidad cerebral para aprender música, sugieren que hay algo más que el viejo adagio «La práctica hace al maestro». Un estudio sobre entrenamiento musical, efectuado en la Universidad McGill (Alemania), involucró a quince adultos jóvenes sin antecedentes musicales. Se les sometió a estudios de imagen cerebral, antes y después de tomar seis semanas de entrenamiento musical; se requería aprender piezas sencillas para piano. La actividad cerebral cambió en ciertas áreas después del aprendizaje, pero en otras áreas la actividad se observó en algunos individuos aún antes de las sesiones de entrenamiento. Esto permitió predecir quiénes aprenderían rápida o lentamente. La predisposición juega un papel muy importante para el aprendizaje «audio-motor» que se puede distinguir claramente de la plasticidad inducida por el entrenamiento. Dormir no sólo protege a la memoria del olvido, también la hace más fácil de acceder, de acuerdo a una investigación en la Universidad Exeter (Inglaterra). Los hallazgos sugieren que después del sueño recordamos con más facilidad, hechos que no recordamos cuando estamos despiertos. La investigación realizada en un grupo de personas siguió el rastro del recuerdo de palabras aprendidas, tanto antes de una noche de sueño, como en un periodo igual de vigilia. La distinción clave fue entre las palabras que los participantes recordaron inmediatamente y después de doce horas, y las que no se recordaron inmediatamente pero sí después del sueño. Dicen los investigadores que dormir casi duplica nuestra oportunidad de recordar el material que previamente no es recordado. Se cree que el efecto proviene del hipocampo, una estructura del lóbulo temporal, que puede codificar lo recientemente aprendido y después realimentarlo a las regiones cerebrales donde fue capturada la información. | Por el seguimiento y redacción, Cuauhtémoc Sarabia.