Así viaja la luz

El anuncio reciente de que los neutrinos (partículas elementales) parecen viajar an a una velocidad 20 partes por millón por encima de la velocidad de la luz, el límite cósmico de velocidad, abatiría un pilar de la Relatividad de Einstein Mientras algunos investigadores se muestran sorprendidos por los datos, otros, en cambio, pero antes de mancillar la reputación de Einstein, dicen que es pronto para sacar conclusiones.

Mientras estos científicos trabajan para lograr un juicio definitivo, los hay que han creado su particular revuelo, también a la velocidad de la luz. Una cámara especial presentada por un equipo de físicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), una prestigiosa institución privada de educación universitaria situada en Cambridge, Massachusetts (Estados Unidos), ha sido capaz visualizar la trayectoria de un rayo de luz atravesando objetos (un tomate, una pared y una mesa). Puede registrar mil millones de fotogramas por segundo, una velocidad un millón de veces superior a la de una bala saliendo por el cañón de un revólver. El ingenio, en realidad una tecnología conocida como “cámara streak”, capta cómo la luz se “desparrama” (como si fueran olas) por la superficie de los objetos, una extraña escena que ahora queda expuesta a nuestros ojos por primera vez. “No hay nada en el Universo que sea rápido para esta cámara”, asegura uno de sus creadores. Absolutamente impresionante.

Fotos: Andreas Velten

El pez cebra esconde un secreto maravilloso

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Es la historia de un pececillo que puede ayudar a que los humanos vivamos más y mejor.

El pez cebra (fig. 1), llamado así por las rayas laterales que adornan su cuerpo, se ha convertido en uno de los animales de laboratorio preferidos por los investigadores. Genéticamente, este pececillo tropical de agua dulce, cuyo genoma incluye unos 17.000 genes, es más similar a la especie humana que la mosca del vinagre o el gusano y es más fácil de manipular, mantener y criar que el ratón, otra de las estrellas en la experimentación animal con fines científicos. El pez cebra constituye el modelo ideal para el estudio de la biología del desarrollo, la oncología, toxicología, la reproducción, la genética, la neurobiología, ciencias ambientales, las células madre y la medicina regenerativa y la teoría de la evolución. Todo un tesoro de conocimientos.

Los órganos del pez cebra llevan a cabo las mismas funciones básicas que los órganos humanos, y están sujetos a desórdenes y enfermedades similares. Otra de las ventajas es su capacidad reproductiva -la hembra pone hasta 200 huevos- y rápido desarrollo -sus órganos se forman en sólo 24 horas-, gracias a los cuales se pueden realizar diferentes experimentos en una misma generación de animales, investigar la evolución de las patologías e identificar las causas de las enfermedades investigadas.

Ahora se ha descubierto que esta criatura posee un maravilloso secreto: es capaz de regenerar lesiones cerebrales, cosa que en otros vertebrados -como nosotros- no sucede. Un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Dresden, en Alemania, ha identificado las células responsables de esta extraordinaria capacidad regenerativa

Los investigadores provocaron pequeñas lesiones en el cerebro de peces cebra adultos, y estudiaron el modo en que esos daños eran reparados. Comprobaron que la regeneración se produce por un tipo de células madre que pertenecen a lo que se conoce como glía radial. Al detectar el daño, estas células (fig. 2, en verde) se dividen, viajan hasta la zona de la lesión y allí se transforman en neuronas (fig 2, en amarillo). A los tres meses, las nuevas neuronas estaban perfectamente conectadas con sus vecinas y no había ningún rastro de la lesión original. Lógicamente, entender bien este proceso será crucial para conseguir algo similar en el cerebro humano, en el que estas células también están presentes pero no tienen esa capacidad regeneradora.

Si los científicos pueden deducir cómo el cerebro del pez cebra regenera estos tejidos después de sufrir en ellos un daño, debería ser posible obtener los conocimientos necesarios para lograr algo similar en el cerebro humano. Por ejemplo, nuevas terapias para la enfermedad de Alzheimer, que buena falta hacen, derivadas de esa capacidad regeneradora.

Fotos: CRTD/KROHNE

Este animal “funciona” como una planta

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¿Animal o vegetal? Esta criatura se ha hecho conocida por ser el primer animal en el que se ha demostrado la capacidad de realizar la fotosíntesis, algo que hasta ahora se creía exclusivo del reino vegetal. La vida en la Tierra se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las plantas, en el medio terrestre, y las algas, en el medio acuático. En esencia, consiste en la conversión de materia inorgánica en materia orgánica, imprescindible para la constitución de los seres vivos, gracias a la energía que aporta la luz del Sol.

La criatura, llamada Elysia chlorotica ( fig. 1), es un molusco que vive en la costa este de Estados Unidos y Canadá, y ha sido estudiada por investigadores de la Universidad del Sur de la Florida, en Tampa (Estados Unidos). Durante su juventud presenta una coloración grisácea pudiendo presentar manchas rojizas; a medida que se alimenta de algas de la especie Vaucheria litorea adquiere una coloración verde brillante debido a la concentración de cloroplastos en sus tejidos. Gracias a los cloroplastos – un pigmento de color verde propio de las células vegetales- el molusco, que curiosamente tiene forma de hoja, puede procurarse alimento gracias a la fotosíntesis.

Los investigadores han comprobado, por otra parte, que E. chlorótica no sólo “roba” los cloroplastos de las algas que ingiere (fig. 2), sino que también se apodera de los genes responsables de su producción. Y esto es lo más sorprendente de todo, ya que una vez que el joven molusco ha asimilado su primera ración de cloroplastos, nunca más tendrá que volver a comer algas. Será capaz de seguir generando el pigmento por sí mismo durante el resto de su vida, siempre y cuando haya disponibilidad de las sustancias químicas consumidas durante la fotosíntesis y no deje de “tomar baños de Sol”. Los investigadores han encontrado moluscos que no comieron nada en al menos cinco meses.

Fotos: Sidney K. Pierce

Los fósiles que Darwin olvidó en un cajón

El paleontólogo inglés Howard Falcon-Lang ha descubierto un tesoro oculto de fósiles en los cajones de un viejo mueble del Instituto Geológico británico. Al parecer, algunos de fósiles llevaban desaparecidas desde hace 165 años, entre ellos se encuentran algunos recogidos por el propio Charles Darwin, el “padre” de la teoría de la evolución.

Falcon-Lang halló estos especímenes por casualidad cuando vio en uno de los gabinetes del instituto un mueble en el que ponía 'Fósiles y plantas no registradas'. En el interior del cajón había cientos de láminas de vidrio con delgados y traslúcidos fósiles de plantas en su interior, de manera que estaban ya preparados para su estudio microscópico.

De este modo, el paleontólogo se puso a estudiar las piezas y en una de las láminas había una etiqueta en una esquina en la que puede leerse 'C. Darwin'". Concretamente, la lámina guarda un trozo de madera fósil recogido por Darwin durante su viaje del Beagle en 1834. Durante esta expedición científica, de cinco años alrededor del mundo, el célebre naturalista inglés comenzó a desarrollar su teoría de la evolución., según la cual todas las especies de seres vivos han evolucionado con el tiempo a partir de un antepasado común mediante un proceso denominado selección natural

En el transcurso de su visita al archipiélago de Chiloé, en el sur de Chile, Darwin encontró muchos fragmentos de lignito negro, sílice, pirita y madera, a menudo integrados. Del mismo modo, estas muestras se encontraban 'perdidas' porque el amigo y valedor de Darwin, el botánico y explorador inglés Joseph Hooker, encargado de enviar las muestras a Inglaterra, no las numeró y fueron olvidados en los archivos. Después la colección se trasladó varias veces y poco a poco quedó en el olvido.

Fotos: British Geological Survey

La cantante que fue enterrada entre faraones

El Monasterio de El Escorial, además de ser una de las maravillas arquitectónicas del mundo, es lugar de sepultura de los reyes de España. En su cripta se encuentran los sepulcros de mármol donde reposan los restos de los reyes y reinas. Es impensable que una persona ajena a la realeza fuera enterrada en ese lugar (en el caso de que hubiera espacio, ya que el panteón ha llegado al límite de su capacidad). Pues bien, ese privilegio excepcional existía en el antiguo Egipto.

Los faraones, en vida, fueron considerados semidioses. Era tras su muerte cuando el faraón se fusionaba con la deidad Osiris y adquiría la inmortalidad y una categoría divina. El Valle de los Reyes, en la orilla occidental del Nilo, es una necrópolis del antiguo Egipto, donde se encuentran las tumbas de la mayoría de faraones del Imperio Nuevo.

Una misión de arqueólogos suizos ha descubierto la tumba de una cantante del dios Amon-Ra, que data de la dinastía XXII (712-945 a.C.), en esa necrópolis real. Lo sorprendente es que el sarcófago, que contiene la momia intacta de la cantante, ha aparecido en una sala de enterramiento que conduce a la tumba de Tutmosis III (1490-1436 a.C.), uno de los monarcas más importantes y poderosos de los tres mil años de civilización faraónica.

El sarcófago, de madera y pintado de negro, está decorado con jeroglíficos, que incluyen el nombre de la cantante. La mujer, llamada Nehemes Bastet, fue hija del Sumo sacerdote de Amón, la máxima autoridad del clero del dios Amón. Elina Paulin-Grothe, miembro del equipo de arqueólogos, ha comentado que la tumba no fue construida para la cantante, sino vuelta a utilizar para ella cuatro siglos después del entierro original.

Foto: Universität Basel

Las abejas también se vuelven zombis

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En este blog, no hace mucho, nos hacíamos eco de un caso insólito de depredación en el reino animal: hormigas que son infectadas por un hongo parásito, hasta el extremode que éstas alteran su comportamiento y ejecutan sus actos mecánicamente como si estuvieran privadas de voluntad. Las hormigas se comportan erráticamente y actúan como zombis. El hongo las manipula hasta la muerte para obtener condiciones óptimas para la reproducción. Pues bien, ahora se ha dado a conocer otro ejemplo de depredación muy especial
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Hace tiempo que se viene produciendo un hecho inquietante: legiones de abejas domésticas, la especie de abeja con mayor distribución en el mundo, vienen desapareciendo misteriosamente de sus colmenas, desencadenando el desorden y el colapso en las colonias afectadas. El fenómeno, que ha mermado las colmenas estadounidenses hasta en un 90 por ciento, preocupa seriamente, ya que la abeja común, además de productora de miel, es imprescindible para la polinización, que hace posible la producción de semillas y frutos. Se calcula que la tercera parte de los alimentos humanos son polinizados por insectos, fundamentalmente abejas.

Un equipo de investigadores de la Universidad de San Francisco, en Estados Unidos, puede haber dado con la clave del enigma. Los investigadores han descubierto un tipo de mosca (fig. 1) que ataca cruelmente a las abejas. .Se trata de una mosca parasitaria (Apocephalus boreal), mucho menor en tamaño que la abeja. Comienza inyectando sus huevos en el abdomen de la abeja (fig. 2). A partir de este momento, las abejas comienzan a comportarse de una forma anormal. Comienzan a volar en círculo, como un zombi y pierden la estabilidad. Tanto es así, que incluso llegan a abandonar por la noche la colmena infectada y muchas mueren a muchos kilómetros de distancia de la misma.

Los investigadores aseguran que hasta trece larvas de esta «mosca decapitadora» (porque nacen por la cabeza) emergen de cada abeja muerta. Las larvas se arrastran fuera de la zombi(fig. 3) alrededor de siete días después de que los huevos son inyectados.

Fotos: Andrew Core

El cerebro no se deja engañar

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Aunque hay objetos (como una nube o una montaña) que parecen caras, el cerebro humano normal nunca confunde con rostros humanos las cosas que no lo son. ¿Cómo nuestro cerebro identifica qué es y qué no es una cara?

Según las conclusiones de un estudio realizado por un equipo de neurocientíficos liderado por Pawan Sinha, del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), en Estados Unidos, el hemisferio izquierdo haría una primera criba de cosas con apariencia de rostro y el hemisferio derecho determinaría qué es simple apariencia y qué es realidad (fig. 1) Parece ser que el cerebro es capaz de ver qué parece una cara y, al mismo tiempo, no dejarse engañar y pensar que es una cara auténtica.

Cuando vemos algo que se parece a un rostro, un conjunto de rocas (fig. 2), por ejemplo, el llamado giro fusiforme del hemisferio izquierdo del cerebro, un área asociada con el reconocimiento facial, calcula cuidadosamente hasta qué punto dicha imagen se asemeja a un rostro. Con esta información, el giro fusiforme del hemisferio derecho, por su parte, toma una decisión rápida y categórica sobre si ese objeto es realmente una cara o no.

Para establecer la descripción de este proceso neuronal, los investigadores crearon una serie continuada de imágenes de objetos parecidos a caras y de caras reales. Después, analizaron los cerebros de varios voluntarios con tecnología de exploración de resonancia magnética funcional (fMRI), mientras éstos miraban las imágenes. Así se descubrió que la actividad cerebral en los dos hemisferios cerebrales era diferente según el grado de similitud. Se puso de manifiesto la existencia de papeles distintos en ambas regiones cerebrales, en esta clase de tareas de procesamiento cerebral avanzadas.

En suma, el hemisferio izquierdo determina hasta qué punto cualquier cosa se parece a una cara, aunque sin tomar la decisión final sobre si dicho objeto es realmente un rostro o no, una función reservada al hemisferio derecho.

Fotos: MIT

Así se calientan los pingüinos emperador

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El emperador, el más grande de todos los pingüinos, recurre a ingeniosas técnicas de adaptación para poder enfrentarse a un entorno increíblemente hostil. Durante el extenso invierno los días permanecen en una prolongada penumbra. En algunas regiones de la Antártida, es habitual que el termómetro descienda hasta los -60º C y las rachas de viento sean enloquecedoras. Tal hostilidad de la Naturaleza supone un especial reto para los pingüinos emperador. En plena época de cría (fig. 1), abandonados temporalmente por las hembras y con un huevo a su cuidado, los emperadores macho pueden pasar hasta cuatro meses sin ingerir alimento. Conservar el calor y la energía se convierte así en una cuestión de vida o muerte, que resuelven apiñándose durante horas en apretadas multitudes (figs. 2 y 3).

Ya se sabía que los pingüinos se haciñan para cobijarse del viento glaciar y conservar el calor. Los individuos van turnándose para pasar al interior del grupo, donde se está relativamente más resguardado y caliente. Cuando un pingüino se ha calentado un poco, vuelve al perímetro del grupo para que otros puedan protegerse de las condiciones glaciales.

Daniel P. Zitterbart, de la Universidad Friedrich Alexander (Alemania), decidió viajar a la Antártida para investigar cómo se las ingeniaban estos animales para no dejar que los individuos situados en la periferia del grupo se helaran, mientras los del interior disfrutaban del cobijo de sus compañeros. Para ello, fotografió cada 1,3 segundos una colonia de unos dos mil individuos, casi todos con un huevo a su cuidado, y después analizó las imágenes con un programa informático. Su conclusión es que los pingüinos van moviéndose lentamente con una perfecta coordinación que les permite variar de posición dentro de la colonia (fig. 4). En ésta, la temperatura varía de cero grados centígrados del perímetro a los 37 grados del interior. En general, ningún pingüino cambia su posición relativa respecto a sus vecinos inmediatos, ni se abre camino a la fuerza para entrar ni para salir del grupo. Pero, con una frecuencia de entre 30 y 60 segundos, todos se desplazan a la vez con pequeños pasos, lo que origina una ola que recorre toda la formación, que vuelve a compactarse en cuanto se queda quieta.

Los investigadores aún desconocen si las olas las comienza un solo pingüino o varios, o si dependen de la jerarquía del grupo, como ocurre con las bandadas de palomas

Foto 2: Yuri Mizin

Encuentran tabaco en una vasija maya

El tabaco era usado por los mayas para celebraciones rituales y religiosas. Existen jeroglíficos y códices de esta cultura precolombina donde aparecen dioses y personas fumando. Ahora bien, no se habían encontrado evidencias físicas que confirmaran este detestable hábito… hasta ahora.

Dmitri Zagorevski, del Politécnico Rensselaer; en Estados Unidos, y Jennifer Loughmiller-Newman, de la Universidad de Albany, en Canadá, han descubierto residuos de tabaco en una vasija maya, decorada con jeroglíficos que parecían indicar el contenido buscado. Además, el interior de la vasija no había sido limpiado. El recipiente, de 6,5 centímetros de diámetro, fue fabricado alrededor del año 700 después de Cristo en la región de la Cuenca del Mirador, en el sur de Campeche, México, durante el período maya clásico.

Los investigadores utilizaron la cromatografía de gases por espectrometría de masas y la cromatografía líquida de espectrometría de masas, el último grito en tecnología de química analítica, que revelaron la presencia de los compuestos químicos que se hallan en la planta de tabaco.

Las focas “ven” con sus bigotes

Pocas cosas pasan desapercibidas para una foca común. Sus bigotes, o vibrisas, captan información detallada sobre su entorno. De los pelos del hocico asoman unos folículos que contienen alrededor de diez veces más terminaciones nerviosas que los bigotes de una rata.

Para las focas, encontrar presas en las aguas turbias no parece nada complicado. Y es gracias sus bigotes, sensibles a las vibraciones, pueden guiarse hacia sus presas casi como si pudieran ver con total nitidez a través del agua en que se mueven. A esa conclusión han llegado el biólogo Wolf Hanke, de la Universidad de Rostock, en Alemania.

Hanke y sus colegas estudian esta facultad con Henry, una foca amaestrada. Hasta con los ojos vendados y los oídos tapados con unos auriculares. Henry tardó tan sólo unos segundos en reconocer, a partir de la estela que deja, qué tipo de objeto u animal se mueve a su alrededor. Y hasta fue capaz de distinguir tamaños con una precisión de al menos 2,8 centímetros, como hemos dicho con los ojos y las orejas inutilizados. También pudo diferenciar entre formas planas y cilíndricas. Además, no se dejó engañar por la velocidad del movimiento. Según el biólogo, esta habilidad se explica porque las focas deben optimizar la energía que gastan y distinguir a pesar del agua turbia entre peces pequeños y flacuchos – difíciles de atrapar y con poco alimento – y otras piezas más carnosas y suculentas basándose sólo en la estela que dejan, lo que hace la caza más fructífera.

Hanke dice que las vibrisas de la foca se han adaptado, según revela el registro fósil, a lo largo de 25 millones de años para poder «leer» los más mínimos cambios que se producen en el movimiento del agua.