Logran ver detrás de las paredes

fig. 1

fig. 2

fig. 3

fig. 4


Andreas Velten y Rasmeh Raskar (fig. 1) son dos investigadores de reconocido renombre internacional, que trabajan en el prestigioso Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), en Estados Unidos. Hace unos meses saltaban a la actualidad informativa por un espectacular desarrollo tecnológico (ver en este blog una información de enero pasado), que ha permitido la visualización de la trayectoria de un rayo de luz atravesando objetos. Pues, Velten y Raskar vuelven nuevamente a sorprendernos con otra maravilla tecnológica.

En esta ocasión se trata de una cámara capaz de hacer algo que resulta difícil de imaginar, como es “ver” objetos a través de paredes o puertas, es decir, que se encuentran ocultos a la vista. . El invento nada tiene que ver con los rayos X o la radiación infrarroja, que sí logran traspasar los objetos opacos. La cámara, en realidad, funciona en el rango de la luz visible. La pregunta es obvia ¿cómo es posible que un rayo de luz sea capaz de atravesar una pared? Esta extraordinaria facultad se la proporciona un láser muy especial, que en la jerga científica se conoce como “láser femtosegundo”.

Un láser normal, por ejemplo como los que se utilizan en las discotecas, emiten un haz de luz dirigida de manera constante. Bien, pues los investigadores han conseguido domesticar aún más esa radiación, de manera que pueda emitirse no sólo de manera continua, sino también en forma de “paquetitos”. El resultado es un láser que dispara luz de forma intermitente, con una cierta frecuencia, como una ametralladora. Esto es lo que se conoce como láseres pulsados, en los que cada emisión de luz es un pulso. Un láser de femtosegundo es un láser pulsado ultrarrápido.

Es preciso hacer otro esfuerzo de imaginación. Un segundo sabemos lo que representa. Bueno, pues un segundo es una eternidad en el mundo de los láseres ultrarrápidos, que emiten pulsos de luz tan increíblemente breves que su duración se mide en femtosegundos (0,000000000000001 segundos). Los cronómetros que se utilizan para computar a los velocistas de las olimpiadas a lo más que llegan es a medir milésimas (0,001segundos).

Utilizando un láser de femtosegundo, los investigadores del MIT han sido capaces de crear una cámara que puede ver objetos ocultos a la vista (fig. 2), que se encuentra fuera de su campo de visión, como, por ejemplo, un muñeco de madera situado dentro de una habitación.

El ingenio dispara pulsos de luz láser hacia esa dirección (fig. 3). La luz se refleja en la puerta de la habitación, alcanza el muñeco, rebota y regresa de vuelta, lo que permite al detector tomar mediciones cada pocos femtosegundos. Las imágenes tridimensionales conseguidas son, por el momento, borrosas, como si fueran un reflejo espectral, pero fácilmente reconocibles (fig. 4).

Fotos. MIT

Una esponja microscópica revela el origen de la vida animal

fig. 1

fig. 2

Hasta ahora, la comunidad científica consideraba que la vida animal apareció en la Tierra en el período geológico Ediacárico, hace entre 635 y 542 millones de años, Los fósiles de los organismos multicelulares complejos más antiguos que se conocían aparecieron en las colinas Ediacara, una zona montañosa próxima la ciudad de Adelaida, Australia. Aparecieron poco después de que la Tierra se deshelara tras la extensa y última glaciación del periodo Criogénico, y se extinguieron en gran parte poco antes de la rápida aparición biológica conocida como “explosión cámbrica”, una brusca transición evolutiva que condujo a la aparición de los miembros más primitivos que formarían la base de los animales modernos.

Pues bien, las fechas citadas necesitan ser revisadas porque se han descubierto en el Parque Nacional de Etosha, Nabimia, en el sudoeste de África, unos fósiles de criaturas que son entre 100 y 150 millones de años más antiguos que los hallados en Australia. Sería la primera evidencia conocida de vida animal en la Tierra. Los fósiles, hallados en unas rocas de hasta 760 millones de años de antigüedad (fig. 1), corresponden a esponjas de tamaño microscópico (fig. 2) provistas de agujeros que permiten la salida del agua, y muchos poros periféricos, que es por donde entra el agua.

Fotos: Tony Prave-University of St Andrews

Un prodigio entre prodigios, "Los pilares de la Creación" y un "paritorio" de estrellas

Entre las montañas de fotografías que los telescopios espaciales vienen enviando a la Tierra, hay una que destaca sobre las demás por su belleza y por los nuevos conocimientos que aporta sobre la naturaleza del Universo. Fue captada por el Telescopio Espacial Hubble en 1995 y desde entonces se ha convertido en una de las imágenes más populares del firmamento. Se trata de un maravilloso rincón celeste que se enuentra en la nebulosa del Águila (foto grande en la fig. 1), una extraordinaria nube cósmica que dista de nosotros 7.000 años luz. En la región central de esta nebulosa están “Los pilares de la Creación”, unas mágicas columnas de gas y polvo cósmico de unas dimensiones inimaginables, del orden de billones de kilómetros.

Pero su importancia va mucho más allá de la que podríamos atribuirles como fascinantes objetos de observación astronómica. En su seno tiene lugar un prodigio entre prodigios, el milagro de la génesis estelar. Son el manantial de donde fluyen los astros que pueblan e iluminan el tenebroso Universo. En sus entrañas se forman los refulgentes soles.

fig. 1

La ya histórica imagen del “Hubble” ( foto pequeña en la fig. 1), tomada en el espectro visible, la única radiación que el ojo humano es capaz de percibir, sugiere que allí existe un "paritorio" de estrellas, un lugar en el que las protoestrellas o embriones estelares germinan del infernal fuego termonuclear y acaban brillando como estrellas hechas y derechas. Sin embargo, la propia opacidad de las nubes de gas polvorientas no permitió al “Hubble” una visión directa del "alumbramiento” estelar.

Pero hay telescopios en órbita terrestre que no tienen ese problema. Ahora, gracias a las imágenes tomadas por dos ingenios de la Agencia Espacial Europea (ESA), el “Herschel” y el “XMM-Newton”, la nebulosa del Águila presenta un nuevo y sorprendente look ( Las imágenes obtenidas por estos telescopios punteros están brindando a los astrofísicos la posibilidad de ver el interior de “Los pilares de la Creación” e identificar estrellas recién nacidas dentro de ellos.

fig. 2

La fotografía del “Herchel” (foto grande en la fig. 2) está tomada en el rango de la radiación infrarroja o térmica, una longitud de onda gracias a la que los investigadores pueden penetrar a través del oscuro polvo cósmico para desvelar los secretos de las estrellas en formación.

El “XMM-Newton”, por su parte, opera en el rango de los rayos X. Lo que ha captado este telescopio se aprecia en la imagen como una constelación de puntos brillantes (foto pequeña en la fig. 2), que son las poderosas emisiones de radiación que generan las jóvenes y ardientes nuevas estrellas.

Fotos: NASA/ESA

Así eran las superpulgas del parque Jurásico

fig. 1
fig. 2

fig. 3

fig. 4

Los restos fósiles de nueve especímenes de pulgas de la época de los dinosaurios han sido descubiertos por un equipo de científicos chinos y franceses, dirigido por el entomólogo André Nel, del Museo de Historia Natural de París. Los fósiles fueron hallados en las provincias chinas de Daohugou, Mongolia Interior y Liaoning, y datan de dos épocas diferentes, el Jurásico medio (hace 165 millones de años) y del Cretácico inferior (entre 145 y 99 millones de años).

El rasgo más sorprendente de los especímenes es su gran tamaño: las hembras podían medir hasta 20,6 milímetros y los machos hasta 14,7 milímetros. Eran auténticos gigantes en comparación con una pulga moderna, que llega de forma extraordinaria hasta los cuatro milímetros. Además, sus patas eran largas, pero no estaban todavía adaptadas para el salto. En cambio, las pulgas actuales pueden saltar una distancia de hasta 200 veces su propia longitud, lo que convierte a estos insectos parásitos en el mejor saltador entre los animales en relación con su tamaño corporal

Los restos encontrados, tanto de hembras como de machos(fig. 2), muestran que tenían un abdomen largo y ancho, una cabeza relativamente reducida, una antena pequeña y compacta, pero carecían de alas. Otro característica llamativa es su boca, con forma de sifón alargado, preparada para poder alimentarse de la sangre de sus huéspedes, más larga en las hembras que en los machos (fig. 3) y visiblemente menor que la de las pulgas de hoy en día.
Los investigadores creen que las superpulgas del Jurásico (fig. 1) evolucionaron de la mosca escorpión primitiva, que se alimentaba del néctar de las flores y que acabó extinguiéndose con la aparición de insectos modernos como las hormigas o los mosquitos. Sostienen que ambas especies están relacionadas y que las pulgas gigantes son, en realidad, moscas escorpión que evolucionaron para alimentarse de sangre.

Los nuevos fósiles, a la vista de las características de estos insectos, sugieren que vivirían en huéspedes cubiertos de pelo o plumas más que en animales de piel desnuda o con escamas. Es posible que entre los huéspedes de estas pulgas primitivas estuvieran los dinosaurios con plumas (fig. 4). No descartan tampoco que pudieran ser parásitos también de mamíferos primitivos, antes de que su evolución los llevara a parasitar aves y mamíferos, como sucede con las pulgas de hoy en día.

No obstante, el motivo de que su tamaño se redujese tanto con el tiempo es un misterio que permanece sin resolver.

Fotos: Diying Huang

El mordisco más terrorífico de todos los tiempos

fig. 1
fig. 2

fig. 3

fig. 4

Ningún animal ha clavado sus dientes con tanta fiereza como él. No podía ser otro. El Tyrannosaurius rex (fig. 1), el carnicero del Cretácico, tenía un mordisco pavoroso (fig. 2) , que le convertía en uno de los depredadores más letales que hayan hollado la faz de la Tierra. Así lo que creen investigadores de la Universidad de Liverpool, en Inglaterra, que han utilizado una simulación por ordenador para reconstruir el músculo de la tremenda mandíbula del dinosaurio.

Los científicos solo tienen huesos para trabajar, ya que las partes blandas, como los músculos, que serían un elemento precioso para calcular la fuerza de un mordisco, no fosilizan, por lo que a menudo tienen que confiar en el análisis estadístico o de comparaciones sólo cualitativas de animales vivos, que difieren mucho en tamaño y forma de los dinosaurios gigantes como el T. rex

La fuerza del mordisco de una criatura está en gran medida determinada por el tamaño de los músculos de la mandíbula. Usando sus modelos informáticos (fig. 3), los investigadores de Liverpool probaron una serie de valores alternativos del músculo, ya que no se conoce con precisión cómo eran los músculos de los dinosaurios. Incluso teniendo en cuenta los márgenes de error, el modelo todavía demostraba que el superseñor del Cretácico, que se cree pesaba más de 6.000 kilogramos, tenía un mordisco mucho más potente de lo que sugerían experimentos anteriores. Los menores valores obtenidos fueron de alrededor de 20.000 newtons, mientras que los mayores valores llegaron a los 57.000 newtons (fig. 4). Esta última estimación supone que la dentellada que un T. rex podía ejercer sobre su víctima era equivalente a una fuerza de presión de 5.700 kilogramos por metro cuadrado aproximadamente. Una mordedura ciclópea, no cabe duda.

Fotos: Karl Bates/ University of Liverpool/Field Museum

El calentamiento global convierte a plantas y animales en enanos

fig. 1
fig. 2

fig. 3

fig. 4

Hace unos 55,8 millones de años la Tierra sufrió un brusco cambio climático, que es conocido en la jerga científica como “Máximo térmico del Paleoceno-Eoceno” (por los períodos geológicos en que se produjo). Duró aproximadamente 20.000 años. Durante ese lapso de tiempo, la temperatura media terrestre aumentó en 6 grados centígrados, como consecuencia de un desbarajuste en la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera, uno de los gases de efecto invernadero, que perturbó su ciclo biológico

Esto fue la causa de que los océanos experimentaran un calentamiento que trajo consigo un aumento significativo del nivel del mar. Aquella perturbación repentina de la circulación oceánica y atmosférica dejó constancia en el registro fósil, y ahora un grupo de paleontólogos lo ha examinado descubriendo algo inesperado.

Durante aquél período de calentamiento global, los caballos primitivos menguaron considerablemente, hasta hacerse un 30 por ciento más pequeños. A causa de ese calentamiento, Sifrhippus sandrae, el primer caballo conocido, se hizo tan pequeño como un gato y llegó a pesar menos de cuatro kilogramos (en la fig. 3 aparece una recreación del mismo, a la derecha de la imagen, frente a una caballo Morgan actual)

Los autores de la la investigación, dirigida por Ross Secord (fig. 1), de la Universidad de Nebraska, y Jonathan Bloch, de la Universidad de Florida, utilizaron mediciones de la composición geoquímica de los dientes de fósiles (fig. 2) encontrados en Wyoming, Estados Unidos, para documentar la disminución progresiva del tamaño corporal de S.sandrae , que se relaciona estrechamente con los cambios de temperatura. Con esas mediciones descubrieron que los caballos que vivieron en las primeras etapas del Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno eran mucho más grandes que los de las últimas

Sorprendentemente, lo mismo sucedió en algunos carnívoros. Palaeonictis wingi, una criatura similar a una hiena, evolucionó desde el tamaño de un oso al de un coyote. Después del “Máximo térmico del Paleoceno-Eoceno” la temperatura descendió y se sabe, a partir del estudio de sus dientes fósiles (fig. 4), que la especie evolucionó hasta un tamaño más grande.

Los investigadores barajan la hipótesis de que los altos niveles de dióxido de carbono pudieron haber provocado una reducción de los nutrientes de las plantas, que sería lo que afectó a los mamíferos herbívoros para que menguasen. La pega es que los consumidores de carne también encogieron. Lo cierto es que los nutrientes no pudieron haber sido el único factor.
Otros científicos han indagado asimismo en registros fósiles y sus estudios muestran que muchas especies de plantas y criaturas como arañas, escarabajos, abejas, hormigas y las cigarras se han reducido en tamaño con el tiempo por efecto del cambio climático. Este evento evolutivo se halla todavía en intensa investigación.

El impacto de un cambio climático global en el pasado podría ayudar a los científicos que, por su parte, se dedican a investigar qué tipo de consecuencias biológicas puede tener el calentamiento global actual.

Parque Pleistoceno: la planta que llegó de la Edad de Hielo

fig. 1
fig. 2

fig. 3

fig. 4

Impresiona verla, a pesar de su sencilla presencia. Por vez primera estamos frente a una planta viva de la Edad de Hielo. Hace 30.000 años, en el último período glaciar, una ardilla que vivía en la tundra ártica (fig. 1) guardó en su madriguera unas semillas. Estas se congelaron y han estado todo ese tiempo sin descongelarse jamás. Ahora un equipo de científicos rusos ha logrado “revivir” una planta con flores a partir de esas semillas congeladas, que fueron halladas cerca del río Kolyma (fig. 2), en el noreste de Siberia.

La planta “resucitada” es la Silene stenophylla y es la más antigua que jamás se ha devuelto a la vida. Es muy similar a la versión moderna que sigue creciendo actualmente en Siberia. Los científicos, dirigidos por David Gilichinsky(fig.3), del Instituto de Biofísica Celular de la Academia Rusa de Ciencia, recuperaron las semillas tras examinar decenas de madrigueras fosilizadas de ardilla ocultas bajo sedimentos del Pleistoceno, a unos 38 metros de profundidad en el suelo permanentemente helado (permafrost) de la tundra.

Los sedimentos, de 30.000 años de antigüedad aproximadamente, estaban firmemente cimentados y a menudo cubiertos completamente de hielo, lo que hacía imposible la filtración de agua, creando una cámara natural de congelación completamente aislada de la superficie. Al parecer, las ardillas cavaron la tierra congelada para construir sus madrigueras, que tienen el tamaño de una pelota de fútbol, colocando paja y pelo para crear una cámara estanca de almacenamiento.

La planta del Pleistoceno (fig. 4) fue regenerada a partir de tejidos madre excepcionalmente conservados de dichas semillas (fig. 4 recuadro), utilizando las técnicas de cultivo in vitro y micropropagación clonal. Las semillas crecieron, dieron flores blancas un año más tarde y hasta proporcionaron nuevas semillas fértiles.

Este experimento pionero abre un camino fascinante, como es la posibilidad de devolver a la vida otras plantas e incluso animales de la Edad de Hielo, cuyos restos biológicos se encuentran congelados bajo tierra, excepcionalmente conservados, desde largos períodos de tiempo en las regiones más frías del Planeta.