Lc medio superior 2014 2015 by Gloria Magaña

Lectura Científica Nivel Medio Superior LECTURA CIENTÍFICA Nivel Medio Superior Consejo Estatal de Ciencia, Tecnología e Innovación de Michoacán Primera Edición: septiembre del 2014 D.R. Consejo Estatal de Ciencia, Tecnología e Innovación (CECTI) Calzada Juárez No. 1446, Villa Universidad C.P. 58060, Morelia, Michoacán, México. http://cecti.michoacan.gob.mx Autores: Alfrancis Teresa Arredondo Chávez Omar Domínguez Domínguez Guillermo Ibarra Núñez Rafael Fernández Nava Ek del Val de Gortari Gerardo Martínez Avilés Yetli Mariana Rosas Guevara Luis Fernando Ortega Valera María Guadalupe Villa Rivera Horacio Cano Camacho Lorena Dafnee Villa García Raúl Márquez Preciado Jairo Mariel Cárdenas Francisco Ojeda Gutiérrez Ricardo Oliva Rodríguez Francisco Javier Gutiérrez Cantú Luis Octavio Sánchez Vargas Martín Bonfíl Olivera Morelia, Michoacán Edición 2014

Dirección General / Esther García Garibay Directora General Coordinación / Alejandro Martínez Fuente Subdirector de Planeación y Fomento Tamara Arechavala Monterrubio Jefa del Departamento Académico Leticia Acosta Rodríguez Técnica Profesional del Departamento Académico Coordinación Editorial / Lilia Vázquez Diego Subdirectora de Difusión Diseño Gráfico / María Bernardette Arroyo Gaona Técnica Profesional del Departamento de Difusión Areli Vázquez Ferreira Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. PROHIBIDA SU VENTA

DIRECTORIO GOBIERNO Salvador Jara Guerrero Gobernador del Estado de Michoacán José Carlos Rodríguez Pueblita Secretario de Finanzas y Administración

Rodrigo Iván Maldonado López Secretario de Política Social

Carlos Hugo Castellanos Becerra Secretario de Seguridad Pública

Juan Zacarías Paz Secretario de Pueblos Indígenas

Carlos Pfister Huerta Cañedo Secretario de Desarrollo Económico

Samantha Flores Adame Secretaria de la Mujer

Roberto Enrique Monroy García Secretario de Turismo

Luis Carlos Chávez Santacruz Secretario del Migrante

Jaime Rodríguez López Secretario de Desarrollo Rural

Francisco Xavier Lara Medina Secretario de los Jóvenes

Jaime Camacho Moreno Secretario de Comunicaciones y Obras Públicas

José Martín Godoy Castro Procurador General de Justicia

Mauro Ramón Ballesteros Figueroa Secretario de Urbanismo y Medio Ambiente

Alexandro López Cárdenas Coordinador de Planeación para el Desarrollo

Armando Sepúlveda López Secretario de Educación

Gabriel Joaquín Montiel Aguilar Coordinador de Contraloría

Marco Antonio Aguilar Cortés Secretario de Cultura

Georgina Morales Gutiérrez Coordinador General de Comunicación Social

Carlos Esteban Aranza Donis Secretario de Salud

DIRECTORIO CECTI Esther García Garibay Directora General Alejandro Martínez Fuentes Subdirector de Fomento y Planeación Rubén Salazar Jasso Subdirector de Vinculación y Desarrollo Tecnológico Lilia Vázquez Diego Subdirectora de Difusión América Paola de Jesús Zuloaga Delegada Administrativa

COMITÉ ACADÉMICO Dr. Luis Felipe Rodríguez Jorge Profesor-Investigador del Centro de Radioastronomía y Astrofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México - Campus Morelia UNIVERSIDAD MICHOACÁNA DE SAN NICOLÁS DE HIDALGO. (UMSNH)

Unidad de Vinculación y Asistencia Técnica de la Subsecretaria de Educación Básica.

Francisco Alarcón Ahumada Coordinador General del Bachillerato Nicolaita.

María Guadalupe Guzmán Martínez Auxiliar de la Coordinación de Ciencia y Tecnología de la Unidad de Vinculación y Asistencia Técnica de la Subsecretaria de Educación Básica.

Graciela María Eugenia Letechipía Vallejo Profesora-Investigadora de la División de Estudios de Posgrado de la Facultad de Ciencias Médicas y Biológicas “Dr. Ignacio Chávez”. Ana María Méndez Puga Directora de la Facultad de Psicología. Judit Araceli Aviña Verduzco Profesora-Investigadora del Instituto de Investigaciones Químico-Biológicas. Francisco Javier Domínguez Mota Profesor-Investigador de la Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO (UNAM) CAMPUS MORELIA Adriana Gazol Patiño Investigadora del Centro de Radioastronomía y Astrofísica. Ek del Val de Gortari Investigadora del Centro de Investigaciones en Ecosistemas. Ana Claudia Nepote González Coordinación de Comunicación Social de la Escuela Nacional de Estudios Superiores, Unidad Morelia. Víctor Hugo Anaya Muñoz Profesor y responsable académico de la Maestría en Docencia para la Educación Media Superior de la Escuela Nacional de Estudios Superiores, Unidad Morelia.

J. Abelardo Mejía Rodríguez Enlace de la Dirección de Educación Primaria. Enrique Maldonado Miranda Apoyo Técnico de la Dirección de Educación Secundaria. Néstor Dimas Huacuz Departamento de Desarrollo Curricular de la Dirección de Educación Indígena. CONSEJO NACIONAL DE FOMENTO EDUCATIVO (CONAFE) Eréndira Báez Guzmán Departamento de Programas Educativos de la Delegación Estatal. COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE MICHOACÁN (CECYTEM) Mónica Erandi Ayala García Jefa del Departamento de Difusión y Concertación. COLEGIO DE BACHILLERES DEL ESTADO DE MICHOACÁN (COBAEM) Elvia Lemus Ortíz Jefa del Departamento de Investigación Educativa.

SECRETARIA DE EDUCACIÓN EN EL ESTADO (SEE)

SECRETARÍA DE PUEBLOS INDÍGENAS

Jaime Aguilar Corona Coordinador de Ciencia y Tecnología de la

José Alfredo Reyes Martínez Enlace.

INSTITUCIONES ORGANIZADORAS

SECRETARÍA DE EDUCACIÓN EN EL ESTADO.

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR PURÉPECHA.

Armando Sepúlveda López Secretario de Educación

Adán Ávalos García Director General

Rafael Mendoza Castillo Subsecretario de Educación Básica

Flor María Valtierra Nuci Jefa del Departamento de Desarrollo Académico

Rogelio Novoa Moreno Director de Educación Secundaria José Muñíz Ochoa Director de Educación Primaria Ramón Rosas Rangel Director de Educación Indígena SECRETARÍA DE PUEBLOS INDÍGENAS. Juan Zacarías Paz Secretario de Pueblos Indígenas UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLÁS DE HIDALGO. José Gerardo Tinoco Ruiz Rector DELEGACIÓN ESTATAL DEL CONSEJO NACIONAL DE FOMENTO EDUCATIVO. Alfredo Martínez Corona Delegado Estatal

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO CAMPUS MORELIA. Alejandro Casas Fernández Presidente del Consejo de Dirección COLEGIO DE BACHILLERES DEL ESTADO DE MICHOACÁN. Antonio Zaragoza Michel Director General COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE MICHOACÁN. Manuel Anguiano Cabrera Director General

Presentación

PRESENTACIÓN

Para el Gobierno del Estado de Michoacán, a través del Consejo Estatal de Ciencia, Tecnología e Innovación (CECTI), así como para el grupo de instituciones e investigadores que progresivamente se han sumado a la organización del “Programa de Lectura Científica” (antes “Concurso de Lectura Científica”), es un verdadero gusto celebrar que en breve se cumplirán 10 años desde su inicio en el 2005. Durante el periodo transcurrido desde su puesta en marcha, esta actividad ha ido creciendo para que puedan participar un mayor número de estudiantes y un mayor número de niveles educativos en nuestro estado; gracias a lo cual, se han beneficiado más de 70,000 niños y jóvenes con una gran variedad de características y circunstancias, entre los que se cuentan alumnos que hablan una lengua indígena como el purépecha, los que tienen alguna discapacidad, incluyendo a quienes viven en ciudades grandes o en pequeñas comunidades rurales a las que se puede llegar después de muchas horas de camino, que viven cerca del bosque o de la costa, por nombrar sólo algunos ejemplos. Mientras seguimos trabajando para que un mayor número de estudiantes pueda beneficiarse de este programa, hemos preparado pensando en ti los materiales de lectura científica que ahora tienes en tus manos, con el firme deseo de que, donde tú te encuentres, en una ciudad o una comunidad pequeña, en la sierra, en la costa o en algún otro punto de nuestro estado, a través de esta lectura, puedas despertar tu imaginación, crecer y enrriquecerte, mientras te adentras en el apasionante viaje que es conocer la ciencia.

Esther García Garibay Directora General del CECTI

Introducción

INTRODUCCIÓN

El maravillarnos por el entorno natural es una característica de todos los seres humanos que nos ha permitido acceder al conocimiento de cómo funciona el planeta Tierra. Esta curiosidad de alguna manera ha provocado avances tecnológicos impresionantes, de tal forma que somos capaces de hacer cosas tan diversas como viajar al espacio, de alumbrar la noche oscura, de entender de donde sale la energía que utilizan las plantas y de vacunar a los niños para evitar enfermedades mortales. La ciencia en las diferentes sociedades se ha desarrollado gracias a la sistematización de este asombro por el mundo; un número importante de humanos curiosos han sido metódicos en anotar sus observaciones de la naturaleza, este orden en las anotaciones nos ha permitido experimentar a partir de los datos en las libretas de trabajo de campo y laboratorio, y encontrar las causas de los fenómenos observados para después generar teorías que son comprobables y universales, es decir que se cumplen aquí y en China. Esta forma de trabajar ordenada y sistemática es lo que une a los científicos de todas las áreas del conocimiento, así un antropólogo que estudia cómo funciona la medicina tradicional entre los indios Guaraníes del Paraguay tiene que anotar todas sus observaciones de la misma forma que un químico en un laboratorio de Suecia que estudia el movimiento de las moléculas, anota los resultados de sus experimentos; en ambos casos, esta forma de trabajar les permitirá sacar conclusiones y contrastar sus resultados con la información que existía previamente. De tal manera que las aportaciones a la ciencia son universales, replicables y documentables. Además de los apuntes sistemáticos y rigurosos, los científicos necesitan de imaginación y una cultura vasta, por lo que una parte muy importante en el quehacer científico es la lectura, ya sea de problemáticas relacionadas con lo que se estudia como también novelas o relatos de otros temas, la lectura es fundamental porque nos permite conocer otros mundos y nos ayuda a hacer conexiones entre diferentes aspectos de la vida que de otra forma no se nos ocurrirían. Con el hábito de la lectura, el científico desarrolla además un pensamiento crítico para poder discernir cuál es la información importante para su investigación así como cuáles interpretaciones de experimentos o de datos recabados son correctas y cuáles no. El pensamiento crítico es fundamental para el trabajo de los científicos pero también es una herramienta muy útil para la vida diaria de cualquier ciudadano, nos permite tomar decisiones informadas como por ejemplo, el decidir cuáles alimentos son mejores por ser más nutritivos, qué productos de limpieza son menos dañinos para el ambiente, que propuestas políticas resultan más congruentes con nuestros ideales y un sin fin de decisiones que debemos tomar todos los días. La lectura inspira y es a través de este hábito, en peligro de extinción, que se generan las hipótesis más importantes y novedosas y se vinculan las ideas fundamentales para el conocimiento de nuestro entorno. Con esto en mente, me gustaría resaltar la importancia del Programa de Lectura Científica en las escuelas michoacanas que comienza con el libro que tienes es las manos. Este programa busca fomentar entre los niños, los jóvenes y los maestros el pensamiento crítico que les ayude a formular preguntas sobre su entorno, sobre los conocimientos

que les transmiten en las escuelas, y conocer diferentes aproximaciones para estudiar la ciencia. Este programa tiene la firme intención de sumar a muchos niños y jóvenes michoacanos a las carreras de ciencia, para que entre todos podamos continuar con la construcción del conocimiento así como con el mejoramiento de la vida diaria de todos los seres en el planeta. Espero que las lecturas comprendidas en este libro los impulsen a seguir estudiando y que la fascinación por entender cómo funcionan las cosas no se les acabe nunca. Leer no solo enseña sino además fortalece el fantástico músculo de la inteligencia: ¡el cerebro! Este libro ofrece los elementos fundamentales para ese ejercicio tan importante que es el pensar y aprender a pensar.

Ek del Val de Gortari Centro de Investigaciones en Ecosistemas de la Universidad Nacional Autónoma de México

Índice

ECOLOGÍA 15

El invasor que llegó para quedarse Alfrancis Teresa Arredondo Chávez y Omar Domínguez Domínguez

Seda de Araña Guillermo Ibarra Núñez

¿Porqué la mayoría de las plantas son verdes? Rafael Fernández Nava

Hormigas Mieleras Ek del Val de Gortari

ASTRONOMÍA 37

Lentes Gravitacionales. Telescopio Natural Gerardo Martínez Avilés

La increíble e inesperada relación entre los agujeros negros supermasivos y la evolución de las galaxias Yetli Mariana Rosas Guevara

Índice

SALUD 57

El Experimento Tuskegee, los excesos de la investigación médica Luis Fernando Ortega Varela

¿Protagonistas de Hollywood? María Guadalupe Villa Rivera

¡Aguas con la limpieza! Los metaorganismos no son de miedo Horacio Cano Camacho

Regeneración dental: “El futuro de la odontología” Lorena Dafnee Villa García, Raúl Márquez Preciado,Jairo Mariel Cárdenas, Francisco Ojeda Gutiérrez,Ricardo Oliva Rodríguez, Francisco Javier Gutiérrez Cantú, y Luis Octavio Sánchez Vargas

DIVERSOS 81

El Nobel de las burbujas Martín Bonfil Olivera

Microbios oscuros Martín Bonfil Olivera

ECOLOGÍA

El invasor que llegó para quedarse Alfrancis Teresa Arredondo Chávez y Omar Domínguez Domínguez

Seda de Araña Guillermo Ibarra Núñez

¿Porqué la mayoría de las plantas son verdes? Rafael Fernández Nava

Hormigas Mieleras Ek del Val de Gortari

ECOLOGÍA

Biól. Alfrancis Teresa Arredondo Chávez y Dr. Omar Domínguez Domínguez, Laboratorio de Biología Acuática, Facultad de Biología, UMSNH

Pez León Fuente: www.bestfon.info

Desde los inicios de la domesticación de las especies, la humanidad ha manipulado y transportado la flora y la fauna, siendo las actividades humanas, a través de la migración, el transporte y el comercio, el principal medio de introducción de especies a regiones en las cuales no existían,

facilitando el movimiento, de manera voluntaria o involuntaria, de un número siempre creciente de especies a través de barreras que de manera natural serían infranqueables para los organismos, tales como océanos, cadenas montañosas, ríos y zonas climáticamente hostiles.

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ECOLOGÍA

Una vez que una especie es introducida a una zona a la cual no es originaria. Existen dos caminos, uno es que la especie no encuentre las condiciones adecuadas para subsistir y por lo tanto no sobreviva a la introducción, o bien que la especie encuentre las condiciones necesarias para sobrevivir, adaptarse, reproducirse y establecerse de manera exitosa en el nuevo hábitat. A veces de forma tan acelerada y agresiva que pueden provocar el colapso de sistemas completos y la extinción de especies nativas, llegando a constituirse en una invasión biológica. A pesar de que las especies exóticas e invasoras sean de las más graves amenazas a la biodiversidad, aún existe un gran desconocimiento de este tema, ignorándose incluso el número de especies introducidas, las características que presentan alguna de estas especies y cuáles son sus impactos sobre las especies nativas, por lo que constituyen un desafío ambiental importante. Un ejemplo de ello es el Pez León (Figura 1), que ha protagonizado la invasión biológica más espectacular que se conozca en las aguas del Atlántico Occidental durante los últimos 20 años (Figura 2).

Figura 2. Cronología de la invasión del Pez León en el Atlántico Occidental. Fuente: Juan Antonio Sánchez Jiménez

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Figura 1. Pez León fotografiado en los arrecifes de Xpu-ha, Municipio de Solidaridad, México. Fuente: Autor

Esta especie se distribuye de manera natural en el Indo-Pacífico, incluyendo el Pacífico central y occidental y la costa oeste de Australia, los primeros avistamientos en el Atlántico datan de la década de los 80’s, los cuales se cree fueron producto de la liberación en la zona de Florida de especímenes de acuario. Sin embargo, y de acuerdo con la evidencia científica, se cree que esta especie comenzó su proceso de invasión cuando algunos ejemplares fueron liberados de forma accidental en la Bahía de Biscayne, tras el paso del huracán Andrew en 1992. En México el primer reporte se dio en los arrecifes de Cozumel, Quintana Roo en el 2009. Para el 2013 se sabe que ya existían poblaciones bien establecidas en todas las áreas costeras del Caribe mexicano y se tienen confirmados reportes en el Golfo de México (Figura 2). Estos peces suelen encontrarse en prácticamente cualquier ambiente marino, principalmente en arrecifes de coral y rocosos, desde la superficie hasta unos 175 metros de profundidad, aunque ha sido observado a profundidades mayores de 300 metros. Se cree que el éxito de su invasión y su rápida propagación se debe a que no tiene depredadores

ECOLOGÍA

Pez León Fuente: www.vamosabucear.com

naturales, presenta una reproducción muy exitosa, con una larva que viaja a la deriva trasportada por las corrientes marinas, lo que ha favorecido el avance de la especie a nueva áreas, es considerado un depredador muy eficaz, además de que las especies nativas no lo ven como una amenaza, lo que le permite cazar presas con gran facilidad. En el Caribe ya han invadido zonas de arrecifes, pastos marinos, manglares y naufragios, además de que en algunos de estos ecosistemas se han reportado densidades altas de esta especie, estableciéndose en corto tiempo como una especie invasora. Debido al establecimiento del Pez León en el Caribe mexicano, se espera un impacto extremo en los ecosistemas arrecifales, su efecto

evidente e inmediato es la depredación de la fauna local, sin embargo es poco lo que se sabe en relación a las especies que depreda, los impactos que puede tener esta depredación en la salud y funcionamiento de los ecosistemas marinos y cuanto más va a aumentar su abundancia en el Caribe mexicano. Por tal motivo, en el Laboratorio de Biología Acuática de la Facultad de Biología de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo se están desarrollando investigaciones tendientes a dar respuesta a algunas de estas interrogantes. Con estas investigaciones se sabe que el Pez León se ha posicionado como un depredador tope en la trama trófica de los arrecifes del Caribe, se alimenta de al menos 100 especies de peces y 28 de crustáceos.

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Incluyendo un alto número de especies claves para los arrecifes, como los peces loro (Figura 3), peces herbívoros que se alimentan de las algas adheridas a los corales y tienen la función de mantener “limpios” y a raya de la proliferación de éstas, evitando que los corales sean invadidos y mueran, por lo que, al disminuir las poblaciones de estos peces debido a la invasión de este nuevo depredador, podrían perder su función ecológica y el arrecife ceder poco a poco ante el crecimiento de las algas. Otra posible consecuencia es el impacto en las pesquerías artesanales de la zona, ya que se registró la ingesta de crías y juveniles de especies de importancia económica como meros, pargos, cabrillas y langostas (Figura 4).

Figura 3. Peces loro alimentándose de algas en el arrecife. Fuente: Autor

La erradicación del Pez León de las zonas costeras del Caribe es inviable, por tal motivo es necesario desarrollar planes de aprovechamiento de la especie, lo cual ayudará a contener sus poblaciones. En la actualidad se han desarrollado algunas estrategias para su control, incluyendo programas de vigilancia, monitoreo y extracción que han desarrollado las Áreas Naturales Protegidas, o torneos de pesca dirigidos exclusivamente a este pez, la fabricación de artesanías con partes de este invasor inesperado o la utilización como especie de consumo humano, cuya carne, por cierto, es de excelente calidad.

Figura 4. Langostas refugiándose bajo los corales. Fuente: Autor

Glosario Especie introducida o especie invasora: Especie de organismos que no son originarios de un lugar o área en donde se les considera introducidos de forma accidental o deliberada. Hábitat: Lugar que reúne las condiciones adecuadas para que la especie pueda residir, reproducirse y perpetuarse.

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Especie nativa: Especie que pertenece a un lugar determinado, siendo su presencia resultado de fenómenos naturales sin intervención humana.

Artículo de cortesía Saber Más, Revista de Divulgación Científica y Tecnológica, México, UMSNH, 3 (13), 15-17. Recuperado de http:// www.sabermas.umich.mx

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Dr. Guillermo Ibarra Núñez Unidad Tapachula de El Colegio de la Frontera Sur

Telaraña Fuente: alt1040.com

Desde su origen, hace 350 millones de años, las arañas han empleado la seda en múltiples aspectos de su biología. Esto ha contribuido no sólo a su permanencia sobre la Tierra, sino también a su diseminación en prácticamente todos los ambientes. Quizá alguna vez al caminar por un bosque, un parque o un jardín, o por tu propia casa, una telaraña se te quedó enganchada sin que te dieras cuenta. ¿Cómo fue posible que no la hubieras visto? ¿De qué está hecha para ser casi invisible? Una telaraña es una de las estructuras que las arañas fabrican con la seda que ellas mismas producen. La seda es un material

fibroso que algunos artrópodos (insectos, arácnidos y ácaros) secretan a través de glándulas especiales. A diferencia del gusano de seda (Bombyx mori, una larva de mariposa) que únicamente produce un tipo de seda, una araña es capaz de producir diferentes clases con distinta elasticidad, resistencia, flexibilidad, grosor, adhesividad, afinidad

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ECOLOGÍA

o repelencia al agua, entre otros características. Además, pueden mezclar varias clases de seda y producir nuevos materiales. La gran variedad de usos de la seda es un hecho clave en la diversidad de las arañas (más de 40 000 especies) y su colonización de numerosos hábitats terrestres. Material de construcción Al igual que otros animales, las arañas construyen refugios para evitar la exposición directa a la lluvia, al viento, al sol y al ataque de sus enemigos naturales, pero en su caso la seda es el principal, y en muchas especies el único, material utilizado. Las que viven bajo tierra emplean la seda para recubrir el interior de sus moradas y evitar el desmoronamiento de túneles. Hay arañas que incluso fabrican con la seda una puerta a la entrada del refugio. Muchas de las que viven arriba del suelo construyen un refugio formado sobre todo con hilos de seda, bajo piedras o troncos, en las fisuras de rocas o sobre la corteza de árboles, u ocupando espacios aéreos inaccesibles a otros animales: entre dos árboles, entre las ramas de un árbol, entre las hojas o colgando abajo de éstas.

Fuente: www.google.com

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Argyroneta aquatica Fuente: fr.wikipedia.org

La Argyroneta aquatica, una especie de araña que vive en arroyos en Europa, teje un refugio entre la vegetación acuática bajo el que va depositando burbujas de aire hasta formar una “campana de buceo” en donde puede comer, mudar, aparearse e incluso depositar sus huevecillos. Cuerda de seguridad Con la seda, las arañas también hacen “alpinismo”. Desde su nacimiento y a lo largo de toda su vida, producen un hilo con la misma función de la cuerda de seguridad de los alpinistas. Al desplazarse, las arañas van produciendo este hilo de gran resistencia, y lo van fijando tramo a tramo en el sustrato donde se encuentren. Esto les permite perseguir a una presa o huir de un atacante sin riesgo de lastimarse por una caída; si es necesario, regresan por ese hilo al sitio del que se descolgaron. También les ayuda a descender a la posición más adecuada para tejer una red, apostarse en espera de presas o llegar hasta donde se encuentra una posible pareja. Como cualquier artrópodo, las arañas cambian de piel para crecer, y al momento de hacerlo son muy vulnerables; a fin de protegerse emplean la seda para formar un refugio totalmente cerrado, o bien realizan la muda mientras cuelgan de su hilo de seguridad.

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Argyroneta aquatica Fuente: http-//jeb.biologists.org

Arañas en “vuelo” El hilo de seguridad permite a las arañas desplazarse en distancias cortas, y otros tipos de seda de gran ligereza hacen posible que puedan “volar” grandes distancias. Esto lo hacen las arañas jóvenes de muchas especies, pero también los adultos de las especies de talla pequeña. Para iniciar el “vuelo” las arañas trepan a un lugar elevado; se ponen de frente al viento, elevan su trasero y emiten uno o varios hilos, que son jalados por la corriente de aire como un papalote o barrilete. De cuando en cuando añaden a su hilo unas borlas de seda para aumentar su resistencia, y cuando éste tiene el tamaño adecuado, las arañas se sueltan y se dejan llevar. La dirección y distancia del desplazamiento dependen del viento, pero cambiando la longitud del hilo ellas pueden controlar la velocidad o el momento de descender o detenerse. Las arañas se transportan tan bien con la seda que han llegado a casi todos los ambientes terrestres, incluidos sitios muy distantes o raros. Se han encontrado arañas aterrizando en barcos en alta mar, sobre aviones en vuelo y también en las cumbres de las montañas más altas. Entre los primeros colonizadores de la isla que emergió cerca del volcán Krakatoa, estuvo un tipo de araña (la linífida). Con la seda, las arañas también construyen puentes, por ejemplo entre dos árboles, que permiten desplazarse a las que son demasiado pesadas para “volar”.

Estos puentes además se utilizan como líneas de base para construir telarañas: la línea, arrastrada por el viento, se atora al chocar contra una rama o una hoja, y las arañas la jalan de tiempo en tiempo para saber si está atorada y una vez que es así, la sujetan de su lado para poder desplazarse sobre el puente. Red de caza Muchas arañas elaboran algún artefacto de seda para capturar a los insectos de los que se alimentan. Los hay desde los formados por uno o dos hilos hasta redes bidimensionales o tridimensionales.

Telaraña Fuente: www.imagui.com

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Las características de las redes están estrechamente relacionadas con el hábitat y con el tipo de presas capturadas. Se ha descubierto que algunas redes poseen partes que reflejan la luz ultravioleta igual que los pétalos de las flores, y que con ellas atraen a los insectos polinizadores. La red sirve además a las arañas para percibir e interceptar a posibles presas más allá de la extensión de sus patas. Al chocar con la red, la presa la hace vibrar y alerta a la araña; estas vibraciones le indican la posición de la presa en la telaraña, su tamaño, peso y, en algunos casos, hasta el tipo de animal que es. Algunas especies incluyen hilos adhesivos en la red que retienen a las presas el tiempo suficiente para que la araña pueda completar su ataque. Existen dos tipos de seda adhesiva: la viscosa y la cribelada. La primera tiene una sustancia pegajosa distribuida en gotitas a lo largo del hilo. En la segunda, la adhesividad se debe a la presencia de una maraña de hilos de un calibre extremadamente pequeño (con diámetro de unos 0.015 millonésimas de metro), que en contacto con una superficie, se enredan en la menor de sus asperezas o rugosidades (algo similar al velcro, pero a escala microscópica). Las arañas no se pegan a su red porque ponen las patas en los hilos no pegajosos.

Telaraña Fuente: www.panoramio.com

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Hay arañas que usan la seda para envolver completamente a su presa. Esto puede tener varias funciones: inmovilizar al animal capturado; inyectar veneno a presas peligrosas o alimentarse de ellas sin sufrir daño —avispas u hormigas, por ejemplo—; reducir dimensiones de animales voluminosos —como una mariposa de alas grandes— para transportarlos al sitio en donde la araña va a comerlos y, finalmente, también les permite almacenar presas para comerlas después. Algunas especies de familias tejedoras de redes, como las llamadas comúnmente “boleadoras”, tienen hábitos muy peculiares. Estas arañas reducen la red a un solo hilo, el cual sostienen con una pata, que lleva en un extremo una bola de seda viscosa, altamente adhesiva. Al parecer, en el cuerpo de estas arañas se produce un compuesto volátil que imita a la feromona sexual de algunas hembras de palomillas y atrae a los machos de esas especies. Cuando una boleadora detecta la presencia de una palomilla, comienza a balancear o a girar su hilo (a la manera de un gaucho con sus boleadoras), hasta que la palomilla choca con la bola viscosa, y entonces la araña la jala hacia sí para devorarla. Cortejo de seda Las arañas tienen un complicado mecanismo de transmisión de esperma. En ambos sexos el orificio genital se localiza en la región posterior, pero en el macho adulto el segundo par de apéndices de la región anterior, los pedipalpos, lleva a cabo la transferencia de esperma al orificio genital de la hembra. Para llevar el esperma hacia los pedipalpos, el macho teje previamente una pequeña red (“red de esperma”) y deposita sobre ella una gota de semen que será “aspirada” por los pedipalpos a la manera de una jeringa cargada con un medicamento. Una vez aspirada toda la gota, el macho está listo para buscar pareja.

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Fuente: www.lahuertinadetoni.es

El macho localiza a las hembras adultas por el aroma de sus feromonas sexuales, depositadas en algunos de sus hilos de seda. En las arañas errantes (las que no tejen redes de caza), las feromonas se encuentran frecuentemente embebidas en el hilo de seguridad. Cuando un macho deambula en busca de pareja y tropieza con el hilo de una hembra “casadera”, se guía por éste para llegar a ella. En otras especies las feromonas sexuales se encuentran en los hilos del refugio o de la red de captura, y se difunden por evaporación. Hay casos en los que el macho es capaz de localizar a una hembra casi adulta en su última cámara de muda guiado por las feromonas impregnadas en los hilos. Cuando esto ocurre, espera la salida de la hembra adulta y virgen para cortejarla.

En varias especies de arañas tejedoras de redes en las que ambos sexos son de talla similar, lo primero que hace un macho que ha localizado a una hembra es comerse la mayor parte de la red. Así reduce la posibilidad de que el aroma de la feromona siga atrayendo a otros machos. Por otra parte, en las especies que construyen redes y cuyos machos suelen ser más pequeños que las hembras, es común que en el cortejo ellos hagan vibrar los hilos de la red de ellas. Las vibraciones deben ser producidas de tal forma que no se confundan con las de una presa. En ciertas especies, el macho teje al lado de la red de la hembra un “hilo de apareamiento”, que sirve especialmente para el cortejo vibratorio, para la cópula y probablemente como un sitio más seguro para él que la red de su pareja.

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Es interesante mencionar que hay machos que conquistan a las hembras ofreciéndoles un “regalo nupcial”: una presa envuelta en seda. Mientras ellas están ocupadas comiendo su regalo, ellos se dedican a copular. Suave protección La seda es de gran utilidad cuando se trata de dar protección a la descendencia, especialmente en la etapa de huevo. Las hembras fabrican un “saco” de seda u ovisaco, donde depositan sus huevos de manera que queden protegidos contra la lluvia, el viento, el sol, la desecación, los depredadores o los parásitos. Algunas sólo enredan la masa de huevos con unos cuantos hilos, mientras que otras construyen ovisacos con varias capas de seda, y otras más incluso los “decoran” con materiales que encuentran en su ambiente, proporcionándoles un camuflaje protector. El grado de complejidad de un ovisaco está relacionado con los peligros a los que están expuestos los huevecillos. Los cuidados llegan a prolongarse más allá de la etapa de huevo. Las arañas de varias familias cargan su ovisaco hasta poco antes del surgimiento de las crías; entonces tejen una estructura alrededor de éste, y cuando las crías emergen se quedan varios días dentro de su “guardería” o “corralito”, bajo la vigilancia de la madre. ¿Seda artificial? Los estudios sobre las propiedades mecánicas de la seda de las arañas han provocado el interés por producir materiales similares y que, al igual que lo hacen las arañas, se puedan emplear en una diversidad de usos, por ejemplo como hilos quirúrgicos o en prótesis, chalecos antibalas y componentes estructurales ligeros y de alta resistencia. Así se ha encontrado que la tenacidad de la seda, esto es, su resistencia a la ruptura, es superior a la correspondiente del hueso, el tendón o la celulosa; es la mitad de fuerte que el acero y ligeramente menor a la del

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Araña y su ovisaco Fuente: 2.bp.blogspot.com

nailon. Se ha calculado que para romperse por su propio peso, un hilo de seguridad tendría que alcanzar una longitud de 80 kilómetros. Además, la seda es uno de los materiales más flexibles que se conocen. Un hilo de seda de araña puede tener una elasticidad de un 30 a un 50%, muy superior a la del nailon (16%) y a la que produce el gusano de seda (20%). Esa capacidad elástica es la que permite a las redes absorber el impacto de los insectos que chocan con ellas. Debido a esas cualidades, a mediados de los años 90’s la compañía de biotecnología Nexia, en Canadá, buscó producir seda a partir de organismos transgénicos en un proyecto denominado. A finales de esa década, los investigadores del proyecto lograron implantar un gen de araña, responsable de la síntesis de un tipo de seda, en cabras de laboratorio. Se buscaba

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Seda araña Fuente: http://elbuscadordt.files.wordpress.com

obtener la seda en la leche de estas cabras. Sin embargo, la mayor dificultad la encontraron al intentar manipular dicho material para transformarlo en los productos deseados, pues en ese entonces se conocía muy poco de cómo en las arañas la seda líquida se transforma en hilos. Recientemente se han hecho varios hallazgos que contribuyen a explicar la forma en que la seda cambia de líquida a sólida: se sabe que la seda líquida tiene una alta concentración de cloruro de sodio y que sólo cuando esta concentración baja,

las moléculas de proteína que constituyen la seda comienzan a unirse para formar fibras. También se sabe que el ambiente en el interior de las glándulas de seda es alcalino, lo cual impide que las moléculas de proteína de seda se unan antes de tiempo. Aún falta mucho por descubrir en cuanto a las características de la seda, y sobre cómo lograr la producción artificial de este material, pero es posible que en un futuro cercano podamos tener acceso a diversos artículos hechos con seda de arañas.

Glosario Araña linífida: De la familia Linyphiidae, araña que contruye unas características telarañas en forma de manta o de hoja. Pedipalpos: Son apéndices que se sitúan junto a la boca y actúan como piezas bucales adicionales ya que ayudan a procesar el alimento.

Tenacidad: Resistencia de un material a romperse.

Artículo de cortesía ¿Cómo ves?, Revista Mensual de Divulgación de la Ciencia, México, UNAM, 10 (115), 10-14. Recuperado de http://www.comoves.unam.mx

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Dr. Rafael Fernández Nava Departamento de Botánica, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, IPN.

Hoja verde Fuente: fotoblogx.blogspot.com

No es por casualidad, sino el resultado de una larga historia evolutiva condicionada por el ambiente. En el planeta Tierra, las plantas son variadas en formas, tamaños y colores, aunque, salta a la vista, que la mayor parte de las especies de las plantas con semilla, así como helechos, algas y musgos son verdes, color que para los seres humanos es tranquilizante, alivia la

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vista y calma emociones. El reino vegetal es predominantemente verde y no es por casualidad, sino el resultado de una larga historia evolutiva condicionada por el ambiente. ¿Podría haber sido de otra forma? ¿Por qué son mayoritariamente verdes y no, por ejemplo, azules o rojas?

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Este color se debe a unos pigmentos llamados clorofila, que son los principales responsables de la fotosíntesis, proceso que transforma la energía luminosa en energía química para aprovechar el agua (H2O) que captan las plantas por sus raíces y el dióxido de carbono (CO2) que entra por unos poros que poseen las hojas llamados estomas y transformarlos en un alimento llamado glucosa (C6H12O6), que a su vez formará otros tipos de sustancias más complejas y las reservas alimenticias para que el vegetal conserve su vida.

Fotosíntesis Fuente: vafa design

La clorofila está presente en raíces, tallos, hojas y frutos, y no desaparece, si bien en ocasiones, por ejemplo en otoño, es solapada por otros pigmentos, lo que provoca que los parajes naturales que nos rodean adquieran tonos más amarillentos y rojizos. Queda claro que la clorofila tiñe a las plantas de verde, aunque no es ésa su principal misión. En realidad, esta sustancia permite a las anteriores respirar

y alimentarse, no en vano se encarga de absorber la luz necesaria para la realización de la fotosíntesis. Cabe destacar que la clorofila está especialmente indicada para el consumo humano, entre otras bondades, se le atribuye las siguientes: desintoxicar y oxigenar nuestras células, ser fuente de vitaminas y minerales, reducir el colesterol y ayudar a fortalecer los sistemas circulatorio e intestinal.

Fuente: es.wikipedia.org

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Fuente: www.fragrantica.es

Las plantas de tierra firme descienden de organismos originados y evolucionados bajo el agua. Encontramos organismos fotosintéticos acuáticos de muchos colores si contamos las bacterias y las algas: en el mar hay una gran gama de verdes, marrones, rojos y amarillos... Pero, ¿por qué el verde predomina fuera del agua? Algunos organismos acuáticos conquistaron tierra firme. Quizás muchos lo intentaron pero hubo un vencedor, las algas verdes. Todas las plantas terrestres proceden de este grupo. Si hubieran sido las algas rojas o las moradas, el Amazonas, los árboles de la ciudad y el césped serían rojos o morados. Seguramente si hubieran sido algas rojas las que hubieran conquistado la Tierra, el verde sería el color que nos resultaría raro. Por otro lado la idea más aceptada es que los organismos fotosintéticos han optimizado sus sistemas de captación de luz visible de los fotones, en consonancia con lo que tenían disponible. La luz solar no siempre ha sido tan intensa, por tanto, la cantidad de fotones que ha llegado al planeta ha sido diferente (de hecho, la luminosidad solar aumentó bastante al principio de su historia). Además, la filtración de la luz que realiza la atmósfera ha ido cambiando también junto con la composición química de esta, teniendo un

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papel relevante el oxígeno y el ozono, dos componentes ausentes en la atmósfera primitiva. Finalmente, también hay que considerar el efecto de filtración del agua sobre la calidad y cantidad de luz que llega a diferentes profundidades bajo la superficie. La luz solar es muy rica en fotones de luz roja y menos en los fotones más energéticos, los azules. Los fotones de energía intermedia (los verdes), no son ni muy energéticos, ni abundantes. Las clorofilas (moléculas responsables del color de las plantas y, lo que es más importante, las verdaderas «inventoras» de la fotosíntesis) están «enfocadas» en capturar esa parte del espectro solar más abundante (la roja) y la más energética (la azul): por eso nosotros vemos las clorofilas de color verde. Son verdaderas antenas con una orientación óptima para capturar los tipos característicos de luz que nos llega del sol.

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Otros organismos fotosintéticos acuáticos cuentan con un repertorio de pigmentos diferente, de otros colores, que les permiten capturar mejor aquellas regiones del espectro solar que penetra a través del agua. Pero no es nada sorprendente que los organismos fotosintéticos que emergieron del mar y conquistaron la tierra firme fueran aquellos mejor adaptados para captar la luz solar que llega a la superficie terrestre. Es decir, los organismos verdes. Pero, ¿qué hubiese pasado si en vez del Sol, nuestro planeta orbitase alrededor de una estrella con características luminosas diferentes? Con una gran fantasía orientada científicamente, nos transportaríamos a otros mundos habitados por plantas azules, o incluso negras, dependiendo de si estos planetas están cerca de una estrella de tipo F (que emite muchos fotones azules y las plantas se tendrían que proteger con pigmentos de este color) o de una tipo M con una luz muy tenue que favorecería a plantas adaptadas para captar todo tipo de fotones; es decir, plantas con un color negro puro, que en el mundo vegetal actual no existe.

Hojas Fuente: megahdwall.com

Glosario Clorofila: Es un pigmento de color verde que se encuentran en todos aquellos organismos que contienen cloroplastos en sus células, lo que incluye a las plantas y a los diversos grupos de protistas, es un componente clave en la fotosíntesis, proceso que permite a las plantas absorber energía a partir de la luz.

Fotones: Partículas elementales de energía luminosa o de otra energía electromagnética que se produce, se transmite y se absorbe.

Artículo de cortesía Saber Más, Revista de Divulgación Científica y Tecnológica, México, UMSNH, 2 (9), 8-12. Recuperado de http:// www.sabermas.umich.mx

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Dra. Ek del Val de Gortari Centro de Investigaciones en Ecosistemas, UNAM, Campus Morelia.

Fuente: www.dfarmacia.com

¿Gustas un dulcecito de hormiga? ¿Cómo que dulce de hormiga, estás loca? Las hormigas pican y muerden, ¡cómo crees que me voy a comer una hormiga! y menos como si fuera dulce. Pues resulta que sí, hay algunas especies de hormiga que son como dulcecitos de miel y se consumen en varias partes del mundo, inclusive en México. Las especies del género Myrmecocystus sp que habitan en zonas áridas y semiáridas de América, y otros géneros en Sudáfrica y Australia, tienen la característica de presentar además de las obreras especializadas en buscar comida y alimentar a las larvas y a la reina, una casta de trabajadoras que actúa como alacena o refrigerador para las épocas de escasez de alimento y se les conoce como mieleras o repletas. En estas regiones áridas, las épocas difíciles son bastante frecuentes, más de seis

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meses al año no hay lluvia y por lo tanto no hay comida fácil de encontrar para las hormigas, y dependen de la ordeña de sus reservorios vivientes para alimentarse. Las hormigas repletas son alimentadas por las obreras que salen del hormiguero con néctar, exudado de las plantas o con ligamaza (fluidos de los pulgones que crecen sobre las plantas), pero en lugar de digerir la comida que les proporcionan, la van almacenando en forma de miel en su abdomen. Durante la época de abundancia, el hormiguero alimenta a las mieleras y durante la escasez las mieleras alimentan al hormiguero, todo perfectamente coordinado.

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Las hormigas mieleras pueden juntar tanta miel que llegan a pesar varios gramos y su abdomen puede llegar a medir hasta 2 centímetros, y se ha reportado que en un hormiguero puede haber hasta 600 repletas. En México hay 5 especies de hormigas mieleras y son comunes en los estados de norte del país pero también se han encontrado en Hidalgo y Veracruz. La característica de acumulación de miel no ha pasado desapercibida para los humanos, se tienen registros desde épocas prehispánicas de que los indígenas cosechaban los nidos de estas hormigas en busca de esta deliciosa miel. Hoy en día se les conoce comúnmente como vinitos o vinguinos, al parecer dependiendo de la época de cosecha de las hormigas, la miel sabe fresca o un poco fermentada, y la tonalidad de la miel también va cambiando conforme avanza la temporada del año, comienza

en un amarillo claro y termina en un sutil color vino. La recolección de hormigas no es un manejo extendido en México, pero se sigue practicando y es una de las tradiciones que deberíamos recuperar para diversificar nuestra dieta en lugar de homogeneizarla. La cosecha de las mieleras se lleva a cabo por gente que sabe reconocer los nidos de las hormigas en cuestión y la extracción de la miel puede realizarse in situ, ordeñando el abdomen de la hormiga para depositar la miel directamente en la boca o sobre una penca de maguey y regresándola al hormiguero para que tenga posibilidades de sobrevivir. Pero también otros cosechadores acostumbran llevarse a las hormigas a la casa y se las comen directamente, o juntan la mielecilla de varias hormigas en un recipiente aunque en este caso los bichos no sobreviven.

Fuente: insolitanaturaleza.blogspot.com

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Fuente: insolitanaturaleza.blogspot.com

La miel extraída de las hormigas también es reportada como medicinal, al parecer es buena para el tratamiento de infecciones de oídos y de diversa índole, me imagino que para conservarla en el abdomen, las hormigas deben de tener algunas substancias antibióticas que son las que le confieren el carácter de curativa, pero habría que investigarlo con mayor detalle para generalizar su uso. Dentro del hormiguero, las mieleras viven en cámaras especiales donde solamente ellas están y viven colgadas del techo con el abdomen hacia abajo. En la época de escasez la dinámica cambia, y todas sus hermanas se forman cerca de las mieleras para recibir una gota de comida cada una, se desconoce la periodicidad con que esto ocurre. Sin embrago se ha observado que para alimentarse, las obreras tocan con sus antenas a las mieleras, y las mieleras regurgitan una gota de miel para saciar el hambre de la solicitante. Se tienen reportes de que estas hormigas dulcecitas en realidad son bastante canijas, cuando una colonia crece y las

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Fuente: insolitanaturaleza.blogspot.com

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obreras encuentran otro hormiguero de la misma especie que se está desarrollando en las inmediaciones de su territorio, las obreras de la colonia más grande entran y matan a la reina, pero se traen consigo a las larvas y obreras para adoptarlas y ponerlas a trabajar en su propio hormiguero. Es decir no permiten la competencia y la erradican completamente aniquilando al enemigo. Al parecer nos falta mucho por recuperar de las antiguas tradiciones que conocían más de los bichos que los ciudadanos de hoy en día, que conocemos de restaurantes y guisos extranjeros, pero nada de los bichos comestibles que habitan en nuestro territorio.

Fuente: www.mexicodesconocido.com.mx

Glosario Antibiótico: Sustancia producida por algún ser vivo o en un laboratorio que tiene la capacidad de impedir el desarrollo de algunos microorganismos (no virus) que podrían provocar enfermedades. Casta: Entre los animales, especialmente entre insectos sociales, se refiere a un grupo de individuos especializados por su estructura o función. Escasez: Falta de lo necesario. Exudado: Líquido que sale de los poros. Reservorio: Depósito.

Homogeneizar: Proceso por el cual se logra que una sustancia obtenga una composición uniforme en la que no es posible distinguir ya sus componentes. In situ: “En el mismo lugar” dicho en latín. Néctar: Jugo azucarado que producen las plantas en unas estructuras llamadas nectarios. Regurgitar: Expulsar por la boca, sin vomitar, los contenidos sólidos o líquidos del estómago; entre algunas aves, por ejemplo, es una práctica común para alimentar a sus crías.

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Lentes Gravitacionales. Telescopio Natural Gerardo Martínez Avilés

La increíble e inesperada relación entre los agujeros negros supermasivos y la evolución de las galaxias Yetli Mariana Rosas Guevara

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L.F. Gerardo Martínez Avilés Posgrado en Astrofísica en la Universidad de Innsbruck, Austria.

Fuente: insolitanaturaleza.blogspot.com

Hace unos años, y gracias a la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, los científicos encontraron una nueva forma de observar el Universo utilizando como herramienta los propios objetos que hay en él. Nuestro conocimiento del Universo avanza a la par de nuestra forma de observarlo. Para los astrónomos más antiguos el único instrumento para captar la luz de los astros eran los ojos. Un salto tecnológico importante se debe a Galileo, el primero en usar un telescopio de lentes para observar los objetos del cielo, a principios del siglo XVII. Una lente capta la luz del objeto lejano y la concentra porque tiene

Desviación de la luz de una estrella por la acción del campo gravitacional del sol. Fuente: Hyper-mathematics/Uzayzaman

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Isaac Newton Fuente: www.anglotopia.net

la capacidad de desviarla. Así, con lentes podemos ver objetos que nuestros ojos no perciben porque están demasiado lejos o ser demasiado tenues. Unos decenios después de Galileo, Isaac Newton inventó el telescopio reflector, que en lugar de lentes usa un espejo curvo para recoger y desviar la luz. Desde entonces la Astronomía ha estado dominada por grandes telescopios reflectores. En los últimos años del siglo XX el invento de Newton llegó al espacio con el Telescopio Espacial Hubble y otros instrumentos similares, lo que nuevamente nos ha permitido observaciones innumerables y cada vez mejores.

Caminos de la luz

Exactamente 100 años después, un astrónomo llamado Johann Georg von Soldner utilizó las ideas de Newton en mecánica y en óptica para calcular la desviación de un rayo de luz que, proveniente de algún cuerpo lejano, pasara rasando la superficie del Sol antes de llegar a la Tierra. Según Soldner el rayo se desviaría 0.875 segundos de arco de su trayectoria recta original. Si en aquel entonces se hubiera contado con instrumentos para medir la desviación real, se habría descubierto que Soldner estaba equivocado. Pero, ¿por qué?

La gravedad curva la trayectoria de los objetos: una piedra que se lanza hacia

A principios del siglo XX, Albert Einstein desarrolló la Teoría general de la relatividad,

Hace unos años los científicos encontraron una forma de observar el Universo utilizando como herramienta ¡los propios objetos que hay en él! Bienvenidos a la era de las lentes gravitacionales.

arriba vuelve a caer, los planetas se mantienen en órbita alrededor del Sol. En 1704 Isaac Newton se preguntó si los rayos de luz también serían desviados por un campo gravitacional. “¿No actúan los cuerpos sobre la luz a distancia, y por su acción doblan sus rayos: y no es esta acción más intensa a menor distancia?”, escribió Newton.

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donde planeó la revolucionaria idea de que la gravedad se debe a que los cuerpos con masa deforman el espacio-tiempo. Una de las predicciones de esta teoría era que la trayectoria de un rayo de luz proveniente de un objeto lejano debería desviarse al pasar

Telescopio Isaac Newton Fuente: www.taringa.net

La concentración de masa en el cúmulo Bala se determinó utilizando el efecto de lentes gravitacionales. Fuente: Hyper-mathematics/Uzayzaman

cerca de cuerpo suficientemente masivo, como el Sol. Para entonces ya se contaba con la tecnología necesaria para detectar la desviación de la luz y el astrónomo inglés Arthur Eddington quiso saber si Einstein tenía razón. Para probarlo consideró que la desviación calculada con la teoría general de la relatividad era de 1.745 segundos de arco, el doble de lo esperado con la teoría de Newton. Así, la luz de las estrellas situadas detrás del Sol debería doblarse al pasar rasando por la superficie de éste. Desde la Tierra veríamos esas estrellas en posiciones ligeramente alteradas respecto a las que se les han medido en otra época del año, cuando el sol no está entre ellas. Pero la luz de las estrellas que están detrás del Sol únicamente es visible durante un eclipse total. Eddington sabía que la única forma de medir la desviación era esperar la oscuridad de un eclipse para tomar fotografías de las estrellas que se dejarían ver cerca del Sol en esos momentos. La expedición de Eddington hizo sus históricas observaciones durante un eclipse que ocurrió el 29 de mayo de 1919 y que fue visible en la Isla Príncipe, frente al África occidental, y en partes de Brasil.

Albert Einstein Fuente: www.elperiodicodetudia.com

Eddington logró tomar 16 fotografías del eclipse y las estrellas circundantes. Al comparar la posición de éstas durante el eclipse con la posición conocida, sin el Sol de por medio, Eddington concluyó que la desviación de los rayos luminosos era precisamente la predicha por la teoría de

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Einstein. Hoy sabemos que las mediciones de Eddington tenían una precisión de sólo 30%, de modo que, como decimos en la jerga científica, Eddington “cuchareó” para obtener los resultados que quería. De cualquier modo, el experimento se ha repetido muchas veces y en todas se han confirmado las predicciones de la Teoría general de la relatividad. Pero a Eddington le quedó el consuelo de conservar el honor de ser el primero en fotografiar una lente gravitacional. Telescopios naturales Si el Sol, como una lente óptica poco potente, puede desviar un rayo de luz por 1.745 segundos de arco, ¿qué podrá hacer un cuerpo mucho más masivo? En 1937, el astrónomo Fritz Zwicky sugirió que Arthur Eddington Fuente: questions-1001.blogspot.com una galaxia interpuesta entre un objeto más distante y nosotros podría enfocar la luz del objeto. Así, un cuerpo demasiado tenue para verse desde la Tierra, se haría visible gracias al campo gravitacional de la galaxia. Ésta podía actuar como un telescopio natural. Más que simplemente enfocar el objeto para hacérnoslo menos tenue, el efecto de una galaxia interpuesta sería doblarla luz de los objetos más lejanos de maneras caprichosas,quizá produciendo efectos de lente ojo de mosca. Zwicky ideó un método para encontrar lentes gravitacionales: buscar en el cielo imágenes múltiples de un mismo objeto. Tomemos como ejemplo un cuásar. Los cuásares son objetos muy luminosos y se encuentran entre los cuerpos más lejanos que podemos ver. En algunos casos, además, los cuásares presentan variaciones en brillo en periodos de unas cuantas semanas. Dos rayos luminosos de un cuásar son desviados por Imaginemos que entre el cuásar y nosotros el campo gravitacional del objeto central, en este caso un cúmulo de galaxias. Ambas desviaciones hay una galaxia con una masa típica de generan dos imágenes aparentes del objeto fuente. 100 millones de veces la masa del Sol. La mole de la galaxia dobla la luz del cuásar como la masa del Sol torcía la luz de las estrellas que fotografió Eddington. Dos rayos divergentes que, provenientes del cuásar, pasaran a uno y otro lado de la galaxia interpuesta, podrían desviarse y converger en la Tierra. Nosotros veríamos dos rayos provenientes de direcciones distintas, que nuestros ojos interpretarían como dos imágenes de objetos distintos. Fuente: Nasa/cxc/M.Weiss

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Tuvieron que pasar más de 40 años para que la idea de Zwicky encontrara evidencia observacional. En 1979 los astrónomos Dennis Walsh, Robert Carswelly Raymond Weymann hallaron dos cuásares muy juntos en el cielo. Los cuásares se encontraban en lados opuestos de una galaxia brillante, pero lo curioso era que tenían espectros idénticos, es decir, la luz que emitían era igual. Una coincidencia de este tipo es sumamente improbable. La explicación debía ser que los dos cuásares eran en realidad la imagen duplicada de un mismo objeto. Desde entonces se han descubierto más de 40 imágenes múltiples debidas a lentes gravitacionales. Lo que hace la mano… Dos rayos de la luz de un cuásar podrían ser desviados por un cuerpo muy masivo La Cruz de Einstein: los cuatro objetos alrededor del cuerpo central, una galaxia cercana, son imágenes repetidas del mismo cuásar.

Fuente: NASA/ESA/STScl

El camino que sigue el rayo que genera la imagen A es más corto que el que sigue el rayo de la imagen B. Es por ello que cualquier señal del cuásar será visible prmero en la imagen A y un tiempo después en la imagen B

Fuente: HST/NASA/ESA

Fritz Zwicky Fuente: totallyhistory.com

y enfocados hacia la Tierra, pero llegar por caminos de longitudes distintas. Si además el cuásar cambiara de brillo periódicamente, en vista de que el camino de uno de los rayos es más corto que el del otro las imágenes correspondientes cambiarían de brillo a destiempo. En 1994 un equipo dirigido por el astrónomo Edwin Lewis Turner observó una de las imágenes del cuásar de Walsh, Carswell y Weymann por espacio de varias noches consecutivas. Después de hacer algunos cálculos, los investigadores se dieron cuenta de que podían predecir lo que hacía la otra imagen un tiempo después. Descubrieron que la segunda imagen llegaba a la Tierra con un retraso de 415 días, ¡más de un año! En 1995 el equipo publicó en una prestigiosa revista de astrofísica lo que haría la imagen B en 1996. Acertaron, aunque resultó que el retraso era más bien de 417 +- 3 días. Así, este fenómeno permite hacer varias mediciones de un mismo acontecimiento aprovechando el retraso entre diferentes imágenes de un mismo objeto.

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Hay distintas maneras de hacer uso de las lentes gravitacionales para entender mejor el cosmos. Las deformaciones de la luz que éstas producen, tanto las grandes (galaxias y cúmulos de galaxias) como las “microlentes” (estrellas), se utilizan hoy como verdaderos telescopios naturales que extienden nuestra capacidad de observación. A continuación, algunas de estas aplicaciones.

Abell 2218 Fuente: crocus.sci.kumamoto-u.ac.jp

Detectar objetos muy lejanos Las lentes gravitacionales pueden enfocar sobre la Tierra la luz de objetos que por ser tan remotos y tenues, no se verían sin ellas. En 2004 se descubrió una galaxia muy lejana cuya luz se enfoca por efecto del cúmulo de galaxias conocido como Abell 2218. Esta galaxia era el objeto más remoto descubierto hasta entonces. Como, además, la luz de los objetos más lejanos en el espacio también nos llega de más atrás en el tiempo, estos objetos nos ofrecen una visión de las etapas tempranas del Universo. Los cuásares son cuerpos muy brillantes, pero tan lejanos que desde la Tierra se ven como puntos incluso con los telescopios más potentes. Pero si la luz de un cuásar pasa por una lente gravitacional antes de llegar a la Tierra, podemos llegar a ver el interior de ese objeto, lo que sirve para entenderlo mejor. Inferir la distribución de la masa en el cosmos Las lentes gravitacionales pueden convertirse en objetos de estudio por derecho propio. Uno de los principales problemas en la astrofísica es determinar la masa de los objetos que vemos en el cielo; la Teoría de las lentes gravitacionales permite calcular la masa de la fuente gravitacional que hace de lente a partir de su efecto sobre la luz que pasa cerca de ella. Esto ha permitido estimar la masa de objetos que no emiten luz propia, pero que deforman la de algún cuerpo más lejano. El efecto de lente gravitacional de

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Debido a su inmensa masa, el cúmulo galáctico Abell 1689 funciona como una enorme lupa cósmica.

Fuente: NASA, ESA, J. Richard (CRAL)/J.P. Kneib (LAM)/ MarcPostman (STScl)

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o exoplanetas, esto es, planetas que giran alrededor de otras estrellas en nuestra galaxia; se trata de un área de la Astronomía que ha cobrado mucha importancia en los últimos años. Si una estrella con un planeta pasa frente a una fuente de luz más lejana, la imagen de esta fuente se deforma por efecto de la masa de la estrella y el planeta. La tecnología de hoy no permite ver exoplanetas directamente, pero si se conoce la masa de la estrella, cuya luz sí se ve, se puede inferir la masa del exoplaneta a partir de la distorsión de la luz del objeto lejano. También se puede estimar la distancia a la que orbita el planeta. Arcos Luminosos Fuente: www.eluniverso.org.es

estos objetos, que de otra manera serían indetectables, nos permite medir parte de la masa de la misteriosa materia oscura: materia invisible salvo por sus efectos gravitacionales. Esto, a su vez, sirve para ajustar nuestras teorías del origen y la estructura del Universo. Hoy conocemos, por ejemplo, varios cúmulos de galaxias que producen arcos luminosos con la luz de objetos más lejanos. Los primeros arcos luminosos debidos al efecto de lente de un cúmulo de galaxias fueron descubiertos en 1986 independientemente por Roger Lynds, del Observatorio Nacional de Astronomía Óptica de Estados Unidos, en colaboración con Vahé Petrosian, de la Universidad Stanford, y por el equipo de Genevieve Soucail, del Observatorio de Midi-Pyrénées, Francia. De la forma de los arcos se infiere la distribución de masa del cúmulo, y en particular, su contenido de materia oscura. Encontrar exoplanetas Otro uso de las lentes gravitacionales es la detección de planetas extrasolares

Medir la distancia a un cuásar Las distancias a los objetos más lejanos del Universo son muy difíciles de medir, y esto generalmente se hace por métodos indirectos e imprecisos. Pero si un cuásar se ve deformado en imágenes múltiples por una lente gravitacional es muy fácil determinar la distancia a la que se encuentra. Resulta que el retraso entre las imágenes múltiples se puede calcular teóricamente como una fracción del tiempo total que tarda la luz en llegar desde el cuásar. De modo que, a partir del retraso medido y la fracción calculada, podemos obtener ese tiempo total, o lo que es lo mismo, la distancia al cuásar en años luz sin demasiadas complicaciones y con mucha precisión. Conocer las distancias a estos objetos tan lejanos también sirve para ajustar nuestros modelos cosmológicos, y en particular, para estimar la velocidad de expansión del Universo. Hace apenas 30 años que se usan las lentes gravitacionales como herramienta para la astrofísica. Se puede decir, por lo tanto, que su historia apenas está comenzando. Quién sabe qué más seremos capaces de observar en el futuro y qué nuevos descubrimientos se harán con esta forma de observar el cosmos.

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Anillos celestes Si la fuente de luz, la lente gravitacional y el observador están perfectamente alineados por casualidad —y si, además, la lente es un objeto simétrico, como una galaxia—, el observador podría ver un fenómeno muy hermoso: un anillo de luz rodeando la galaxia que hace de lente. En estas condiciones de simetría y alineación, la lente produciría un continuo de imágenes múltiples todo a su alrededor. Este fenómeno, hoy conocido como anillo de Einstein, lo predijo en 1924 el físico ruso Orest Khvolson. El propio Einstein dijo en 1936 que había muy pocas probabilidades de que se dieran las condiciones para observar estos anillos, porque la alineación entre el observador, la lente y el objeto lejano tendría que ser muy precisa. Pero Einstein, como Khvolson, estaba pensando en que tanto el objeto como la lente gravitacional serían estrellas. Ahora bien, vemos relativamente pocas estrellas (todas las que vemos están en nuestra galaxia; las de otras galaxias están demasiado lejos para distinguirse individualmente, a menos que exploten como supernovas), y su efecto de lente es relativamente débil, por lo que Einstein tenía razón. Pero cuando Zwicky propuso buscar más bien lentes gravitacionales producidas

Los segmentos de anillos que se ven en la figura son causados por el efecto de lente gravitacional de un cúmulo de galaxias.

Fuente: HST/NASA/ESA

por galaxias y cúmulos de galaxias, las probabilidades mejoraron porque vemos muchas más galaxias lejanas que estrellas cercanas y porque el diámetro de un anillo de Einstein aumenta con la masa de la lente. Hoy conocemos varios anillos de Einstein, pero incompletos, como la imagen deformada de un objeto visto a través de un fondo de botella. El primer anillo de Einstein completo lo encontró en 1998 un equipo de astrónomos de la Universidad de Manchester y del Telescopio Espacial Hubble. —S. R

Glosario Campo gravitacional: Se llama campo gravitacional a un objeto matemático que describe los efectos de la fuerza de gravedad en las cercanías de un objeto con masa. Espacio-tiempo: Es una noción introducida por Albert Einstein que sirve para describir con un único objeto matemático tanto variaciones en el tiempo como variaciones en el espacio. En la teoría general de la relatividad el espacio tiempo es el campo gravitacional. Entonces, la masa de un cuerpo indica al espacio tiempo cómo debe deformarse mientras que las deformaciones del espacio-tiempo indican al cuerpo masivo cómo debe moverse. Galaxia: Las galaxias son conjuntos de estrellas, mezcladas con gas y polvo. Las galaxias más

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pequeñas contienen decenas de millones de estrellas, mientras que las más grandes llegan a tener hasta cientos de billones de estrellas. Lente de ojo de mosca: Una lente de ojo de mosca es una lente compuesta por un gran número de lentes pequeñas. Cúmulo de Galaxias: Un cúmulo de galaxias es una estructura que consta desde de cientos hasta de miles de galaxias. En los cúmulos, las galaxias se mantienen ligadas entre sí gracias a la fuerza de gravedad que ejercen entre ellas. Artículo de cortesía ¿Cómo ves?, Revista Mensual de Divulgación de la Ciencia, México, UNAM, 13 (153), 10-14. Recuperado de http://www.comoves.unam.mx

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L.F. Yetli Mariana Rosas Guevara Universidad de Durham, Reino Unido.

Fuente: http://apod.nasa.gov

Una de las interrogantes más intrigantes en Cosmología es cómo se forman y evolucionan las galaxias en el Universo. Increíblemente, parece ser que los objetos más extraños y cercanos a la ciencia ficción, los agujeros negros, juegan un papel importante en la evolución de las galaxias más grandes. Los agujeros negros son tan extraordinarios que no se creía que existieran hasta hace unas décadas. La primera vez que apareció la idea de un agujero negro fue en 1783 y fue postulada por el geólogo inglés John Michell. Tiempo después, en

1916, el astrofísico alemán Karl Schwarzchild encontró que estos extravagantes objetos aparecían naturalmente en la Teoría general de la relatividad de Einstein. En esta teoría, los agujeros negros son objetos muy compactos y masivos, que producen

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una fuerza de gravitación tan fuerte que nada cercano a ellos puede escapar, ni siquiera la luz. La esfera imaginaria en torno al agujero negro, dentro de la cual esto sucede, se llama horizonte de eventos. Para entender esto con más detalle, considera la idea de velocidad de escape. Imagina que arrojas una pelota hacia el cielo. Entre mayor sea la velocidad que alcance la pelota, más lejos llegará antes de parar y regresar otra vez. Esto se debe a que la fuerza de atracción de la Tierra es más débil entre más lejana la pelota esté de nuestro planeta. Por ende, al aumentar la velocidad habrá un punto en donde la pelota escape. La velocidad a la cual la pelota no regresa se llama velocidad de escape y aumenta con la masa del objeto, pero disminuye al incrementar la distancia inicial a éste. Sobre la superficie de la Tierra, la velocidad de escape es aproximadamente 11 kilómetros por segundo. En el caso del horizonte de eventos de un agujero negro, la velocidad de escape es la velocidad de la luz, velocidad límite en la naturaleza que ningún objeto con masa puede alcanzar.

Karl Schwarzchild Fuente: http://th.physik.uni-frankfurt.de

Esta figura presenta imágenes de cuásares tomadas por el telescopio espacial Hubble (HST, siglas en inglés). La fuente de energía es el crecimiento de los agujeros negros supermasivos. Fuente: J. Bahcall y M. Disney (NASA)

Cuando hablamos de agujeros negros supermasivos nos referimos a objetos compactos con masas millones de veces más grandes que la masa del Sol y que producen fuerzas gravitacionales muy intensas. Gracias a observaciones que se han hecho en los últimos 40 años ya no se duda de la existencia de los agujeros negros supermasivos. Algunos de estos estudios han sugerido la presencia de agujeros negros supermasivos en el centro

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de las galaxias. Se cree que los objetos más luminosos del Universo, llamados cuásares, son alimentados por agujeros negros supermasivos que capturan descomunales cantidades de gas a tasas muy grandes, produciendo una enorme liberación de energía mucho más eficiente que la que procede de mecanismos termonucleares como los que acontecen en el interior de las estrellas o la explosión de una supernova que es la muerte de una estrella masiva.

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Esta figura muestra las posiciones medidas de las estrellas cercanas al agujero negro supermasivo de nuestra galaxia, la Vía Láctea, usando el telescopio M.W. Keck. Las posiciones están sobrepuestas. Las imágenes fueron tomadas en el infrarrojo usando una técnica llamada óptica adaptativa. El tiempo que tardan en dar una vuelta al agujero negro es mayor a 10 años. La posición del objeto central está marcado como estrella.

Fuente: Grupo del Centro Galáctico, Keck, UCLA

Con el acceso a nuevos telescopios, como el telescopio espacial Hubble (HST, siglas en inglés) y con el desarrollo de nuevas tecnologías, los astrónomos han buscado agujeros negros supermasivos en las galaxias cercanas. Cazar agujeros negros no es una tarea fácil, puesto que nada escapa del interior de los agujeros negros, ni siquiera la luz, literalmente son negros. Entonces, ¿Cómo proceden los astrónomos? Lo que en realidad buscan los científicos son los efectos de su fuerza de gravedad sobre el movimiento de los cuerpos celestes que orbitan a su alrededor: En la proximidad de un agujero negro supermasivo, los objetos sufrirán grandes aceleraciones y sus trayectorias se curvarán notablemente. Los astrónomos se enfocan, así, en objetos celestes cercanos

a donde se sospecha está el agujero negro supermasivo y miden cuidadosamente las posiciones y velocidades de los primeros. Con esta estrategia se han encontrado pruebas sólidas de que los agujeros negros supermasivos existen y que son algo común en el Universo: en cada galaxia masiva cercana que se ha observado, se ha encontrado un agujero negro supermasivo en su centro, incluyendo en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Un grupo de astrónomos encabezados por la astrónoma Andrea Ghez midió los movimientos de una población de estrellas cercanas al centro galáctico que se reconoce por la presencia de una fuente de ondas de radio llamada Sagitario A. El grupo observó los movimientos de estas

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Esta figura muestra la galería de imágenes de galaxias tomadas por varios telescopios. Se pueden reconocer dos tipos de galaxias: unas que contiene un disco y otras que son elípticas. La diferencia entre estas galaxias es una pregunta fundamental en la Cosmología.

Fuente: Zolt Frei y James E. Gunn, Universidad de Budapest.

estrellas durante un período de diesisiete años con el telescopio M.W. Keck, y con sus estudios determinó que en el centro de nuestra galaxia hay un agujero negro supermasivo de 4 millones de masas como la del sol y de tamaño similar a la órbita de Mercurio. Para entender qué vínculo hay entre los agujeros negros masivos y las galaxias en las que residen, hablemos un poco de las galaxias. Las galaxias son los objetos más majestuosos en una noche estrellada y una parte fundamental en el Universo. Son del tamaño de miles de años luz y contienen miles de millones de estrellas. La Vía Láctea es una entre billones de galaxias similares en el Universo. Las galaxias se encuentran en diversas formas y tamaños. A pesar de su diversidad, se pueden clasificar robustamente en dos tipos: galaxias con disco y galaxias elípticas. Las galaxias con disco son planas y tienen un disco donde se concentran la mayoría de las estrellas, gas, materia y polvo. Sus discos usualmente desarrollan un patrón espiral y en ellos nuevas estrellas se están formando continuamente dentro de

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nubes moleculares. Las galaxias con disco no contienen muchas estrellas masivas y tienen un bulbo, que puede ser pequeño o comparable al disco, donde las estrellas son viejas. Un típico ejemplo de galaxia con disco es la Vía Láctea. En contraste, las galaxias elípticas tienden a tener masas mayores que las galaxias con disco y tienden a tener una forma esférica, la velocidad de rotación de las estrellas es mayor y no hay formación de estrellas en su interior. Una de las incógnitas actuales en Cosmología es entender por qué las galaxias elípticas están en cierta forma muertas, ya que no producen estrellas, mientras que sus contrapartes, las galaxias con disco, tienen significante actividad de formación de estrellas y diferente morfología también. Parte de la respuesta parece estar conectada con el crecimiento de los agujeros negros supermasivos en estas galaxias. Un descubrimiento sorprendente ha sido encontrar que las masas de los agujeros negros supermasivos están íntimamente relacionadas con las propiedades -la

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masa o la distribución de velocidades de las estrellas- del bulbo de las galaxias, e incluso de la galaxia total en las que los agujeros negros supermasivos viven. Esta relación es ciertamente inesperada ya que, aunque los agujeros negros supermasivos producen una fuerza de atracción enorme, esta misma decae rápidamente con la distancia a grado tal que el tamaño de la región en la que el agujero negro puede influir sobre el movimiento de la materia alrededor resulta ser mucho más pequeña que el del bulbo de la galaxia. Por ejemplo, la región donde la fuerza de atracción del agujero negro de nuestra galaxia puede afectar a la materia es del orden del tamaño del sistema solar, pero el bulbo es aproximadamente 10,000 veces mayor que el sistema solar. ¿Cómo pueden entonces estar relacionados los movimientos de las estrellas o el gas en el bulbo con la masa del agujero negro? Esta relación sugiere un vínculo fundamental entre el crecimiento de los agujeros supermasivos y la evolución de las galaxias. Para encontrar la naturaleza de este vínculo, debemos primero explorar el panorama general de cómo las galaxias se forman y crecen en el universo hasta llegar a ser las estructuras que vemos hoy. Hay un modelo estándar de la Cosmología que ha surgido en los últimos años, en el cual, gran parte del contenido del Universo está hecho de materia oscura y, por resultado, la fuerza que domina a escala galáctica es la gravedad. Este modelo ha sido estudiado usando enormes simulaciones en supercomputadoras que muestra cómo se forma la estructura en el Universo se forma en épocas tempranas, regiones más densas que la densidad promedio del Universo colapsan por la gravitación y llegan a formar halos de materia oscura. Estos halos evolucionan y llegan a ser masivos, formando una estructura filamentaria conocida como la red cósmica.

Esta figura muestra una caricatura de la relación entre los agujero negros supermasivos y el bulbo de galaxias.

Fuente: Tim Jones. U.T. Austin después de K. Cordes y S. Brown (STScl)

Esta figura muestra la distribución espacial a gran escala de las galaxias en el Universo real (panel izquierdo superior en azul) y la distribución espacial a gran escala predicha por modelos teóricos que incluyen el crecimiento de los agujero negros supermasivos, formación estelar y simulaciones de materia oscura (panel derecho inferior en rojo).

Fuente: V. Springel, Virgo Consortium.

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Galaxia Eliptica Fuente: www.fondosypantallas.com

En estos halos de materia oscura, las galaxias se forman y crecen, materia normal se enfría y cae hacia el centro del halo debido al tirón gravitacional provocado por los halos de materia oscura. Eventualmente, este gas se enfría y forma nubes que colapsan y fragmentan, dando lugar a la formación de estrellas. Se cree que en las primeras estructuras, las galaxias jóvenes forman un disco que continúa creciendo cuando gas de la red cósmica cae al disco. Estas galaxias también pueden crecer mediante colisiones con otras galaxias, formando galaxias más grandes. Durante el encuentro, las órbitas de las estrellas llegan a ser perturbadas y orientadas de forma aleatoria dando lugar a la formación del bulbo. En años recientes, han sido desarrollados modelos teóricos que incluyen este crecimiento de las galaxias, la formación de las estrellas y colisiones de galaxias en estos halos de materia oscura. En un panorama general, este modelo logra reproducir la distribución filamentaria de galaxias observada en grandes regiones del Universo.

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A pesar de este logro, aún hay algunos cabos sueltos en el modelo. Uno de estos problemas es que conjetura que las galaxias elípticas, al ser más masivas, atrapan gas continuamente desde los grandes filamentos formando eventualmente estrellas. Como resultado, las galaxias elípticas deberían producir muchas estrellas.

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Fuente: degs-news.blogspot.com

En contraste con las observaciones, las galaxias elípticas se muestran casi muertas ya que no hay formación estelar. Al respecto, no se conoce ningún proceso físico en las estrellas o en el gas que pudiera detener el enfriamiento del gas y su colapso a partir del cual se forman las estrellas, siendo éste un dilema en el modelo estándar de la Cosmología. Sin embargo, en los últimos siete años, la respuesta más viable está relacionada con los agujeros negros supermasivos. En cada una de las galaxias masivas se encuentra un agujero negro supermasivo que captura gas de sus alrededores y crece. En este proceso se libera mucha energía en forma de materia y radiación, creando objetos como los cuásares y los “jets” galácticos que son chorros de material moviéndose a velocidades cercanas a la de la luz.

jets galácticos Fuente: www.nasa.gov

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Esta es una ilustración de un agujero negro es su etapa activa, acrecentando masa y liberando energía en sus alrededores.

Fuente: NASA

Simulaciones han mostrado que el crecimiento de agujeros negros supermasivos puede calentar a la materia o expulsarla fuera del halo de materia oscura, evitando la formación de estrellas en las galaxias masivas. Este mecanismo es crucial ya que sin él, es imposible reproducir la abundancia de galaxias masivas que existe hoy en día. Algunas de estas simulaciones también reproducen

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las relaciones que existen entre la masa de los agujeros negros y las propiedades de las galaxias en las que viven y las interpretan como una consecuencia del proceso de crecimiento de los agujeros negros supermasivos. Ahora está bien establecido que la energía producida por los agujeros negros supermasivos en las galaxias masivas puede detener la formación estelar.

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Sin embargo, hay algunas preguntas aún sin resolver. Por ejemplo, no se han detectado agujeros negros supermasivos en acción, es decir, con vientos del tamaño del bulbo o de la galaxia como se esperarían en los modelos. El proceso físico de cómo se relacionan los agujeros negros supermasivos y la galaxias no está bien entendido. No sabemos qué se formó primero, la galaxia o el agujero negro supermasivo, ni cuál es el mecanismo de formación. Sin embargo, junto con las más sofisticadas simulaciones por computadora y observaciones con nuevos telescopios será posible entender este inesperado vínculo entre los agujeros negros supermasivos y sus galaxias. La aventura de los agujeros negros supermasivos apenas comienza. NuSTAR (el telescopio espectroscópico nuclear) o Nuclear Spectroscopic Telescope Array es un telescopio espacial de rayos X que utiliza un telescopio Wolter para enfocar la energía de los rayos X a partir de fuentes astrofísicas, especialmente para espectroscopia nuclear, y opera en el rango de 5 a 80 keV (un keV es una unidad de energía). Se trata de la décima primer misión de la NASA del programa de satélites Small Explorer (SMEX-11) y la primera basada en telescopios espaciales de rayos X, con energías superiores a los del Observatorio Chandra de Rayos X y XMM-Newton. Sus objetivos principales son llevar a cabo un estudio profundo de los agujeros negros mil millones de veces más masivos que nuestro Sol, comprender cómo las partículas se aceleran dentro de una fracción de un punto porcentual por debajo de la velocidad de la luz en las galaxias activas, y entender cómo los elementos se crean en las explosiones de estrellas masivas o supernovas. Fuente: www.fondosypantallas.com

Glosario Nubes moleculares: Son nubes de gas y polvo, compuestas principalmente de hidrógeno molecular, que se forman en el medio interestelar de las galaxias. En las regiones más densas de estas nubes es donde se forman las estrellas. Bulbo galáctico: El bulbo galáctico es una estructura de estrellas que poseen las galaxias de disco en la zona central del disco. El bulbo tiene una forma parecida a una esfera achatada con un radio mucho menor que el radio del disco. Cosmología: La cosmología es el estudio del Universo en su conjunto, es decir el estudio de su origen, su evolución y su estructura a muy gran escala. En la actualidad la cosmología combina herramientas de física y de astronomía. Halo: En astronomía y cosmología se le llama halo a una estructura que rodea las galaxias más allá de la región visible. El halo de una galaxia puede

contener diversos componentes como estrellas, plasma y materia oscura. Materia oscura: La materia oscura es el nombre que le dan los físicos y los astrónomos a un tipo de material desconocido que podría explicar fuerzas gravitacionales que se pueden detectar sin detectar materia normal asociada a ella. Si la materia oscura existe, esta representaría aproximadamente el 80% de la masa del Universo. También existe la posibilidad de que la materia oscura no exista y simplemente algunas de las leyes de la física que se aceptan actualmente estén incompletas. Entender de dónde viene esa fuerza gravitacional que parece no estar asociada a la materia que conocemos es actualmente uno de los grandes retos de la Astronomía y la Física. Artículo de cortesía Saber Más, Revista de Divulgación Científica y Tecnológica, México, UMSNH, 2 (7), 17-21. Recuperado de http:// www.sabermas.umich.mx

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El Experimento Tuskegee, los excesos de la investigación médica Luis Fernando Ortega Varela

¿Protagonistas de Hollywood? María Guadalupe Villa Rivera

¡Aguas con la limpieza! Los metaorganismos no son de miedo Horacio Cano Camacho

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Dr. Luis Fernando Ortega Varela Escuela de Enfermería y Salud Pública, UMSNH.

El experimento de Tuskegee. Fuente: es.wikipedia.org

La ciencia es producto de acciones razonadas y sistemáticas que permiten descubrir nuevos elementos esclarecedores y significativos en la realidad(1). La explosión farmacológica que se ha venido presentando desde fines del siglo XIX es una prueba tangible del avance científico. Desde la aparición de los analgésicos y antibióticos hasta la terapia génica, la investigación en el área de la salud

nos brinda una expectativa de vida más amplia cuyas ventajas a veces no apreciamos suficientemente. Por ejemplo, pocas veces tomamos en cuenta el hecho de que desde que una sustancia se detecta como posible medicamento hasta que sale a la venta en las farmacias, transcurren al menos 10 años de arduos y costosos procesos de investigación(2). Este tipo de estudios requiere de valoraciones éticas que controlen el desarrollo de

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los estudios, de forma que los fines no justifiquen los medios; es decir, que nuestra necesidad de obtener conocimiento por medio de la investigación tenga límites. El torbellino de descubrimientos médicos en un principio llevó a dejar de lado la necesidad de adoptar normas para proteger la dignidad de los participantes en los ensayos biomédicos, pero tragedias como el experimento Tuskegee(3) nos han hecho reflexionar al respecto. En 1932 el PHS (Servicio Público de Salud) de los Estados Unidos, decide llevar a cabo un estudio sobre la evolución de la sífilis en la población negra de Tuskegee, en el Condado de Macon Alabama (una de las regiones más pobres de ese país). Para ello fueron seleccionados unos cuatrocientos varones negros sifilíticos y otro grupo similar de doscientos no sifilíticos

Fig.1. Daño tisular causado por la sífilis a un participante del experimento tuskegee. Fuente: http://paulrucker.com/activism/ tuskegee

Experimento tuskegee. Fuente: elrincondemayriel.wordpress.com

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sirvió de testigo. Su objetivo era comparar la salud y longevidad de la población sifilítica no tratada al contrastarla con el grupo testigo(4).

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El cuerpo médico no tenía intenciones de curarlos y aplicó un tratamiento placebo; la única información que tuvieron los pacientes era que estaban en tratamiento por su “mala sangre”. Deliberadamente se dejó avanzar la enfermedad hasta ser sífilis terciaria (que incluye tumores, ceguera, enfermedad coronaria y la muerte Fig. 1). Los datos colectados para el experimento fueron obtenidos de las autopsias de los pacientes, por lo que los sujetos no eran relevantes para el estudio hasta que morían(4). La investigación continuó sin cambios sustanciales y se publicaron trece “exitosos” artículos en revistas médicas hasta que, en 1972, el periodista J. Heller publicó un artículo sobre este tema en el New York Times, causando un escándalo que originó el cese del experimento(5).

Fig.2. La película “Miss Ever´sBoys”, está basada en los indignantes acontecimientos de este estudio clínico. Fuente: amazon.com

Entre los incentivos que se ofrecieron a los sujetos de experimentación de Tuskegee estaba el dinero, pero las indemnizaciones que recibieron algunos de los pacientes tenía como fin poder costearse un ataúd(5).

New York Times Fuente: http://3.bp.blogspot.com

El problema moral se agrava a partir de 1942 en que se hace extensivo el uso de la penicilina. Este antibiótico se empieza a emplear para tratar distintas infecciones incluso en el mismo Hospital de Tuskegee, pero se niega su aplicación a los participantes en el estudio sobre la sífilis. Algunas voces académicas comenzaron a mostrar su desacuerdo, pero el PHS continuó con el estudio argumentando que “no habría otra oportunidad de obtener información de un grupo similar”(6) (Fig. 2).

Hasta el año de 1973 (más de cuatro décadas después del inicio del estudio), los servicios de salud pública reconocieron sus carencias éticas debido al escándalo mediático(3,4). A raíz de esto, en 1974, el Congreso Estadounidense creó una comisión para abordar el problema de la experimentación con sujetos humanos, formada no sólo por científicos, sino también por otros profesionales: filósofos, juristas, teólogos, sociólogos,etc. Cuatro años más tarde esta comisión da a conocer sus conclusiones en el llamado Informe Belmont, donde aparecen por primera vez los que, posteriormente, van a ser universalmente conocidos como Principios Bioéticos(2).

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Fig. 3. Los últimos sobrevivientes del estudio, con el presidente Clinton. Fuente: http://www.tuskegee.edu/

A partir de entonces, cualquier persona sujeta a un ensayo clínico debe analizar y aprobar un formato de Consentimiento informado por escrito, para conocer sus responsabilidades, prestar adecuada cooperación, comprender los riesgos y beneficios y saber que puede abandonar el estudio si así lo decide. Además todos los protocolos de los estudios clínicos deben ser aprobados y supervisados por un comité de ética e investigación. Para salvaguardar los derechos y el bienestar de los voluntarios.

Asimismo, el personal de salud involucrado en estos estudios debe estar al tanto de las buenas prácticas clínicas, procedimientos operativos estándar y debe preparar un archivo de la información generada. Como epílogo de este siniestro capítulo en la historia de la investigación; en un gesto sensible pero muy tardío, el presidente Clinton pidió una disculpa pública a los últimos 8 sobrevivientes del estudio en 1997(3)(Fig. 3) y en el 2006 abrió sus puertas el Centro Nacional de Bioética de la Universidad de Tuskegee(7).

Bibliografía 1 Saravia-Gallardo MA. Metodología de la Investigación Científica. Publicado en el Sitio Web www.conacyt.gov.bo Fecha de publicación: Enero, 2006. 2 Laporte JR, Baksaas I, Lunde PKM.General Background. MNG Dukes (ed) Drug utilization Studies. Methods and uses. WHO Regional Publications, European Series No 45 Copenhague, 1993; 5-22.

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Bibliografía Pardo Pablo. Médicos de EEUU usaron a los negros como cobayas. El Mundo (España) 30 de enero del 2007; 35. 4 J.H. Jones, Bad Blood: The Tuskegee Syphilis Experiment (The Free Press, New York, 1981, 1993). 5 Agustín del Cañizo Fernández-Roldán. El experimento Tuskegee/ Miss Evers’ Boys (1997). Estudio de la evolución de la sífilis en pacientes negros no tratados. Rev Med Cine 1 (2005): 12-16. 6 Fairchild AM, Bayer R. Uses and Abuses of Tuskegee. Science 7 May 1999: Vol. 284. no. 5416, pp. 919 – 921. 7 Tuskegee bioethics to open. Chicago sun (USA) May 12th, 2007. 3

Artículo publicado en el número 12, año VIII; primavera del 2009, Pp. 25-26 de la Revista Archipiélago.

Glosario Analgésicos: Medicamentos que nos ayudan a controlar el dolor.

Principios Bioéticos: Principios generales garantizan el respeto por los seres vivos.

Antibióticos: Agentes farmacológicos combaten las infecciones bacterianas.

Consentimiento informado: Documento en el que los participantes de un estudio clìnico manifiestan con su firma la voluntad de participar, informados de los riesgos y beneficios que implica la investigación.

que

Penicilina: Sustancia obtenida de manera accidental del Hongo Penicilium notatuma partir de un cultivo bacteriano contaminado en 1928; uno de los primeros antibióticos descubiertos y el más utilizado en la historia. En 1945, Fleming, Florey y Chain recibieron el Premio Nobel por su descubrimiento. Terapia génica: Es un tratamiento médico que consiste en manipular la información genética de células enfermas, para corregir un defecto genético o para dotar a las células de una nueva función que les permita superar una alteración. Placebo: Fenómeno por el cual los síntomas de un paciente pueden mejorar mediante un tratamiento con una sustancia inocua, es decir, una sustancia sin efectos directamente relacionados con el tratamiento de los síntomas o la enfermedad. Enfermedad coronaria: Conocida también como enfermedad de las arterias coronarias, es una afección en la que se deposita placa dentro de las arterias coronarias impidiendo el paso adecuado de la sangre al músculo cardiaco, disminuyendo su oxigenación.

que

Sífilis: Es una enfermedad de transmisión sexual ocasionada por una bacteria llamada Treponema pallidum. Los pacientes pueden no tener síntomas por años, pero sí enfrentan el riesgo de complicaciones que van desde la aparición de pequeñas úlceras llamadas chancros (fase primaria). Irritaciones en la piel y lesiones en las membranas mucosas (fase secundaria). En la fase terciaria, la sífilis puede lesionar los órganos internos, entre ellos el cerebro, los nervios, los ojos, el corazón, los vasos sanguíneos, el hígado, los huesos, las articulaciones y puede ocasionar la muerte. Informe Belmont: Es un informe creado por el Departamento de Salud, Educación y Bienestar de los Estados Unidos titulado: Principios éticos para la protección de los sujetos humanos de investigación. Este código publicado en 1979, es el prototipo de muchos otros, ulteriores, cuya intención es asegurar que la investigación con sujetos humanos se lleve a cabo en forma ética.

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M. C. María Guadalupe Villa Rivera Centro Multidisciplinario de Estudios en Biotecnología, UMSNH

Fuente: 3.bp.blogspot.com

Si hay algo que todos o casi todos disfrutamos al máximo al ver una buena película, en la comodidad de nuestro hogar, en reuniones con amigos o familiares y por supuesto cuando vamos al cine, son las palomitas de maíz. Y lo son en cualquiera de sus variantes: naturales, mantequilla, extra mantequilla, etc. Podemos incluir unos nachos con queso y claro, una bebida refrescante. Este gozo parece del todo inocuo, más allá de los kilos de más que podamos agregar a nuestro peso. Sin embargo, no necesariamente es así. Hace unos días tuve la oportunidad de asistir a un congreso de biología molecular de hongos y para mi sorpresa, una de las

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ponencias trataba precisamente de las palomitas de maíz ¿Y qué tienen que ver las ricas palomitas de maíz con los hongos? El grupo de trabajo que presentó la ponencia a la que hago referencia, evaluó la presencia de algunos hongos microscópicos en semillas de maíz con las que se preparan las palomitas. Obtuvieron muestras de semilla a granel, industrializadas y desde luego las empacadas de diferentes marcas y que suelen procesarse en hornos de microondas. Ellos encontraron la presencia de 25 especies de hongos microscópicos en estas semillas. Las más contaminadas

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resultaron ser las palomitas de microondas. Si de por sí esto ya es preocupante, lo más alarmante fue el tipo de hongos que habitan en estas semillas pues tres de los géneros más frecuentemente encontrados fueron Fusarium sp, Penicillium sp y Aspergillus sp (hongos conocidos como mohos). Precisamente estos tres géneros de hongos son los mayores productores de micotoxinas y representan un riesgo potencial para la salud humana. Las micotoxinas son sustancias tóxicas producidas por hongos, que causan las micotoxicosis o enfermedades producidas por la ingestión de toxinas en alimentos que han sido invadidos por algunos hongos. Un aspecto importante a considerar es que el tratamiento para las micotoxicosis con drogas o antibióticos tiene poco o ningún efecto. Algunos antibióticos producidos por hongos, como la penicilina y la cefalosporina, son también micotoxinas que resultan tóxicos para diversas bacterias.

Hongo Fusarium Fuente: www.dicyt.com

Fuente: http://static.hsfiles.com

Hay otras micotoxinas que son dañinas para los animales, las plantas y para el ser humano en donde se ha descrito su papel como carcinogénicas. El hongo Fusarium sp produce dos tipos de micotoxinas: las fumonisinas y el deoxinivalenol y el hongo Aspergillus sp es el principal productor de aflatoxinas. Penicillium sp produce ocratoxina y citrinina. Estas micotoxinas son producidas como metabolitos secundarios; es decir, son moléculas que no son necesarias para el crecimiento y reproducción del hongo, sino que se sintetizan bajo ciertas condiciones ambientales (principalmente situaciones de estrés) una vez que el hongo ha alcanzado cierto grado de diferenciación bioquímica, fisiológica y morfológica. Las micotoxinas actúan como antibióticos, lo que favorece la sobrevivencia del hongo en competencia con otros microorganismos como bacterias.

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Los hongos pueden invadir los cultivos previamenteo durante la cosecha pero sobre todo durante el almacenamiento de los granos, donde los factores más importantes que desencadenan la producción de micotoxinas son la humedad y la temperatura. Uno de los productores más importantes de aflatoxinas es Aspergillus flavus. Este hongo infecta semillas de cereales y leguminosas. Las aflatoxinas poseen actividad mutágena y carcinógena. Un comité de expertos en aditivos alimentarios de la Organización Mundial de la Salud de la ONU, calificó las aflatoxinas como potentes carcinógenos humanos, pero dado que no se cuenta con información suficiente para establecer una cifra del grado de exposición tolerable, recomendó que su presencia en los alimentos debe estar reducida al mínimo. Por otro lado, las fumonisinas que son producidas por Fusarium verticillioides son altamente tóxicas para el hígado y cerebro, e incluso son capaces de producir lesiones cardiacas. Se ha establecido que la mejor manera de prevenirla contaminación por hongos productores de micotoxinas es el manejo correcto de los cultivos y cosechas, un almacenamiento adecuado por tiempos no muy prolongados y por supuesto un control de calidad eficiente en los alimentos para animales de granja. Las condiciones de almacenamiento de las semillas son críticas para que se produzcan las micotoxinas, en países como Estados Unidos donde los tiempos de permanencia en bodega de las semillas son muy prolongados, es cuando se ha encontrado una mayor prevalencia de micotoxinas. El daño por insectos es también otro factor que puede incrementar los niveles de aflatoxinas y fumonisinas, siendo este daño un claro indicativo de la presencia de estas toxinas,

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Maíz Fuente: www.odepa.cl

ya que las lesiones producidas a los granos favorecen el establecimiento de hongos. El maíz es una de las semillas más susceptibles a la contaminación por micotoxinas y se ha encontrado que por lo menos las aflatoxinas y fumonisinas persisten en alimentos originados con maíz como cereales, frituras y por supuesto, las palomitas de maíz comercializadas. Es importante mencionar, que estas sustancias son capaces de resistir procesos culinarios e industriales, tratamiento con calor e incluso las microondas de un horno convencional. El maíz palomero es un caso especial y preocupante, ya que todos tenemos a las palomitas por inofensivas. Es posible que el alto contenido de hongos productores de micotoxinas encontrado en las palomitas de microondas se deba a los aditivos la mantequilla que contienen y un procesamiento industrial deficiente que no elimina la humedad, lo cual favorece la presencia de estos hongos.

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Si consideramos un poco más la situación, nos damos cuenta que no solo las palomitas de maíz sino también los nachos que disfrutamos en el cine podrían contener un alto contenido de aflatoxinas. Particularmente las frituras que consumimos ordinariamente son elaboradas con maíz de desecho de países como Estados Unidos donde como se mencionaba anteriormente, los tiempos de almacenamiento son muy prolongados y la probabilidad de contaminación por hongos es muy alta; de esta manera ¿podría convertir cada visita al cine en una verdadera película de terror? Tendríamos que reflexionar un poco e investigar acerca de la procedencia y el tratamiento que se le da a las semillas con las que preparan las palomitas en el cine. Ahora bien, podremos darnos cuenta que no solo las palomitas y las frituras representan un riesgo potencial a nuestra salud, también el pan (ya que la fumonisinas resisten procesos de panificación y fermentación), las hojuelas de maíz y por supuesto tortillas que consumimos todos los días pueden contener toxinas capaces de causarnos alguna enfermedad. Como prueba de lo anterior les menciono un sencillo ejemplo: cuando observamos la presencia de mohos en alguna tortilla o pan, lo que hacemos algunos de nosotros es eliminar únicamente la parte contaminada y comernos lo demás, sin darnos cuenta que los hongos están presentes en toda la pieza aunque no los podamos observar, recordemos que al ser hongos microscópicos no son observables a simple vista, es necesario un equipo especial para poder visualizarlo. Examinando un poco todo este asunto, vino a mi memoria el gran debate que existe actualmente sobre los alimentos transgénicos y cómo las opiniones más radicales argumentan que éstos pueden tener efectos nocivos para nuestra salud, o pueden incluso “volver locas a las plantas” (citado textualmente de una entrevista

Nachos Fuente: www.odepa.cl

Cereal Fuente: cowbird.com

Pan Fuente: http://glutoniana.files.wordpress.com

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que escuché por radio con un afamado investigador). No nos damos cuenta que hay alimentos no transgénicos o alimentos producidos por agricultura orgánica que son capaces de causarnos un daño aún mayor del que se especula puedan causarnos los transgénicos, pues eliminar micotoxinas de los alimentos es muy complicado, se ha demostrado que algunas de éstas cuando son ingeridas en el forraje por el ganado lechero, son excretadas con la leche en una forma todavía tóxica. La pregunta obligada es entonces: ¿ahora qué vamos a comer, si todo nos hace daño? La verdad es que desconocemos mucho al respecto. Sabemos que aunque consumimos cantidades relativamente bajas de micotoxinas en varios alimentos, el consumo constante podría representar un problema serio para la salud. Tranquilicémonos un poco, no todo está perdido, la ciencia y las nuevas tecnologías están trabajando para desarrollar técnicas que puedan eliminar la mayor cantidad de hongos productores de micotoxinas de las semillas importantes para el consumo humano. Incluso es posible prevenir el desarrollo de hongos si se toman las medidas adecuadas. Para las semillas de maíz por ejemplo, se estableció que el pre tratamiento de las mismas durante 20 minutos con luz ultravioleta antes de ser empacadas reduce sustancialmente la cantidad de organismos productores de micotoxinas. Adicionalmente, se ha demostrado que reutilizar el agua de nejayote, que no

Luz ultra violeta Fuente: lh5.googleusercontent.com

es más que el residuo del proceso de nixtamalización, el cual es filtrado y donde es posible encontrar altas concentracion es de calcio puede eliminar hongos y bacterias de las semillas de maíz si se utiliza como un tratamiento adicional a la nixtamalización habitual, o si es incorporado a la masa con la que se preparan los alimentos.

Glosario Biología molecular: Estudia la estructura, función y composición de las moléculas biológicamente importantes como las del ADE, ARN, enzimas, hormonas, etc. Mutágeno: Es un agente físico, químico o biológico que altera o cambia la información genética (usualmente ADN) de un organismo y ello incrementa la frecuencia de mutaciones por encima del nivel natural.

Alimento transgénico: Es aquel que ha sido producido a partir de un organismo modificado mediante ingeniería genética y se le han incorporado genes de otro organismo para producir las características deseadas como resistencia a plagas, resistencia a sequía, etc. Carcinógeno: Es un agente físico, químico o biológico potencialmente capaz de producir cáncer.

Artículo de cortesía Saber Más, Revista de Divulgación Científica y Tecnológica, México, UMSNH, 3 (13), 10-14. Recuperado de http://www.sabermas.umich.mx

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Dr. Horacio Cano Camacho Centro Multidisciplinario de Estudios en Biotecnología, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, UMSNH.

Fuente: www.dgcs.unam.mx

Tenemos varios años en una guerra sin cuartel contra los microorganismos de nuestro entorno y en particular de nuestro propio cuerpo. Hoy por la mañana escuché un anuncio publicitario de un jabón que nos promete eliminar el 95% de las bacterias de la piel; otro día mirando los anaqueles de una tienda, los encontré llenos de productos “puros” y despojados –o al menos eso anuncian-- de cualquier microorganismo. Comemos ensaladas rociadas con “agua bendita”, yogur que de tan limpio ya no es yogur. También en la oficina, el aula, el gimnasio o la calle, es

frecuente ver a muchas personas portando botellas de agua “purificada”, filtrada, ozonizada, bendecida, con la finalidad de eliminar toda clase de microbios. Hemos sucumbido a la idea de que todo lo que comamos o que toque nuestra piel debe ser esterilizado. Y es que le tenemos un miedo terrible a unos seres tan pequeños que nos han dicho que allí están y vienen por nosotros. Una actitud similar la hemos tomado con otros aspectos de la comida: ya no endulzamos con azúcar, no consumimos algo que tenga el temido

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colesterol, el huevo es un veneno, las papas y las tortillas engordan y mucha gente en los restaurantes no pide lo que en verdad desea ante las miradas de reprobación y verdadero acoso de los otros. Pero los seres humanos convivimos con miles de millones de microorganismos. Esta convivencia se ha logrado a lo largo de miles de años de co-evolución. Estos organismos viven sobre nosotros o dentro de nosotros. Se trata de células microbianas simbióticas que han desarrollado funciones tan indispensables para nosotros que podemos considerarnos no como una especie aislada sino como verdaderos “metaorganismos”. Estos se pueden definir como un conjunto de organismos de diversa categoría taxonómica que conviven y funcionan de manera coordinada, han evolucionado juntos y obtienen beneficios de esa asociación. Al conjunto de especies y poblaciones de microoganismos que nos habitan se les llama microbiota y es tan abundante que se calcula que su genoma es más de cien veces mayor que el genoma propio que nos define como especie. Los tres mil millones de pares de bases que contiene nuestro genoma (el ADN de cada célula humana) palidecen ante el tamaño del genoma de la microbiota. La mayoría de estas especies –fundamentalmente bacterias y hongos- viven en el tracto digestivo, especialmente en el intestino, en donde se calcula su población en 100 trillones (un trillón es un uno con dieciocho ceros). Además del tracto digestivo, podemos encontrar microbiotas, ligeramente menos abundantes, pero igual de importantes en la nariz y tracto respiratorio, tracto reproductivo, y de manera muy notoria en la piel y glándulas accesorias. La mayoría de los microorganismos nos colonizaron al momento mismo de nuestro nacimiento y la exposición inmediata al ambiente pos-natal. Aunque algunos

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Tracto digestivo Fuente: www.turbosquid.com

de estos microorganismos pueden ser patogénicos, la vasta mayoría de ellos son comensales (se benefician de nosotros pero no generan perjuicios) y simbiontes (obtenemos beneficios mutuos). Mientras que las microbiotas del tracto digestivo permanecen más o menos estables, la microbiota de la piel muestra una variación particular para cada persona. Cada uno de nosotros parece llevar una “huella” microbiana que nos da identidad: estos seres son responsables, por ejemplo, de nuestro olor (y de aquí a un atractivo para los demás), de la interacción con los perfumes, de la susceptibilidad o tolerancia a enfermedades de la piel, entre otras cosas.

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Fuente: www.producto.com.ve

Para nuestra desgracia, las diferentes microbiotas son muy recalcitrantes al estudio. La mayoría de las bacterias y hongos que nos habitan ni siquiera han sido identificados. Los habitantes del intestino a veces no se pueden cultivar en gelatinas nutritivas, son anaeróbicos y habitan los millones de divertículos, invaginaciones y cavidades de las paredes del intestino a dónde no hemos llegado. En la actualidad las técnicas de estudio y caracterización del ADN, llamadas metagenómica, han posibilitado un avance considerable en el campo y están arrojando luz sobre la complejidad de estas poblaciones y sus posibles papeles en la salud/enfermedad de los seres humanos. Diversos estudios en ratones y rumiantes (vacas) han demostrado que las microbiotas intestinales son muy sensibles a factores externos tales como la alimentación. Variaciones en el contenido y calidad de la fibra en el alimento, por ejemplo, son

capaces de alterar el tipo de especies presentes. Los hongos se incrementan con la exposición a materiales vegetales complejos (alta fibra) y las bacterias dominan en una alimentación con granos (baja fibra, alto almidón). De igual manera el tratamiento con ciertos medicamentos, como los antibióticos, modificar la fuente de endulzantes (fructosa por sacarosa –el azúcar de caña; endulzantes artificiales, etc.) o el contenido de ácidos grasos en el alimento, pueden generar cambios dramáticos. El asunto es que no están allí de manera gratuita y casual. Ahora estamos comenzando a construir una imagen muy diferente en la que juegan papeles preponderantes en nuestra propia vida. Muchas de las bacterias encontradas parecen estar involucradas en el mantenimiento de la homeostasis del cuerpo, ya que regulan parte de nuestras

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respuestas inmunes, ayudan a mantener a raya los ácidos grasos dañinos, generan señales involucradas en la acumulación de grasa, mantienen a un nivel no peligroso a los agentes patogénicos, regulan el apetito, entre otras funciones. Hasta ahora comenzamos a entender que la alteración de sus poblaciones está directamente conectada con las pandemias de obesidad y diabetes que el mundo entero está enfrentando. Así como lo leyó, la obesidad y todas sus secuelas están conectadas con variaciones en las microbiotas, artificialmente inducidas por cambios en las dietas y hábitos alimenticios. La razón no está ligada al consumo de churritos en las escuelas primarias, sino a la tendencia cada vez más acentuada a una alimentación “sana” que introdujo alteraciones en los nutrientes y señales que les llegan a las microbiotas. Hemos sustituido el azúcar de caña con fructosa, xilanas y derivados. Desengrasamos todo lo que consumimos, prescindimos de todo aquello que “huela” a colesterol –un metabolito indispensable-. Un ejemplo: aumentamos sin ningún motivo el consumo de fibra dietética, la cual nos llegaba formando parte de las cáscaras de frutas y fibras de verduras y ahora nos vemos impelidos a comer otras proporcionadas en productos comerciales con el pretexto de que nos harán lucir un cuerpo de ensueño, aumentar nuestra inteligencia y mejorar el brillo de las uñas. Tomamos leches deslactosadas y desengrasadas –y hasta de soya-- porque alguien dijo que son más sanas y ahora resulta que creemos, sin ninguna prueba, que todos somos intolerantes a la lactosa. Por cierto, ciertos ácidos grasos de cadena corta, como el ácido butírico, contenidos en la leche entera y sólo en la de vaca, son indispensables en la respuesta inmune, de manera que prescindir de la leche entera nos priva de ellos, alterando de paso a las microbiotas que los requieren.

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Fuente: http://corporativodehospitales.com.mx

Fuente: www.hablemosdeazucar.com.mx

Fuente: www.imagen.com.mx

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Ahora está de moda una supuesta terapia para “limpiar el intestino de impurezas” provocando diarreas y aplicando lavativas de ¡vinagre!. Otras prácticas están basadas en tomar agua pura o magnetizada y otras simplemente en tomar a todas horas agua destilada – ligera-- en botellitas que cuestan lo que todo el tinaco y la cisterna de nuestra casa juntas y que no sirven para nada. He visto adolescentes beber fórmulas diseñadas para la nutrición celular de enfermos de insuficiencias renales y comprarlas en las tiendas sin ningún control. Que se entienda, yo no estoy haciendo un llamado a no bañarse, a no lavarse las manos y mucho menos a atrancarse de churritos y alimentos grasosos. La idea es que debemos entender que nuestras acciones pueden contribuir más a la alteración de nuestra estructura metagenómica y nuestra condición de metaorganismos con consecuencias desastrosas. No podemos vivir en ambientes microbiológicamente puros.

la investigación alimentación en microbiotas, en las microbiotas regiones, edades, costumbres, etc.

científica de nuestra relación a nuestras el conocimiento de del mexicano por tipos de alimentación,

¿Cómo podemos hacerles entender esto a funcionarios, médicos, comerciantes, amas de casa y a nosotros mismos?

La lucha contra la obesidad y la diabetes no puede sustentarse en una guerra a los churritos, sino en un desarrollo de

Fuente: microbiota_intestinal www.upo.es

Glosario Genoma: Es el conjunto de genes contenidos en los cromosomas, lo que puede interpretarse como la totalidad de la información genética que posee un organismo o una especie en particular. Patogénicos: Son todos aquellos agentes que puede producir enfermedad o daño a la biología de un huésped, sea este humano, animal o vegetal. Glándulas accesorias: Son órganos que segregan líquidos digestivos capaces de transformar los alimentos en sustancias más simples para facilitar su digestión, como son las salivales, hígado y páncreas. Divertículos intestinales: Saco o bolsa anormal que sale de la pared de un órgano hueco como por ejemplo el colon.

Invaginaciones del intestino: Saco o bolsa anormal formada en el intestino que lo obstruye por dentro. Pandemia: Es la afectación de una enfermedad infecciosa de los humanos a lo largo de un área geográficamente extensa. Co-evolución: Fenómeno de adaptación evolutiva mutua producida entre dos o varias especies de seres vivos como resultado de su influencia recíproca por relaciones como la simbiosis, el parasitismo, la competencia, la polinización, el mimetismo o las interacciones entre presa y depredador.

Artículo de cortesía Saber Más, Revista de Divulgación Científica y Tecnológica, México, UMSNH, 1 (1), 16-18. Recuperado de http:// www.sabermas.umich.mx

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P.L.M.E. Lorena Dafnee Villa García Dr. Raúl Márquez Preciado; Dr. Jairo Mariel Cárdenas; Dr. Francisco Ojeda, Gutiérrez; C.D. Ricardo Oliva Rodríguez; Dr. Francisco Javier Gutiérrez Cantú y Dr. Luis Octavio Sánchez Vargas Facultad de Estomatología, Universidad Autónoma de San Luis Potosí.

Fuente: www.google.com.

En los últimos años, en el área médica y odontológica se han desarrollado numerosas investigaciones encaminadas a la regeneración, reparación o reemplazo de tejidos y órganos que han sido dañados por diversos factores. La pérdida de dientes es una situación común y frecuente que puede resultar de patologías tales como caries, fracturas, lesiones o incluso alteraciones genéticas. En la mayoría de los casos esta pérdida no es crítica, sin embargo el reemplazo de dientes perdidos es importante por razones estéticas, psicológicas y médicas. Los recientes esfuerzos realizados en el campo de la investigación nos muestra el papel que desempeña la “ingeniería

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tisular”, cuyo objetivo es obtener tejidos vivos que puedan reemplazar estructuras o funciones perdidas. En esencia, consiste en fabricar nuevo tejido vivo funcional mediante un soporte (natural, sintético o mezcla de ambos). Para ello se construyen modelos equivalentes a órganos o tejidos, en los que es necesario que las células se organicen y comporten como si formaran parte del tejido original y conseguir así la reconstrucción final deseada. En lo que se refiere a la regeneración de tejidos como pulpa dental (nervio del diente), hueso y mucosa oral, se han realizado avances importantes, sin embargo, la investigación tiene un camino largo por recorrer, con el fin de que esta terapia sea confiable y sea aplicada en la clínica.

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Fuente: www.consultorio-odontologico.com

Emilio Roux Fuente: upload.wikimedia.org

La utilización de células madre, para la generación de nuevas piezas dentales, ha pasado de ser una hipótesis de trabajo a una realidad posible que puede alcanzar a la práctica clínica odontológica a mediano plazo. Aunque aún no pueda utilizarse esto clínicamente, los estudios y experimentos más recientes han demostrado los avances sobre la utilidad y viabilidad que las células madre pueden tener en el tratamiento de las lesiones orales.

investigaciones acerca de la clonación en el año 1890 del médico francés Emilio Roux (discípulo de Pasteur).

Ingeniería Tisular Es un campo de investigación introducido desde 1987 durante una reunión de la National Science Foundation (NSF) también conocida como “Medicina Regenerativa”, que reúne diferentes ramas de la ciencia, como son la biología, la química, la ingeniería y la medicina. Sin embargo, el interés a cerca de los procesos de regeneración, se ha investigado mucho tiempo atrás como las primeras

En el año 1935 el alemán Hans Spemann consiguió el premio Nobel al conseguir hacer una salamandra de un óvulo manipulado genéticamente. Spemann determinó en el campo teórico y práctico que a partir de cada célula puede formarse un organismo completo. En 1997 la clonación alcanza fama mundial con la oveja llamada Dolly (Fig.1), clonada por los científicos del Instituto Roslin de Edimburgo (Escocia), Ian Wilmut y Keith Campbell. Dolly fue resultado de una combinación nuclear desde una célula donante diferenciada a un óvulo no fecundado y anucleado (sin núcleo). La célula de la que venía Dolly (Fig. 1) era una ya diferenciada o especializada, procedente de un tejido concreto; la glándula mamaria, de un animal adulto (oveja Fin Dorset de seis años), lo cual

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suponía una novedad. Hasta el momento se creía que solo se podían obtener clones de una célula embrionaria, es decir no especializada. Cinco meses después nacía Dolly, que fue el único cordero resultante de 277 fusiones de óvulos enucleados con núcleos de células mamarias. Dolly vivió siempre en el Instituto Roslin. Allí fue cruzada con un macho Welsh Montain para producir seis crías en total. El 14 de febrero de 2003, Dolly fue sacrificada debido a una enfermedad progresiva pulmonar.

Figura 1. Oveja llamada Dolly. Fuente: www.sabermas.umich.mx

Regeneración Campo interdisciplinario que aplica los principios de las células madre, la ingeniería de tejidos y los factores de crecimiento para mejorar o reemplazarlas funciones biológicas de todos los tejidos u órganos del cuerpo. Su objetivo dentro de la Odontología es la regeneración de todos los tipos de tejidos que forman parte de la cavidad oral, para finalmente poder lograr la regeneración de dientes completos. ¿Qué es una célula madre? Son células capaces de dividirse continuamente y producir células progenitoras con capacidad de dar lugar a células especializadas.

Células madre de origen dental Poseen potencial de multidiferenciación y por lo tanto pertenecen al grupo de las postnatales, teniendo la capacidad de formar células concarácter osteo/odontogénico, adipogénico y neurogénico, es decir, que tienen la capacidad de formar dientes (Fig. 2 y 3), tejido adiposo y tejido neural.

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Tejido óseo en formación.

2 3

Asa cervical. Brote de diente permanente.

Papila dentaria.

Epitelio dental interno.

Estrato intermedio

7 8

Retículo estrellado. Saco dentario.

Figura 2. Germen dentario (órgano dentario en formación). Fuente: www.sabermas.umich.mx

Figura 3. Partes del diente. Fuente: www.sabermas.umich.mx

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Aplicación en odontología Los implantes dentales se han convertido en una de las terapias más frecuentes. Uno de los mayores problemas ha sido la falta del ligamento periodontal. Un estudio más reciente nos muestra el trasplante de un germen dentario (diente en desarrollo) de un primer molar inferior en un ratón, se extrajo el diente, se esperó 4 a 6 días, el diente se insertó en un dispositivo de control de tamaño para después ser trasplantado. El germen acumuló tejido duro(esmalte), logró la extensión de la raíz y finalmente la función masticatoria. Ahora los investigadores, quieren lograr implantar órganos dentarios para restablecer las funciones fisiológicas de dientes in vivo tales como la respuesta a la tensión mecánica y el potencial perceptivo para estímulos nocivos (4). La ingeniería del tejido pulpar es un campo que está en continua expansión y que tiene como objetivo el reemplazo de una pulpa inflamada o necrótica por una

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Implante dental Fuente: http://fotos.infoisinfo.com.mx

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Fuente: http-//fotos.infoisinfo.com.mx

pulpa sana y un tejido funcionalmente competente, capaz de formar nueva dentina. Tal tratamiento es atractivo para dientes inmaduros necróticos, en los que es necesario completar el desarrollo radicular. La capacidad de las células madre diferenciadas para generar complejos dentino pulpares y complejos cemento-ligamento periodontal sugiere el posible potencial de éstas en procesos de apicogénesis y tratamientos de apicoformación, que básicamente consisten enformar y cerrar el extremo final de la raíz del diente (5). Aunque ya existen una serie de investigaciones, que pretenden ir más allá hasta llegar a la regeneración completa de dientes (logrando que sean funcionales),

aún falta un poco para que estas tecnologías lleguen de lo experimental a lo clínico, lo que sí es seguro, es que conforme pase el tiempo, los bancos de órganos dentarios, así como las regeneraciones por medio de células madre, marcarán la diferencia en la salud bucal en un futuro, ya que se podrá lograr formar un diente e implantarlo en cualquier momento de su formación, para que erupcione en boca y se logre su función. La ingeniería tisular, específicamente en la odontología, se ha dado a conocer más durante los últimos años, sin embargo, se han realizado numerosas investigaciones y experimentos donde aún existen muchas dudas para su uso clínico, pero lo que sí está claro, es que esto será el futuro de la

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rehabilitación bucal en poco tiempo para finalmente poder lograr la regeneración de dientes completos. Todas las técnicas regenerativas que podrían emplearse actualmente en la odontología presentan muchas ventajas y desventajas por lo que debe seguir trabajándose en su desarrollo para poder ser utilizadas adecuadamente. Por lo tanto, es prudente que continúen las investigaciones en este campo, con el fin de que este conocimiento pase del laboratorio a la práctica clínica permitiéndole al paciente mejorar la calidad de vida a través de terapias regenerativas de vanguardia.

Fuente: www.hospitalclinico.cl

Bibliografía 1. Wilmut I, Schnieke AE, McWhir J, Kind AJ, Campbell KH. Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells. Nature. 1997; 27; 385:810-813. 2. Rendón J, Jiménez LP, Urrego PA. Células madre en odontología. Revista CES Odontología. 2011; 24;1:5158. 3. González Orta LJ, Font Rytzner A, Nova García J,. Investigación con células madre de origen dentario. Actualización. GACETA DENTAL. 2011; 223: 118-128. 4. Oshima M, Mizuno M, Imamura A, Ogawa M, Yasukawa M, et al. Functional Tooth Regeneration Using a Bioengineered Tooth Unit as a Mature Organ Replacement Regenerative Therapy. PLoS ONE. 2011;6;7: 1-11 5. A Thomson, B Kahler. Regenerative endodontics– biologically-based treatment for immature permanent teeth: a case report and review of the literature. Australian Dental Journal. 2010; 55;4: 446–452

Glosario Clonación: Proceso por el que se consiguen, de forma asexual, dos copias idénticas de un organismo, célula o molécula ya desarrollado. Apicogénesis: Creación de un entorno para que la pulpa dental pueda continuar con su formación.

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Ligamento periodontal: Es el conjunto de fibras que sostiene el diente dentro de la encía, también cumple funciones de sensibilidad, nutrición, mecánicas y remodelación celular. Artículo de cortesía Saber Más, Revista de Divulgación Científica y Tecnológica, México, UMSNH, 2 (10), 8-11. Recuperado de http:// www.sabermas.umich.mx

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El Nobel de las burbujas Martín Bonfil Olivera

Microbios oscuros Martín Bonfil Olivera

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Q.F.B. Martín Bonfil Olivera Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM

Nobel medicina 2013 Fuente: www.canaldiabetes.com

Como cada año, el tema de la semana Nobel se impone. Como el de Química, y del bosón de Higgs ya se ha hablado mucho, tengo la excusa perfecta para centrarme en el de Medicina, ganado por James Rothman, Randy Shekman y Thomas Südhof (los primeros dos estadounidenses, el tercero alemán nacionalizado en ese país). El texto del Comité Nobel afirma que el galardón se les concedió “por sus descubrimientos de la maquinaria que regula el tráfico de vesículas, un importante sistema de transporte en nuestras células”. ¿Tráfico de vesículas? Comencemos por el principio. Las células no son globos llenos de agua (o de “protoplasma”, como le enseñaban a nuestros abuelos), con un núcleo y algunas otras menudencias (organelos) nadando por ahí.

Son complejísimos sistemas moleculares en disolución acuosa, rodeados por una membrana grasosa formada por dos capas de moléculas. Esta membrana es muy similar a una burbuja de jabón, sólo que al revés: la burbuja de jabón es una delgada capa de agua entre dos capas de moléculas grasosas (el jabón). La membrana celular es una capa doble de moléculas tipo jabón (llamadas “fosfolípidos”), con agua por fuera y por dentro (el interior celular). Como las burbujas, las membranas biológicas tienen la propiedad de ser muy flexibles y poderse

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fundir unas con otras, para formar burbujas mayores (o, inversamente, de dividirse para formar dos burbujas menores). Pero el interior de la célula no es un simple caldo caótico y desordenado. Ocurren ahí numerosísimas reacciones químicas controladas delicadamente por proteínas llamadas enzimas, siguiendo las instrucciones de los genes del núcleo. Y muchas de esas reacciones producen sustancias necesarias dentro de la propia célula (proteínas, carbohidratos, componentes de organelos celulares), o bien que son exportadas al exterior para ser transportadas (normalmente a través de la sangre) a otras partes del organismo donde se requieren. En muchos casos, estas moléculas que se fabrican en la célula son almacenadas en pequeñas burbujas rodeadas por una membrana (como una pequeña célula dentro de la célula). Son las famosas vesículas que ganaron el premio Nobel. Las vesículas son como contenedores dentro de los cuales los productos de la fábrica celular son transportados de un lado a otro. Para ello, las membranas que rodean a las vesículas cuentan con proteínas que sirven como marcadores. Son como cerraduras moleculares que, cuando hacen contacto con la llave correcta, permiten que la vesícula se funda con otra membrana dentro de la célula (por ejemplo, de un organelo como el aparato de Golgi) y vacíe ahí su contenido. Cuando lo que transporta la vesícula es un producto de exportación, el sistema de señales la conduce a la membrana celular. Al fundirse con ella, libera su contenido al exterior. Es lo que sucede con las hormonas como la insulina, que circulan en la sangre, o los neurotransmisores, que pasan de una neurona a otra a través de la sinapsis para permitir que el impulso nervioso siga su camino.

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Fuente: lacienciaporgusto.blogspot.com

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Éste fue el mecanismo que descifraron los galardonados. Rothman descubrió qué moléculas son los marcadores de entrega; Schekman identificó los genes que controlan su fabricación, y Südhof elucidó el mecanismo de fusión de las vesículas de los neurotransmisores en las neuronas. Este conocimiento probablemente permitirá combatir enfermedades relacionadas con hormonas, como la diabetes, con el sistema nervioso, como el mal de Parkinson o el de Alzheimer, o con el sistema inmunitario (pues los anticuerpos y otras sustancias que controlan la inmunidad también se liberan de vesículas intracelulares). Como dicen los tres premiados, la ciencia básica, siempre tan poco apreciada, además de permitirnos entender los mecanismos de la naturaleza, resulta ser siempre la clave de los descubrimientos que nos cambian la vida. Fuente: nobelprize.org

Glosario Orgánulos: (O también organelas, organelos, organoides o mejor elementos celulares) a las diferentes estructuras contenidas en el citoplasma de las células, principalmente las eucariotas, que tienen una forma determinada. Membrana plasmática: Membrana celular, membrana citoplasmática o plasmalema, es una bicapa lipídica que delimita todas las células. Es una estructura laminada formada por fosfolípidos, glicolípidos y proteínas que rodea, limita, da forma y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de las células.

Fosfolípidos: Son un tipo de lípidos anfipáticos (que poseen un extremo hidrofílico o sea que es soluble en agua y otro hidrófobo o sea que rechaza el agua) compuestos por una molécula de glicerol, a la que se unen dos ácidos grasos (1,2-diacilglicerol) y un grupo fosfato. El fosfato se une mediante un enlace fosfodiéster a otro grupo de átomos, que generalmente contienen nitrógeno, como colina, serina o etanolamina y muchas veces posee una carga eléctrica. Todas las membranas plasmáticas activas de las células poseen una bicapa de fosfolípidos.

Artículo publicado en el blog http://lacienciaporgusto.blogspot.mx

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Q.F.B. Martín Bonfil Olivera Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM

Fuente: archivioscienze.scuola.zanichelli.it

La materia oscura es eso que no sabemos qué es, pero que tiene gravedad y que forma el 27% del Universo conocido (la mayor parte, el 68% lo forma algo todavía más extraño, la energía oscura; sólo el 5% del Universo está compuesto de materia ordinaria). Es por eso que a los microbiólogos les pareció buena idea, para referirse a la gran cantidad de microorganismos (bacterias y sus primas, las arquea, antes conocidas como arqueobacterias) que sabemos que existen en nuestro planeta, pero que no conocemos, llamarlas “materia oscura microbiana”. Y no las conocemos porque no las hemos podido aislar y cultivar, métodos tradicionales con que contaban los microbiólogos para estudiarlas. Si algo no puede cultivarse en una caja de Petri

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o un matraz, no pueden estudiarse sus propiedades de crecimiento, ni se le pueden hacer pruebas bioquímicas. Pero las modernas tecnologías moleculares han permitido el surgimiento de métodos novedosos que se basan en estudiar ya no una célula viva, sino sus genes –su genoma–, y extrapolar a partir de éste para conocer su clasificación en relación con otras especies en el árbol evolutivo, su bioquímica y fisiología, y hasta su papel ecológico.

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La metagenómica, hoy muy de moda, se basa en extraer el ADN de todas las células presentes en una muestra –de agua de mar, del interior de un intestino humano, del suelo– y leer toda la información contenida en él (“secuenciarlo”, en la jerga de los especialistas). Luego, mediante computadoras, y comparando con los genomas de otras especies ya estudiadas, se deduce cuántas especies distintas, muchas veces desconocidas, están presentes, y varias de sus peculiaridades. Pero desde hace dos o tres años los biólogos moleculares cuentan con una nueva herramienta: la posibilidad de secuenciar el genoma de una sola célula. Y no es que el problema sea aislarla –es difícil, pero posible–, sino extraer su ADN y luego “amplificarlo”, haciendo millones de copias hasta obtener una cantidad suficiente para ser leído y analizado, sin introducir muchos errores. Gracias a los estudios de Nicholas Levin, de la Universidad de Texas, hoy la tecnología de secuenciación monocelular es cada día más práctica y menos cara. Muestra de su importancia creciente – además de estudios de las distintas células que forman un tumor, por ejemplo, que han permitido distinguir subpoblaciones con diferentes características de crecimiento y distinta resistencia a la quimioterapia, que pueden derivar en mejores tratamientos– es un reciente trabajo publicado en la revista Nature por el equipo encabezado por Tanja Woyke, del Instituto Genómico Conjunto del Departamento de Energía del Gobierno de los Estados Unidos, en California. Usando muestras obtenidas de nueve distintos ambientes –minas, océanos, ventilas hidrotermales submarinas y hasta un biorreactor–, secuenciaron 201 genomas de especies de bacterias y arquea nunca antes cultivadas, y descubrieron que varias de ellas presentan propiedades novedosas, que cambian lo que se sabía sobre su clasificación y sobre las fronteras entre los reinos de los seres vivos.

Fuente: es.forwallpaper.com

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Fuente: genedavs.files

El avance de la tecnología siempre arrastra a la ciencia a explorar nuevos horizontes. Quizá en un futuro cercano la materia oscura microbiana vaya dejando de serlo. Así podremos tener una visión más realista de la verdadera diversidad biológica de éste, el planeta de los microbios.

Glosario Materia oscura: Hipotética materia que no emite suficiente radiación electromagnética para ser detectada con los medios técnicos actuales, pero cuya existencia se puede deducir a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible, tales como las estrellas o las galaxias. Energía oscura: Es una forma de materia oscura o energía que estaría presente en todo el espacio, produciendo una presión que tiende a acelerar la expansión del Universo, resultando en una fuerza gravitacional repulsiva. Arquea: Son un grupo de microorganismos unicelulares procariotas pertenecientes al dominio Archaea. También son sinónimos Archaebacteria, Mendosicutes y Metabacteria. Las arqueas, como las bacterias, son procariontes que carecen de núcleo celular o cualquier otro orgánulo dentro de las células.

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Genoma: Es el conjunto de genes contenidos en los cromosomas, lo que puede interpretarse como la totalidad de la información genética que posee un organismo o una especie en particular. Metagenómica: Es el estudio del conjunto de genomas de un determinado entorno (metagenoma) directamente a partir de muestras de ese ambiente, sin necesidad de aislar y cultivar esas especies. Biorreactor: Es un recipiente o sistema que mantiene un ambiente biológicamente activo.Un biorreactor busca mantener ciertas condiciones ambientales propicias (pH, temperatura, concentración de oxígeno, etcétera) al organismo o sustancia química que se cultiva.

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Lectura Científica Nivel Medio Superior Editado por el Consejo Estatal de Ciencia, Tecnología e Innovación (CECTI) Versión electrónica Septiembre 2014