Revista Nuevas Fronteras

Año 0, No. 1, Noviembre 2016

Visitar el planeta podría arruinar la búsqueda de vida alienígena

Cambio climático agrava tus alergias MXN $60.00

ISSN 2499-6642

Nobel de Medicina

células que se comen a sí mismas

SUMARIO

Cambio climático

agrava tus alergias

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Editorial Editor en Jefe: Ricardo Luévano Impresor en Jefe: Ricardo Luévano Director editorial: Ricardo Luévano Coordinado editorial: Ricardo Luévano Redactor: Ricardo Luévano Corrector de estilo: Ricardo Luévano Arte Director de arte: Ricardo Luévano Asistente de arte: Ricardo Luévano Diseño: Ricardo Luévano Coordinador de operaciones: Ricardo Luévano Asistente editorial: Ricardo Luévano Portada Ricardo Luévano Colaboradores Becky Little Sarah Romero Mark Strauss

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Nobel de medicina

células que se comen a sí mismas

Marte, Visitar el planeta

podría arruinar la búsqueda de vida alienígena

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Abejas melíferas (Apis mellifera) cubiertas de polen rondan una calabaza en Alemania.

Sin embargo, el polen que llevan las abejas no es del tipo que te hace estornudar cada primavera.

Foto: Konrad Wothe, Minden Pictures

El cambio climático Autor: Becky Little

agrava tus alergias

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uando un árbol quiere mucho a otro árbol, suelta polen para fecundar los óvulos de ese árbol, además de los otros árboles que puedan encontrarse alrededor (ya sabes cómo es el cuento). Pero cuando el polen empieza a volar, es probable que no te maravilles con el milagro de la reproducción de los árboles, sino que empieces a temblar por las alergias acompañantes.

La razón de que el polen haga que algunas personas moqueen y estornuden es que sus sistemas inmunológicos lo atacan como si fuera un parásito, explica Leonard Bielory, profesor y especialista en alergias del Centro de Predicción Ambiental, en la Universidad de Rutgers.

Eso se debe a que los sistemas inmunológicos de ciertas personas reconocen la secuencia proteica del polen como si fuera similar a la secuencia proteica de los parásitos. Cuando esto sucede, sus cuerpos intentan expulsar al “parásito” con estornudos y otros síntomas. Y ese ataque contra el polen, dice Bielory, “es la reacción que llamamos alergia”.

En realidad, es un poco extraño que los cuerpos de algunas personas respondan así, porque el polen “es bastante inocuo”, asegura. Nuestro sistema inmunológico “no debería reaccionar, porque el polen no es otra cosa que el componente reproductor masculino de las plantas”.

Esporas de polen

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1. Jacinto, Hyacinthus orientalis 2. Olivo, Olea europaea 3. Daisy, Bellis perennis

Fotos de polen: Albert Lleal, Minden Pictures

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4. Planta camarón, Justicia brandegeeana 5. Olivo, Olea europaea

Hace mucho calor Los primeros informes de alergias al polen aparecieron hacia la época de la Revolución Industrial. No queda claro si eso significa que estas alergias son consecuencia de la contaminación, nuevas dietas, o cambios en la higiene. Lo que queda claro, escribe Charles W. Schmidt, en la edición de este mes de Environmental Health Perspectives, es el papel del cambio climático en las alergias contemporáneas al polen.

“Al verse expuestas a temperaturas más cálidas y niveles más altos de CO2, las plantas crecen más fuertes y producen más polen de lo normal”, escribe Schmidt.

El calentamiento de algunas regiones, como el norte de Estados Unidos, prolonga el periodo en que las plantas liberan polen. El efecto combinado de temperaturas elevadas y más CO2 significa que la cantidad de polen en el aire ha estado aumentando, y seguirá incrementándose conforme el cambio climático empeore (según un estudio que presentó Bielory, el conteo de polen podría duplicarse para 2040).

Esto es una mala noticia no solo para las personas con alergias, sino para quienes no tienen este problema.

“En general, cuanto más tiempo estés expuesto a un alérgeno, más probabilidades tienes de sensibilizarte al alérgeno”, informa Bielory. Las personas alérgicas al polen podrían experimentar síntomas más intensos, y quienes no presentan alergias normalmente, podrían desarrollarlas.

Schmidt escribe que ya “hay indicios sugestivos de que la prevalencia de fiebre del heno está aumentando en muchas partes del mundo”.

¿La miel puede ayudar?

Con el creciente número de casos de alergias al polen, es comprensible que la gente haya empezado a buscar medios naturales para aliviar sus síntomas. Algunos incluso argumentan que consumir miel podría aumentar su resistencia, porque contiene polen.

No obstante, como señala Rachel E. Gross en Slate, esa teoría no es más que una dulce mentira; sobre todo, porque el polen que te hace estornudar no proviene de las flores.

En primavera, el polen que provoca alergias en las personas proviene de los árboles. En verano, las personas tienen reacciones alérgicas al polen de la hierba; y al finalizar el verano y empezar el otoño, la alergia se desata por la polinización de los hierbajos, en particular la ambrosía, que se ha diseminado de Estados Unidos a Europa y Medio Oriente.

De modo que los medios “naturales” para hacer frente a las alergias al polen son la limpieza, mantener cerradas las ventanas, y salir cuando el conteo de polen sea bajo, por ejemplo, cuando acaba de llover. Si tus síntomas son muy fuertes, toma medicamentos que se venden sin receta o consulta con un alergólogo. Y si no te preocupa correr el riesgo de desnutrición o una enfermedad que ponga en peligro tu vida, tienes la alternativa de los anquilostomas.

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5 Foto: Martha Cooper, National Geographic

Un apicultor recoge polen para venderlo como “alimento saludable” en Nuevo México.

No curará tus alergias.

Naturaleza

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Nobel de Medicina A la investigación sobre como las células se comen a sí mismas El Premio Nobel de Medicina de este año ha recaído en el japonés Yoshinori Oshumi por sus descubrimientos sobre los mecanismos de autofagia, que permiten a nuestras células devorar partes de sí mismas.

Autor: Sarah Romero

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Foto: Tokyo Institute of Technology, Reuters

a Real Academia de las Ciencias Sueca ha otorgado el Premio Nobel de Medicina de este año a Yoshinori Oshumi (Fukuoka, 1945), un científico del Instituto de Tecnología de Tokio (Japón), por su papel en el estudio de los mecanismos subyacentes a la autofagia.

La autofagia consiste en una especie de ‘autoalimentación’ celular, en la que la célula puede destruir sus propios contenidos encerrándolos en membranas y formando vesículas que son transportadas a un compartimiento de reciclaje, llamado lisosoma, para su ulterior degradación.

El investigador japonés ha sido capaz de identificar los mecanismos necesarios para la autofagia en la levadura y demostrar que esta maquinaria es parecida a la empleada en nuestras células. Sus descubrimientos condujeron a un nuevo paradigma en la comprensión de cómo la célula es capaz de reciclar su contenido, y de su importancia en procesos fisiológicos tan importantes como la adaptación a la inanición o la respuesta a la infección.

Tras este hallazgo y a los demás científicos que siguieron sus pasos, hoy conocemos que la autofagia controla importantes funciones

Lisosoma

Autofagosoma

fisiológicas en los cuales los componentes celulares necesitan ser degradados y reciclados.

Este reciclaje celular sirve para eliminar bacterias y virus, obtener combustible y degradar material dañado por el envejecimiento. Un proceso que se relaciona con enfermedades como el párkinson y el cáncer.

El Premio Nobel de Medicina de 2015 fue compartido por los investigadores William C. Campbell, Satoshi Omura y Youyou Tu, por las nuevas terapias contra parásitos y malaria que afectan a las poblaciones más desfavorecidas del planeta.

Nuestras células tienes diferentes compartimentos especializados. Los lisosomas constituyen uno de estos compartimentos y contienen enzimas para la digestión de contenidos celulares. Un nuevo tipo de vesícula llama autofagosoma fue observado dentro de la célula. Al formarse el autofagosoma, este se traga contenidos celulares, tales como proteínas y organelos dañados.

Finalmente, el autofagosoma se fusiona con el lisosoma, donde los contenidos son degradados en pequeños constituyentes. Este proceso provee a la célula de nutrientes y de bloques de construcción para su regeneración.

Ilustración: Tokyo Institute of Technology

Ciencia

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Visitar el planeta podría arruinar la búsqueda de vida alienígena

La Mars Society dirige una estaciรณn de investigaciรณn en Utah, donde las tripulaciones practican en un paisaje que semeja el de Marte, pero con aire respirable.

Foto: Phillip Toledano, National Geographic

Hace veinte años, Estados Unidos celebró el Día de la Independencia enviando varios miles de invasores a la superficie de Marte.

El 4 de julio de 1997, la sonda Pathfinder aterrizó en una llanura septentrional llamada Chryse Planitia transportando el pequeño explorador Sojourner y además, gran cantidad de polizones en forma de microbios terrestres.

Autor: Mark Strauss

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s posible que alguno de esos microbios sobreviviera y se reprodujera, estableciendo la primera colonia terrestre en aquel mundo lejano? En aquellos días, NASA aseguró que era altamente improbable, pues los científicos consideraban que “sería muy difícil sustentar y cultivar vida en Marte”.

Esa opinión persiste en la actualidad. En los años transcurridos desde el aterrizaje de Pathfinder, los científicos han identificado más de una docena de factores –desde radiación hasta toxinas del suelo- que convierten a Marte en una trampa mortal para la mayoría de los organismos terrestres.

No obstante, como sugirió Jurassic Park, la vida siempre encuentra una manera. Los biólogos han descubierto toda suerte de organismos terrestres capaces de prosperar en ambientes extremos, desde la tundra congelada del Ártico hasta desiertos completamente deshidratados. Por otra parte, otras sondas y exploradores marcianos han descubierto áreas de Marte -que NASA denomina regiones especiales- cuyas condiciones ambientales podrían sustentar el crecimiento de microorganismos resistentes.

En el año 2033, y la primera misión tripulada a Marte está a punto de despegar. Esta es la historia de cómo hacemos de Marte nuestro

Miembros de la Estación Desértica de Investigación de Marte exploran el terreno en las inmediaciones de la instalación de Utah, en Estados Unidos. ¿Acaso la humanidad podrá buscar vida en Marte, o primero contaminaremos el planeta rojo con nuestra biología?

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hogar, contada por los pioneros que lo hicieron posible. MARS, una miniserie de National Geographic, se estrena en noviembre por National Geographic Channel Latinoamérica.

El 27 de septiembre, durante una conferencia celebrada en el Congreso Internacional de Astronáutica 2016, en Guadalajara, México, Elon Musk reveló su proyecto para enviar humanos a Marte. Mas el entusiasmo generado por el acontecimiento ha opacado un dilema inquietante: las regiones especiales, donde la vida terrestre podría arraigar, son también regiones donde podríamos encontrar vida marciana indígena.

Y eso significa que –si no tenemos mucho, pero mucho cuidado- podríamos arruinar las posibilidades de descubrir organismos extraterrestres con el simple hecho de ir buscarlos.

“Es como buscar estrellas cuando hay sol – comenta Catharine Conley, de NASA-. Si quieres encontrar vida en Marte, necesitas eliminar toda señal de vida terrestre para poder verla”.

Durante sus últimos 10 años en NASA, Conley ha tenido la tarea –difícil y a veces, poco valorada- de mantener limpio el planeta rojo. Sucede que es la directora de la Oficina de Protección Planetaria, la cual es responsable de impedir que organismos alienígenas contaminen el ecosistema de la Tierra y a su vez, evitar que los humanos siembren vida terrestre en otros planetas accidentalmente.

Foto: Phillip Toledano, National Geographic

La Estación de Investigación del Desierto Marciano, Mars Desert Research Station en inglés (MDRS) aspira a investigar la posibilidad de una exploración humana de Marte y aprovecha la similitud del desierto de Utah con el territorio marciano para simular condiciones de trabajo en el planeta rojo.

Foto: Jim Urquhart, Reuters

Por supuesto, los científicos han pensado en la protección planetaria desde los inicios de la era espacial. Desde el lanzamiento del Sputnik, en 1957, fue evidente que solo era cuestión de tiempo para que Estados Unidos y la Unión Soviética empezaran a enviar naves espaciales a la luna, Venus y Marte.

De inmediato, algunos investigadores vieron una oportunidad sin precedentes para buscar y estudiar organismos que habían evolucionado bajo circunstancias completamente distintas, las cuales quizás revelarían modelos de vida alternativos que jamás podríamos encontrar en la Tierra. Pero esos mismos científicos temían que la contaminación biológica arruinara el esfuerzo.

Los defensores de la protección planetaria citan abundantes evidencias históricas que justifican sus temores. En el siglo XIV, los barcos procedentes de Asia transportaron ratas infestadas de pulgas que diseminaron la Peste Negra en Europa. Años después, los exploradores europeos introdujeron más de una docena de enfermedades en las Américas, devastando

a las poblaciones indígenas. En décadas más recientes, las especies invasivas han demostrado que incluso un solo tipo de planta o animal puede causar estragos en todo un ecosistema.

Y algunos miembros de la comunidad científica cuestionaron si podían confiar en que sus homólogos soviéticos, en particular, tomarían las precauciones adecuadas.

“Nos guste o no a los biólogos, Estados Unidos y la Unión Soviética están desarrollando un programa de exploración espacial –escribió Wolf Vishniac, en un editorial de 1964 publicado en Science-. Si esperamos obtener alguna información biológica significativa de los aterrizajes en otros planetas, entonces debemos planificar para ello ahora, mientras aún podemos incluir las salvaguardias biológicas necesarias”.

Por fortuna, la legislación internacional terminó incluyendo medidas de protección planetaria. El Tratado del Espacio Exterior de 1967 –firmado y ratificado por todas las naciones con actividad espacial- obliga a los países a evitar la contaminación dañina de la luna y de otros cuerpos celestes.

¿Es posible que alguno de esos microbios sobreviviera y se reprodujera, estableciendo la primera colonia terrestre en aquel mundo lejano?

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En el Laboratorio de Propulsión a Chorro de NASA, los trabajadores de la Instalación 2 para Ensamblado y Encapsulación de Naves Espaciales están cubiertos de pies a cabeza, excepto por los ojos, para limitar la contaminación del explorador Sojourner.

Foto: National Geographic

Cómo limpiar una nave espacial

Siguen vivos

Con base en ese tratado, el Comité de Investigación Espacial, un organismo internacional, ha redactado lineamientos para esterilizar las naves dependiendo del tipo de misión.

Por ejemplo, una misión Categoría I –enviar una nave a un destino como el sol- no requiere de medidas de protección planetaria.

Sin embargo, si la nave orbita o sobrevuela un planeta que puede sustentar vida –como Marte o Europa, la luna congelada de Júpiter-, entonces se trata de una misión Categoría III y requiere de esterilización, en caso de que la sonda choque accidentalmente contra una superficie que se considera prístina.

No hay manera de construir y lanzar una nave completamente libre de microbios, aunque NASA ha desarrollado una estrategia polifacética para aprovechar al máximo su guerra anti-gérmenes. Antes del lanzamiento, los aterrizadores Viking fueron colocados en

Supongamos que algunos microbios sobrevivieron a todos los ataques y lograron llegar a una región especial de Marte. ¿Qué tipos de gérmenes soltaríamos en el planeta rojo?

Marte es un lugar hostil para la vida que conocemos: los científicos han identificado 17 factores biocidas en el planeta, los cuales podrían matar a la mayoría de los microbios conocidos, o al menos volverlos latentes. Por ejemplo, dada la delgada atmósfera y la ausencia de un campo magnético global, el sol es una de las fuerzas más mortíferas del planeta.

En pocas horas, la implacable radiación ultravioleta del sol destruiría a casi todos los microbios en la superficie de un aterrizador o explorador. Incluso los que viajan en la parte inferior del vehículo, protegidos de la luz solar directa, morirían poco a poco en los siguientes 50 o cien días debido a la radiación UV reflejada en la superficie del planeta.

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lo que Conley describe como “una cacerola gigante”, y se calentaron durante varios días a unos 110 grados centígrados. Aunque las naves modernas son mucho más complejas que en la era disco, Conley dice que es perfectamente factible diseñar exploradores y aterrizadores que resistan altas temperaturas.

“El mayor desafío para las misiones a Marte es que los planificadores y diseñadores de misión prefieren no incluir, de entrada, el requerimiento de tolerancia térmica, y los costos se elevan mucho si añades esas funciones posteriormente”, explica.

Estudios realizados hace una década sugieren que los cambios de diseño tardíos para incluir la tolerancia térmica podrían sumar 100 millones de dólares al costo de la misión. Con todo, Conley señala que el costo por misión se reduce conforme la agencia se vuelve más experta en el diseño de hardware con resistencia al calor.

Mantener marciano a Marte A medida que los científicos encuentran más microbios terrestres que pueden sobrevivir en condiciones ambientales extremas, NASA ha identificado regiones del planeta rojo donde la exploración debe proceder con extrema cautela. Las áreas donde el hielo yace cerca de la superficie o las laderas que parecen mostrar flujos de agua periódicos son refugio potenciales para la vida terrestre.

Mattehw W. Chwastyk, Personal NG, Fuente: NASA, Grupo de Análisis del Programa de Exploración de Marte; McEwen et al., 2014; OJHA et al., 2014; Stillman et al., 2016; Lindsay E. Hays, Infografía: NASA/JPL, National Geographic, Versión en español: José Luis Islas y José Ignacio Rodríguez Martínez

No puede haber más de 500,000 esporas bacterianas en todos los componentes de la nave, más o menos un décimo de lo que contiene una cucharadita de agua de mar.

Pese a ello, no todos los microbios estarían condenados. En las condiciones adecuadas, una pequeña cantidad sobreviviría al embate solar, informa Andrew Schuerger, astrobiólogo de la Universidad de Florida, cuyo laboratorio se encuentra muy cerca del Centro Espacial Kennedy.

“Si una porción de esa comunidad [bacteriana] quedara cubierta con pintura o con residuos del líquido limpiador usado durante el proceso de ensamblaje, empezarían a recibir protección”, explica. Luego, el explorador podría soltar esporas en lugares donde podrían arraigar, como al quedar enterradas bajo una capa protectora de tierra. “Se necesita medio milímetro o menos de polvo de grano muy fino para atenuar por completo la radiación UV que cae en la superficie”, agrega Schuerger.

En 2013, el astrobiólogo y sus colegas probaron 26 variedades de bacterias que suelen encontrarse en las naves, y las incubaron en una cámara que simulaba los factores biocidas ubicuos de Marte: temperaturas frías y una atmósfera de baja presión compuesta mayormente de dióxido de carbono.

De las 26 especies de prueba, una logró multiplicarse y crecer: Serratia liquefaciens, una bacteria común que se encuentra en la piel humana, las plantas, e incluso en el queso.

Schuerger cree que, cuando S. liquefaciens se ve expuesta a baja presión, genes específicos activan un mecanismo biológico que le permite seguir creciendo. Su laboratorio ha secuenciado el genoma de la bacteria, invitando a la comunidad científica a desentrañar el misterio.

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Sacian la sed El equipo de Schuerger está expandiendo sus pruebas para estudiar la respuesta de los organismos frente otros factores biocidas. En este momento trabajan con suelo marciano simulado, algo del cual es rico en sales minerales. Esas sales son a la vez emocionantes e inquietantes, pues podrían propiciar la existencia de agua líquida en la gélida superficie de Marte.

En 2009, científicos de NASA se asombraron al observar gotitas de agua en la pata del aterrizador Phoenix, el cual tocó suelo cerca del casquete polar norte de Marte. Más tarde, los investigadores se dieron cuenta de que el perclorato de calcio –un tipo de sal prevalente en Marte- funde el hielo con el que tiene contacto.

Y como el agua salobre tiene un punto de congelación más bajo que el agua simple, podría existir en forma líquida durante las estaciones cálidas de Marte, cuando las temperaturas se elevan por arriba de -23 grados centígrados. En septiembre de 2015, imágenes del Orbitador de Reconocimiento de Marte de NASA sugirieron que unas franjas oscuras conocidas como líneas recurrentes en pendiente (RSL, por sus siglas en inglés) se formaron por el agua salada líquida que resbala periódicamente por las empinadas paredes de los cráteres en ciertas partes de Marte.

A principios de septiembre pasado, científicos de NASA anunciaron que tal vez tengan que cambiar el curso del explorador Curiosity, porque existe la preocupación de que pueda contaminar alguna de esas RSL cuando empiece a escalar la montaña Aeolis Mons, en octubre.

Desde la perspectiva de la protección planetaria, Conley también teme que los organismos terrestres puedan absorber agua del aire. Su inquietud se fundamenta en una investigación de campo que hizo en el desierto de Atacama, Chile, uno de los lugares más áridos de la Tierra, con apenas medio milímetro de lluvia al año.

Incluso en ese lugar deshidratado encontró vida: bacterias fotosintéticas que vivían en cámaras minúsculas dentro de cristales de sal de halita. La halita retenía una cantidad muy pequeña de agua y por la noche, esta se enfriaba y condensaba, tanto en las paredes de las cámaras como en la superficie de los organismos que las ocupaban.

Conley también previene que el agua contaminada con microbios terrestres podría causar problemas graves si, algún día, los astronautas establecen una base en Marte. Casi todos los proyectos actuales proponen expediciones que hacen uso de los recursos indígenas para sostener a los humanos y reducir la cantidad de suministros que habría que transportar.

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El pasado 11 de mayo de 2016, el autorretrato del explorador Curiosity Mars de la NASA muestra el vehículo en el sitio de excavasión “Okoruso” de la meseta “Naukluft”, parte baja del monte Sharp. La escena es un mosaico de multiples imáges tomadas con la cámara Mars Hands Lens Imager (MAHLI), montada en el brazo del explorador.

En su día marciano 535, Curiosity cruzó la Brecha de Dingo, duna de un metro de altura. Debido a la sorprendente aspereza de la roca marciana, los científicos guían al explorador hacia características como dunas de arena, a fin de evitar el desgaste acelerado de las bandas de rodadura.

Fotos: NASA/JPL-Caltech/MSSS

¿Qué sucedería, por ejemplo, si una misión de avanzada llevara ciertos tipos de bacterias que producen calcita al quedar expuestas al agua? Conley dice que si semejantes bacterias lograran sobrevivir en Marte, exploradores futuros que buscaran agua líquida podrían hallar los acuíferos subterráneos convertidos en cemento.

¿Sobreprotectores?

Cuando una rueda de Curiosity aplastó este fragmento de roca, apodado Tintina, reveló el sorprendente interior blanco. Los minerales de la piedra contienen agua, otra indicación de que, alguna vez, Marte fue un planeta acuoso.

Aunque logremos mantener limpio a Marte para los exploradores humanos del futuro, no hay mucho que podamos hacer para prevenir la contaminación que causen los humanos.

“Habrá fugas, cometerán errores, romperán cosas”, presagia Conley.

La Sociedad Planetaria, encabezada por Bill Nye, opina que sería prematuro llevar humanos a Marte antes de iniciar una búsqueda exhaustiva de vida. Por esa razón, la organización apoya una estrategia de “orbitar primero”.

“Si mantenemos nuestros sucios cuerpos carnosos en el espacio y teleoperamos robots estériles en la superficie, evitaremos la contaminación irreversible de Marte –y la turbiedad de la respuesta a la pregunta de si estamos solos en el sistema solar- durante algún tiempo más”, escribe la bloguera de la Sociedad Planetaria, Emily Lakdawalla.

En un artículo publicado en la revista Nature Geoscience, un astrónomo de la Universidad de Cornell y un ambientalista de la Universidad del Estado de Washington manifestaron la opinión de que meteoros despedidos de la Tierra seguramente transfirieron vida terrestre a Marte hace millones, o incluso miles de millones de años. Estos científicos agregan que si aquellos microbios no sobrevivieron en el ambiente alienígena, entonces no debe preocuparnos que otros organismos colonicen ahora Marte. Y si sobrevivieron, podemos concluir que ya hay vida terrestre en Marte.

“Por consiguiente, es muy tarde para proteger a Marte de la vida terrestre, y podemos relajar con seguridad las políticas de protección planetaria”, concluyen los autores.

Sin embargo, para Conley, la posibilidad de un intercambio de meteoros fortalece el argumento para mantener limpio a Marte.

“Si la vida de Marte está relacionada con la vida de la Tierra, entonces prevenir la contaminación terrestre se vuelve más difícil y más importante –apunta Conley-. Si fueran completamente distintas, sería fácil notar las diferencias. Pero si están relacionadas y queremos estudiar la vida de Marte, necesitamos asegurar que no llevemos vida terrestre con nosotros”.

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