Los manatíes, sirenas de nuestros mares

“Quien acerca su nave sin saberlo y escucha la voz de las sirenas ya nunca se verá rodeado de su esposa y tiernos hijos, llenos de alegría porque ha vuelto a casa; antes bien, lo hechizan éstas con su sonoro canto sentadas en un prado donde las rodea un gran montón de huesos humanos putrefactos, cubiertos de piel seca”. Así advirtió Circe, diosa y hechicera de la isla Eea, a Ulises, héroe protagonista del poema épico griego La Odisea.

“Si quieres oírlas, haz que te amarren de pies y manos, firme junto al mástil, para que escuches complacido la voz de las sirenas. Y si suplicas a tus compañeros o les ordenas que te desaten, que ellos te sujeten todavía con más cuerdas”, continuó.

A pesar de que la bella Circe le dio a Ulises una imagen más bien peligrosa de las hermosas mujeres con cola de pez que acechaban en los mares, el 9 de enero de 1493, Cristóbal Colón, descubridor de América, anotó en su diario de navegación: “Hoy he visto tres sirenas. No eran tan bonitas como las pintan, aunque algo de humano tienen en la cara”.

Las sirenas de las que escribió eran en realidad manatíes, seres dóciles, pacíficos y vegetarianos. Los manatíes (Trichechus manatus) son mamíferos marinos que se distribuyen desde las aguas cálidas de Florida hasta las costas nortes de América del Sur.

Aunque estos animales carezcan de depredadores naturales, su lenta reproducción y el impacto de las actividades humanas —principalmente la colisión contra embarcaciones— han disminuido sus poblaciones de tal manera que en 2008 la IUCN (Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza) declaró al manatí como una especie vulnerable.

Hoy, 7 de septiembre, se celebra el día internacional del manatí como una fecha para crear conciencia sobre el peligro inminente que amenaza a los diez mil sobrevivientes de la cautivadora especie que alguna vez indujo respeto y amor en los marineros de las Antillas.

Fuentes:

El Proyecto Sirenia realiza investigaciones sobre la conducta, historia de vida y ecología de los manatíes. | Save the Manatee es una iniciativa interesada en la conservación de este mamífero marino y acepta donaciones que ayuden a su causa. | En Puerto Rico se encuentra el Centro de Conservación del Manatí, que se dedica a realizar programas de investigación, rescates y rehabilitación de los manatíes. También se preocupan por educar a las personas de Puerto Rico y el Caribe sobre este tipo de animales.

Gracias, mamá, por ayudarme a envejecer

El envejecimiento es uno de los procesos biológicos con el que los seres humanos estamos más familiarizados y, sin embargo, también es uno de los menos comprendidos. Diversas propuestas han tratado de descifrar el enigma del padecimiento más antiguo de la humanidad desde una perspectiva molecular. Una de ellas sugiere que las mitocondrias de nuestras células podrían ser las principales responsables. La mitocondria es la fábrica que produce la mayor parte de la energía necesaria para realizar distintas actividades celulares. Esta estructura contiene su propio material genético que también puede acumular mutaciones, interrumpiendo el funcionamiento normal de las mitocondrias y desencadenando procesos como el estrés molecular y el envejecimiento de nuestras células.

Al momento de la fecundación, el óvulo materno es quien provee la mitocondria a partir de la cual se generarán todas las demás en las distintas células de nuestro cuerpo. El espermatozoide no contribuye a heredar sus mitocondrias porque éstas se encuentran en la cola, estructura que pierde al entrar al óvulo. Por esto, todos los seres humanos recibimos el ADN mitocondrial de nuestra madre biológica.

Mientras la mayoría de los estudios sobre envejecimiento se han enfocado en estudiar el daño acumulado sobre el ADN mitocondrial que ocurre durante la vida de una persona, este mes de agosto se publicó una investigación en la revista Nature que añade una variable más a la ecuación: nuestras propias madres.

Los autores del trabajo han demostrado por primera vez que el envejecimiento está influenciado no sólo por la acumulación de mutaciones en nuestro propio ADN mitocondrial, sino también por el daño presente en el de nuestras progenitoras. Para llegar a sus conclusiones, los investigadores cruzaron ratones con distintas mutaciones mitocondriales y observaron a sus crías. Los resultados los asombraron: las mutaciones mitocondriales heredadas vía materna habían causado un envejecimiento prematuro en sus hijos y habían disminuido su fertilidad.

"Este estudio también demuestra que, aún cuando heredemos bajos niveles de ADN mitocondrial mutado, esto puede tener efectos en nuestro desarrollo y causar deformaciones cerebrales", mencionó Jamie Ross, la autora principal del artículo.

Así que gracias, mamá, por ayudarme a envejecer. Por lo menos ahora puedo decir que no todo lo bueno viene de ti.

Fuentes:

Artículo original en Nature (sin acceso libre) | Nota fuente en ScienceDaily

La fabricación de chips usando ADN

Los transistores son la unidad básica de los chips. Son unidades pequeñas hechas de un material semiconductor con la capacidad de ser inducido para conducir o detener el flujo eléctrico. Con ellos se crean las señales binarias de ceros y unos con los que funcionan los softwares.

Para construir chips más poderosos, los diseñadores han intentado dos cosas: encoger el tamaño de los transistores y acelerar el tiempo de prendido y apagado de los mismos. Esto ha resultado en transistores más pequeños, rápidos y económicos que concentran la electricidad en espacios muy reducidos.

Sin embargo, como suele pasar, las ventajas también vienen acompañadas de problemas: al someterse a elevadas temperaturas, el silicón, material que se usa para construir los chips, comienza a interrumpir su trabajo interno por medio de distintos tipos de interferencia. La solución a esto la proponen Zhenan Bao, una ingeniera química e investigadora de la Universidad de Standford, y sus colegas, quienes fabricaron transistores de grafeno por medio del uso de ADN.

El grafeno es un material constituido por una sola capa de átomos de carbono arreglados en forma de panal. Algo así como una reja, pero de grosor atómico y con una eficiencia extremadamente buena para conducir electricidad. Los investigadores involucrados en el proyecto creen que por medio de la construcción de nanolistones de grafeno colocados uno a lado del otro se puede crear circuitos semiconductores y, dadas las pequeñas dimensiones y las propiedades eléctricas favorables de este material, se pueden crear chips muy veloces y con un consumo muy bajo de energía.

Sin embargo, el reto viene con su construcción: ¡hablamos de algo del tamaño de un átomo de grosor, y de 20 a 50 átomos de largo! Para solucionar este problema, los investigadores idearon un mecanismo de ensamblaje usando el ADN. Físicamente, las hebras de ADN son largas y delgadas, y sus dimensiones son similares a las que se querían emplear en los listones de grafeno. Además, la molécula de ADN contiene átomos de carbono, mismo elemento que constituye al grafeno.

Con esto en mente, los investigadores usaron un plato de silicón para dar soporte a sus transistores experimentales. Este fue hundido en una solución de ADN derivada de bacterias y lo sometieron a una técnica que acomoda el ADN en líneas relativamente rectas. Despues, el plato con ADN recto fue expuesto a una solución de sales de cobre (las propiedades químicas de la solución permitieron que los iones de cobre fueran absorbidos al ADN).

Lo siguiente fue calentar el plato y bañarlo con gas metano (CH4) que también contiene moléculas de carbono. El calor activó una reacción química que liberó algunos de los átomos de carbono del ADN y del metano y ¡BAM! Los carbonos libres rápidamente se juntaron con los suyos, formando panales de grafeno.

“Demostramos por primera vez que puedes usar el ADN para crecer listones angostos y después hacerlos trabajar como transistores”, comentó Anatoliy Sokolov, quien participó en la investigación.

Los investigadores comentan que el proceso de ensamblaje necesita mucho refinamiento. Por ejemplo, no todos los átomos de carbono formaron listones de un solo átomo de grueso. En algunos lugares se amontonaban y formaban patrones irregulares.

“Nuestro método de fabricación con base en el uso de ADN es altamente escalable, ofrece una alta resolución y bajos costos de manufactura. Todas estas ventajas hacen de este método algo muy atractivo para que la industria lo adopte” comentó Fung Ling Yap, uno de los coautores de la investigación.

Lo que queda ahora es observar con calma cómo se impone la ley de Moore y esperar con asombro lo que veremos en el futuro.

Fuentes:

Entrada en Wikipedia acerca de la Ley de Moore | Fuente en la Universidad de Stanford |  Artículo en Nature Communications

Cerebritos cultivados en el laboratorio: no hay de qué preocuparse, no son más listos que nosotros

Para estudiar el cerebro humano, se necesita un cerebro humano. Y para estudiar el desarrollo del cerebro humano, se necesita un cerebro humano en desarrollo, algo a lo que los científicos interesados en el tema rara vez tienen acceso. Sin embargo, eso puede cambiar muy pronto, pues investigadores austriacos y británicos han logrado cultivar "minicerebros" humanos en el laboratorio.

El cultivo de tejidos humanos (y de otros animales) es una técnica común, pero lo que se obtiene de ella es una capa bidimensional de células en una caja de Petri. Sin embargo, el equipo de investigación, coordinado por Juergen A. Knoblich, logró obtener un "organoide cerebral" tridimensional. Para ello, colocaron células progenitoras neurales (que son un tipo de células madre que pueden dar lugar a células del cerebro) sobre andamios de cultivo que estaban dentro de una cámara con oxígenación y los nutrientes adecuados. Luego de un mes, las células progenitoras habían dado lugar a organoides cerebrales de unos 4 mm que se parecía mucho al cerebro de un feto de 9 semanas. Tenían actividad neuronal y se habían diferenciado en distintas regiones cerebrales, como el córtex dorsal, los plexos coroideos, y algunos incluso habían desarrollado retinas.

El equipo de Knoblich cultivó estos organoides, llamados así porque no son un órgano propiamente dicho, no porque quisiera probar la famosa pregunta filosófica de si acaso un cerebro en un frasco sería consciente de su condición. Los organoides no estaban en ningún modo conscientes. Lo que los científicos buscaban era un modelo para estudiar el desarrollo del cerebro humano, algo que los cerebros de ratones u otros animales de laboratorio sólo pueden brindarnos con limitaciones. De hecho, el primer uso que le dieron a sus cerebritos fue observar el desarrollo de un cerebro con microcefalia.

A partir de células de una persona con esa condición, que se caracteriza por producir cerebros más pequeños, los investigadores cultivaron los minicerebros correspondientes. Como era de esperar, éstos resultaron ser más pequeños de lo usual. Normalmente, las células progenitoras se multiplican en abundancia y sólo entonces comienzan a producir neuronas. En los organoides cerebrales con microcefalia, las células progenitoras se reproducían demasiado poco, daban lugar a menos neuronas y, por tanto, a cerebros más pequeños.

Los investigadores esperan que su técnica pueda usarse para estudiar otros desórdenes, como la esquizofrenia o el autismo. Por supuesto, sus colegas aclaran que no hay que pensar que los organoides son réplicas de cerebros. "El cerebro humano no es un mero congomerado de los ingredientes adecuados, como un pastel que surgiera de los contenidos de una caja sumados a un huevo"; escribe la genetista Ricki Lewis en su blog DNA Science. "Pero aunque no seremos capaces de conseguir ese segundo cerebro que siempre hemos querido, igual estoy emocionada y motivada por ver lo que estos organoides cerebrales nos podrán decir sobre nosotros mismos".

Fuentes: Nota fuente en Science Daily | Aquí el artículo original en Nature | Post en el blog de Ricki Lewis (en inglés)

Ballenas que se mueven en el mar para bañarse de Sol

Cuando los humanos nos bronceamos, el color de nuestra piel se oscurece o, en algunos casos, se enrojece como camarón. Esto se debe a que nos exponemos a radiación ultravioleta que, en su moderada medida, contribuye a bajar la presión sanguínea, a la producción de vitamina D y a la fijación de calcio; pero en exceso tiene efectos negativos en la salud, como daños al DNA de las células de la piel y, por tanto, aumento en la probabilidad de padecer cáncer. Las ballenas no son inmunes a esto. Una investigación demostró que el pigmento de la piel de ballenas aumenta en respuesta a los rayos del Sol y que el daño de su material genético mitocondrial se acumula con la edad.

Investigadores de diferentes partes del mundo, entre ellos británicos y mexicanos, analizaron muestras de tres tipos de ballenas, de las que incluían ballenas azules y cachalotes, para estudiar los cambios en su piel con la migración anual hacia el soleado Golfo de California, en la parte noroeste de México. Detectaron que, cuando ésta se da, existen mecanismos moleculares que actúan diferente en cada especie. Por ejemplo, los cachalotes, que se mantienen en la superficie por largos periodos y por tanto están más expuestas a la radiación ultravioleta, tienen un mecanismo de protección al Sol que desencadena una respuesta al estrés en sus genes. Por otro lado, la pálida ballena azul aumenta sus niveles de pigmentos en tanto hay más radiación. Los investigadores mencionan que las diferentes estrategias de respuesta son resultado de restricciones evolutivas.

Karina Acevedo, de la Universidad Autónoma de Querétaro, comentó que se está viendo un aumento en el número de lesiones en la piel de diferentes especies de ballenas en zonas con una alta radiación UV. En muchos casos no se han observado microorganismos infecciosos asociados con las ampollas, pero esto no demerita el que se tenga que estudiar el efecto de la radiación en la piel de estos mamíferos y los mecanismos que utilizan para contrarrestar el daño.

Ahora los investigadores seguirán trabajando con las ballenas, pues esas ampollas no les gustan mucho: ¿las lesiones funcionan como un sistema de alerta temprano? Lo interesante es que estos enormes mamíferos ocupan la misma área año tras año, así que entender la situación de la población es esencial para saber qué está sucediendo con el ambiente.

Fuentes:

Artículo original en Scientific Reports | Nota en Eurekalert!

Post anterior de Historias Cienciacionales sobre los beneficios de darse baños de Sol

Los lácteos: la revolución génica del neolítico

Los humanos somos los únicos animales que bebemos leche cuando somos adultos. Sin embargo, hace 8,000 años, nuestra tolerancia a los lácteos era diferente. Los humanos solo podíamos digerir la lactosa, un tipo de azúcar que contiene la leche, durante la niñez, ya que de adultos, se perdía la habilidad de producir lactasa, la enzima que nos permite procesar la lactosa.

Este cambio en nuestra dieta comenzó en Europa, poco después de hacerse, en algunas comunidades, la transición entre comunidad nómada y colectora a comunidad establecida y agricultora. Fue en ese momento cuando ocurrió, una mutación genética en los humanos, que resultó en la habilidad de producir lactasa durante nuestras vidas. Incrementando el número de adultos en la parte Centro y Norte de Europa que podían consumir y digerir leche.  Dando lugar a los “dos pasos en la revolución de la leche que podrían ser el factor primordial que permitió a las comunidades de agricultores y pastores desplazar a las comunidades cazadoras y colectoras”, especifica el artículo publicado enNature que cita al proyecto LeCHE (Persistencia de la lactosa en la historia cultural temprana de Europa). Desde 2009 el proyecto ha incluido a 12 estudiantes de posgrado y a sus mentores provenientes de disciplinas como: Antropología, arqueología, química y genética. El grupo tiene como propósito estudiar el papel que jugaron los lácteos en la colonización temprana de Europa.

Joachim Burger de la Universidad Mainz de Johannes Gutenberg, quien dirige el proyecto comentó, “Para apreciar la relevancia de nuestros descubrimientos, es importante darse cuenta que al día de hoy, una proporción mayor de habitantes de Europa central y norte, descienden de un pequeño grupo de agricultores del Neolítico, que tuvieron la habilidad de digerir leche fresca, después del destete” lo que brinda la posibilidad de consumir un alimento no disponible para otros, cuando las cosechas fallan. El descubrimiento se logró mediante el estudio de esqueletos del neolítico.

Hace 5,000 años, la persistencia de la lactasa era casi inexistente entre las poblaciones. Hoy en día solo 35% de la población humana puede digerir la lactosa más allá de la edad de siete u ocho años. La mayor parte de la gente que tiene la habilidad de digerir leche puede rastrear a sus ancestros en Europa, rasgo que parece estar ligado a un solo nucleótido, en donde la citosina  cambia a timina en una región genómica, no lejos del gen de la lactasa. Existen otras mutaciones que son persistentes a la lactasa en el oeste de África, el Medio Oriente y el sur de Asia, pero parecen estar ligadas a mutaciones separadas. La mutación Europea proponen que emergió hace 7,500 años en Hungría.

Los investigadores asumen que una selección extensa y positiva junto con migraciones recurrentes, son las responsables de este desarrollo, que en términos evolutivos, fue extremadamente rápido.

Entre los resultados más llamativos del grupo LeChe se encuentra la detección de residuos de grasa de leche en numerosas cerámicas del Neolítico y la habilidad de modelar el esparcimiento de selección positiva de la persistencia de la lactasa.

Fuentes: En esta ocasión es una revisión bibliográfica de proyectos relacionados con la historia del consumo de la leche, realizada por Andrew Curry y publicado en Nature.

Dejar de fumar engorda: No son tus huesos anchos, es tu biota intestinal

Todos tenemos un amigo o alguna vez escuchamos de aquella persona que dejo de fumar y engordó. La excusa siempre es la ansiedad con la consecuencia de un aumento en el consumo de comida. Sin embargo, el 80% de los fumadores  aumentan 7 kilos en promedio después de dejarlo a pesar de tener un consumo estable de comida o inclusive bajarlo.

Una investigación de la Universidad del Hospital de Zúrich, dirigida por Gerhard Rogler, atribuye este aumento de peso a un cambio en la composición de la diversidad de bacterias en el intestino.

La investigación se logró mediante el estudio del material genético de bacterias intestinales que se encontraban en muestras de heces previstas de 20 personas distintas, durante un periodo de 9 semanas. Que incluía cinco no fumadores, cinco fumadores y diez personas que dejaron de fumar.

Los resultados mostraron que mientras la diversidad de bacterias entre los fumadores y no fumadores cambia poco en el tiempo, el dejar de fumar da el mayor cambio en la composición de tu biota intestinal. La fracción de los filas bacterianos de proteobacterias y bacteriodetes incrementó a expensas de los filas de Firmicutes y Actinobacterias. Lo cual, aparentemente indica un uso más eficiente de la energía contenida en la nutrición por parte de la nueva biota, lo que provee al cuerpo de más energía, lo que resulta en un mayor peso.

Así que, la próxima vez que conozcan a alguien que va a dejar de fumar o ustedes lo piensan hacer, no se preocupen, solo prepárense para unos kilos de más y un poco de tiempo para que su biota intestinal se estabilice y volverán a la normalidad.

Fuentes: Nota de la Swiss National Science Foundation | Artículo original en PLOS ONE (libre acceso)

Haberlo sabido antes: consejos para biólogos que usen R o que quieran aprender

Esta entrada va dirigida a biólogos (y científicos en general) que requieran hacer análisis estadísticos, generar gráficas o producir mapas. Comparto aquí una serie de herramientas y bondades del internet relacionadas con R, el lenguaje y software gratuito que permite hacer todo eso. Y más: R no es sólo un programa de computadora, es una forma de realizar análisis que crece junto con la comunidad científica y que permite volver (por lo menos una parte) de la ciencia más reproducible, clara y abierta.

Sobre R se ha escrito mucho y no pretendo aquí hacer una guía. Quiero sólo compartir mi experiencia personal y las cosas que tras deambular he encontrado más útiles. Ya saben, ese tipo de cosas que una descubre con júbilo, pero también con un dejo de frustración y ganas de gritar haberlo sabido antes.

Muchos de quienes lean esto no encontrarán nada nuevo, pero espero a otros ahorrarles camino. Incluyo cosas básicas, pero también un par de consejos más avanzados.  A manera de índice, esta entrada habla de:

I) ¿Qué es R?

II) ¿Cómo aprenderlo?

III) Consejos básicos para la vida diaria con R y la felicidad a largo plazo

IV) ROpenSci y acceder a bases de datos biológicas desde R

V) GitHub: control de versiones, colaboración y publicación scripts

VI) VI. Cursos de Software Carpentry

VII)  No dejes de hacer tu ciencia por hacer scripts

I.                   ¿Qué es R?

R es una letra. En español la doble erre la aprendemos a sonar de una forma que le cuesta trabajo a otras lenguas. En inglés se pronuncia Arrr y suena a grito pirata. Por eso algunos usuarios del software R cambiamos su ícono original:

 

Por uno como este:

Ícono creado por Karthik Ram. Disponible aquí.

R es un lenguaje y ambiente de computación estadística. Es software libre, de fuentes abiertas y funciona en Linux, Mac y Windows por igual. En esencia R utiliza funciones agrupadas en paquetes con un objetivo común para hacer operaciones diversas con datos. Por ejemplo, el paquete ggplot2 tiene funciones para hacer gráficos, ape para hacer análisis filogenéticos, maps para dibujar mapas, nlme para ajustar y comprar modelos mixtos lineales y no lineales. Y así CRAN (Red Completa del Archivo de R) es una especie de central de abastos donde se regalan las piezas lego de cualquier forma y color que uno necesite.

R es una maravilla por varias razones. No sólo permite hacer todo análisis estadístico imaginable y gráficas increíbles, también es una forma de mostrar, repetir y guardar paso por paso qué análisis y manejo de datos se hizo de principio a fin. R utiliza líneas de código que le dicen qué hacer; el código va acompañado de comentarios hechos por el autor explicando cada paso.  Todo se guarda en un script, un simple archivo de texto que cualquiera puede utilizar para entender o repetir un análisis determinado de principio a fin. Cualquiera, empezando por nosotros mismos tres días, seis meses o diez años después. Si no imaginan la utilidad de esto, busquen en su archivo personal cualquier análisis que involucre más de una pestaña en Excel y díganme, sin sudar frío, ¿cómo llegaron a los resultados?

En resumen para análisis de datos, producción de figuras y mapas, R es el campeón de peso pesado. Aquí hablo de aplicaciones a biología, pero es también básico para científicos y analistas de otras disciplinas. Es, por ejemplo, la herramienta que se utiliza para analizar la enorme cantidad de información que generan Google, Twitter y Facebook.

II.               ¿Cómo se aprende?

Con ganas, paciencia y usándolo. R es un lenguaje computacional y, como todo lenguaje, aprenderlo es caminar cuesta arriba por la curva de aprendizaje. No es un programa de mover el cursor y picar botones, funciona con la línea de comando y puede ser intimidante para quién nunca haya utilizado algo así. Pero es más fácil de lo que parece y la recompensa es grande: los análisis se vuelven repetibles y un mismo script puede reutilizarse para analizar nuevos datos.

Es posible aprenderlo por cuenta propia, especialmente si se tiene experiencia con otros lenguajes de programación, pero el proceso de aprendizaje se acelera mucho si se empieza por tomar un curso introductorio intensivo. A mí me parece que deberían ofrecerse desde la licenciatura. Tal vez esto ya esté ocurriendo, pero no era así por lo menos hasta el 2009. Sé que ahora se dan cursos a nivel de posgrado en la UNAM, pero estoy segura debe haber más cursos en México y el resto de Latinoamérica. Si ven uno anunciado no duden en tomarlo.

Si no encuentran un curso presencial, internet está lleno de material para los autodidactas. No vale la pena repetir la lista de recursos para aprender R que ya existe por ejemplo aquí. Así que solo les dejo mis favoritos, organizados de nivel básico a avanzado:

*Curso introductorio “Try-R” de Code School (gratis).

Tutorial interactivo, amigable y sencillo que explica el funcionamiento básico de R. Con piratas. Se hace en un par de horas y es perfecto para borrar la intimidación y probar de qué se trata R. Arrrr!

 Ah, y si lo completan les dan 40% de descuento en libros sobre R de la editorial OReilly. O al menos así era hasta hace algunos días.

* Getting Started with R: An Introduction for Biologists (paga).

Libro corto que te lleva de la mano desde instalar R hasta hacer análisis estadísticos comunes para biólogos, como ANOVA y regresión lineal. Tiene muy buen humor y excelentes consejos para quién nunca ha ocupado R. Va dirigido a biólogos y muchos de los ejemplos son fácilmente aplicables a situaciones biológicas. Seguirlo completo toma unos  días.

* Material del curso “Data Science with R” de rOpenSci  (gratis).

El curso ya ocurrió, pero aquí están desde las diapositivas hasta el código de los ejercicios que Karthik Ram utilizó para mostrar cómo utilizar R de una manera más eficiente y útil. Empieza con una introducción básica y luego se enfoca en el manejo de datos, en cómo hacer un proyecto reproducible de principio a fin y en cómo compartir los datos  y análisis finales. Es una verdadera joya. El material se cubre en dos días.

 

* Curso “Computing for Data Analysis” de Coursera (gratis).

Curso en línea para aprender a utilizar R para escribir funciones, hacer gráficas y aplicar diversos métodos estadísticos. Incluye videos de clases, material de apoyo y tarea. El curso dura cuatro semanas y se abre una vez al año. El próximo curso dará inicio el 23 de septiembre de 2013.

Una recomendación para quien comienza a ocupar R es utilizar RStudio, una interface amigable con el usuario nuevo. RStudio incluye un editor de texto y paneles mediante los cuales se puede acceder a la consola, gráficas, ayuda, paquetes y demás objetos que se están ocupando.

 

Además, RStudio tiene integradas otras opciones muy útiles. Aquí un resumen visual de algunas de ellas.

 III.            Consejos básicos para la vida diaria con R y ser feliz a largo plazo

Utilizar una libreta de campo o de laboratorio tiene su gracia y siempre es una buena práctica. El análisis de datos y el flujo de trabajo en la computadora también deben ir acompañados de una bitácora. A los físicos, científicos de la computación y bioinformáticos se les entrena en este sentido, pero creo que a muchos biólogos no. Es por esto que ciertos consejos básicos son bienvenidos.

* Comenta tu script

¿Qué hace cada paso? Sé específico, separa diferentes secciones, dale la misma lógica que a la redacción de los métodos de un artículo. Las líneas de comando son para R, los comentarios para el lector humano.

* Empieza por definir un objetivo concreto

“Analizar mis datos” no es un objetivo concreto.  “Realizar un análisis de componentes principales con mis datos” sí lo es. Define y escribe los objetivos del script al principio y los datos que se ocuparán.

*  Un fólder por proyecto

Mantén un fólder por proyecto que contenga fólderes separados para funciones, datos crudos, datos generados, figuras, documentos, funciones y scripts.

 Utiliza setwd para definir el directorio de trabajo y luego paste para incluir dicho folder en el nombre del archivo a abrir/guardar a lo largo de tu script.

* Acordeón a la mano

Las funciones más básicas son las que más se olvidan y más se necesitan cuando uno quiere dejar de repetir el I am y empezar a leer a Shakespeare. Ayuda mucho tener una versión impresa de la tarjeta de referencia de R o crear una lista propia de funciones útiles. Puede ser un archivo separado en la compu, pero recomiendo mucho imprimirlo y tenerlo al lado.

* ¿Cómo lo hicieron otros?

La documentación de R es buena para entender lo que hace una función en específico, pero es una letanía ineficiente si estás intentando hacer algo completamente nuevo por primera vez. Algunos paquetes vienen con un tutorial, pero para mí lo mejor es pensar la idea general de lo que quiero hacer y luego ver cómo lo hicieron otros. Mis fuentes favoritas:

Mirar gráficas

En lugar de buscar el nombre de la función, explora las gráficas por temas y ve el código ejemplo de cómo hacerlas. Recomiendo el Manual Gráfico de R y el Libro de cocina gráfico de R.

Revisar blogs

Hay cientos de entradas de blog que funcionan como tutoriales para hacer cosas específicas, posiblemente muy similares a lo que se quiere hacer. Googlea o busca en blogs dedicados a R. R-bloggers.com es una recopilación muy completa llena de ejemplos de todo tipo.

El blog de Molecular Ecologist también ha dedicado algunas entradas a cosas que se pueden hacer con R útiles para biólogos evolutivos y ecólogos. Por ejemplo esta entrada sobre cómo hacer mapas con R.

Busca scripts en GitHub

Además de los paquetes y sus funciones, muchos usuarios de R están haciendo disponibles sus scripts y funciones para hacer análisis específicos. GitHub (del cuál hablo con más detalle adelante) es una red donde depositarlos como material acompañando una publicación, pero también para colaborar y compartir con otros.

Buscar scripts aquí no es tan sencillo. El secreto está más bien en seguir el trabajo de usuarios que hagan cosas de nuestro interés y que amablemente hacen público su trabajo. Hace poco el blog de Molecular Ecologist hizo un llamado para juntar en un grupo código útil para biólogos evolutivos y ecólogos en GitHub. Aquí el link.

*  No te trabes, pregúntale a internet

Una mañana se puede convertir en ayer cuando uno está intentando hacer algo en R sin saber bien cómo. Mi consejo es que si no sale en un par de intentos hay que preguntarle a internet.

 La primera opción es por supuesto Google. Pero también hay varios sitios y foros especializados. Mi favorito es por mucho stackoverflow. Así se ve la página principal:

Las mejores respuestas son votadas y también las preguntas bien hechas. Así que es fácil encontrar muy buenas respuestas hechas a la más básica de las preguntas o a la más avanzada, pasando por cómo hacer gráficas como las de el webcomic xkcd.

 Si eventualmente llegas a la soledad de cero resultados en una búsqueda: pregunta. La gente responderá, sólo asegúrate de formular bien lo que necesitas y de poner un ejemplo reproducible. Consejos aquí, pero en resumen dput()es la función amiga: permite recrear un objeto de R en otra computadora sin tener que hacer todos los análisis que llevaron a hacerlo.

*  Guarda tu script como un archivo HTLM que incluya los resultados de la consola y los gráficos

 Esto se puede hacer de forma muy sencilla con el paquete knirt a través de RStudio. Lo más fácil (de verdad no podría ser más sencillo) es crear una libreta de notas con todo el código y los resultados. La libreta de notas es un archivo htlm que se puede mandar por correo como un solo archivo y que se ve más o menos así:

Yo hago un libreta de notas cada que hago cambios grandes al script o a los datos crudos y lo guardo con un html en un folder dedicado para esto. Así puedo ver cómo se veía tal resultado preliminar, tal gráfica o cómo hice algo. Encuentro esto maravilloso para compartir con colegas y discutir los datos, para incluirlo como material suplementario de un artículo, o para tener como referencia de cómo se iban viendo las cosas sin necesidad de tener que correr el script. Pero si se clavan mucho y quieren más: RMarkdown permite crear un reporte más completo agregando texto con formato y sólo los fragmentos de código y figuras deseados.

*  Guarda por separado diferentes versiones de un script.

No trabajes en un único archivo de principio a fin. Los scripts son un poco como escribir un cuento, o peor, un capítulo de la tesis. A veces llegar al resultado deseado toma batallas campales contra funciones altaneras, errores de copy-paste e indecisiones de cómo hacer las cosas. Inevitablemente en algún momento un script que ya medio funcionaba dejará de hacerlo por completo, o te arrepentirás de haber borrado ciertas líneas y desearás no un Ctrl+z de cien pasos, sino viajar cinco días al pasado. Mejor cada vez que vayas a hacer un cambio grande crea otra versión y guarda por separado las versiones antiguas.

 Esto es parecido a lo que se conoce como control de versiones y que puede hacerse con software especializado. Lo cual explico con más detalle abajo.

* Tranquilo(a), vamos por partes.

No dejes que la frustración de no lograr saberlo todo se apodere del ánimo. Empieza por lo sencillo y construye desde ahí. El Doc de Volver al Futuro estaría orgulloso e impactado. R es una herramienta nueva, empezó en 1993, pero tomó auge en los últimos años. Vivimos en un presente que se le escapó a la ciencia ficción.

 IV.             ROpenSci y acceder a bases de datos biológicas desde R

ROpenSci es una organización que está desarrollando paquetes para que el acceso y manejo de bases de datos y depósitos de información pueda hacerse también desde R, con las ventajas, en términos de claridad y reproducibilidad, que esto implica.

 Aquí pueden ver la lista de sus paquetes. No son muchos y algunos están en desarrollo, pero los que ya existen me parecen muy útiles. Por ejemplo con rgibf se puede acceder a la base de datos del Sistema de Información Global de Biodiversidad (GBIF) y generar, con un par de líneas, mapas como el de abajo:

 

 

El equipo de ROpenSci está interesado en desarrollar nuevos paquetes que ayuden a que los investigadores utilicen de forma práctica y abierta la información que ya existe. Así que no dejen de contactarlos si tienen alguna idea en mente.

 Por ejemplo, a mí se me ocurre que la ya muy útil Mapoteca Digital de la CONABIO podría serlo aún más si sus usuarios pudiéramos acceder a la información desde R.

 V.                GitHub: control de versiones, colaboración y publicar scripts

El control de versiones se puede realizar de una forma más ordenada y fiable utilizando software diseñado con tal objetivo. Utilizar estas herramientas puede ser fundamental para el trabajo en equipo (como ejemplifican el Hombre Lobo y Drácula aquí), pero también tiene ventajas si se está trabajando como llanero solitario, como se discute en detalle aquí.

 Existen varios programas para realizar control de versiones y no tengo la autoridad para discutir cuál es el mejor. Supongo que depende de qué haga cada quién. A mí me convenció git  porque se puede vincular con GitHub: un servidor web para proyectos que usan git. Su ícono es un pulpogato:

Git permite publicar scripts, tener control de las versiones de un proyecto individual o colaborativo, y ver o utilizar lo que otros hacen.

 Los scripts depositados en GitHub se pueden consultar sin necesidad de utilizar git. A los ejemplos que mencioné antes se pueden sumar el GitHub de ROpenSci. Pero si quieren abrir su cuenta y subir su material, aquí una guía elemental de qué es git y un tutorial de sus comandos básicos.

 VI.             Cursos de Software Carpentry

 ¿Demasiado que aprender por cuenta propia? ¿Qué útil sería un feliz curso dirigido a biólogos dónde se enseñara cómo organizar el análisis de datos, el flujo del trabajo, la colaboración y la generación de reportes con herramientas como R, GitHub y otras más?

 Esto es exactamente lo que hacen los cursos intensivos de Software-Carpentry, una organización de voluntarios cuyo objetivo es enseñarle a los científicos técnicas de computación como las que he discutido aquí.

 Creo que vale la pena intentar organizar este tipo de cursos en nuestras respectivas instituciones, sobre todo en México. Aquí pueden ver su lista de preguntas frecuentes y su guía de operaciones, pero en resumen, lo que se necesita es proveer un aula adecuada por dos días y que cada participante tenga una computadora. Los instructores son voluntarios, por lo que el costo de organizar un curso es relativamente bajo. Además, la idea es que algunos de los participantes se conviertan después en instructores. Así que si se hiciera uno por primera vez en inglés, después habría instructores locales que podrían repetirlo en español.

 Y bueno, si la mala fortuna evita asistir a uno de estos cursos, todo su material está disponible en el GitHub de Software Carpentry.

 VII.         No dejes de hacer tu ciencia por hacer scripts.

A menos que, claro, tu ciencia sea generar nuevo software, en cuyo caso síguele. Pero si lo que estás haciendo son preguntas biológicas, cuidado con perseguir al conejo de las herramientas tecnológicas hasta el fondo de su fractal madriguera.  Mientras escribía esta entrada con todo el entusiasmo del geekismo, un amigo me recordó algo importante: R y el resto de las herramientas de las que he hablado aquí, son sólo eso, herramientas.

 El tiempo del universo será infinito, pero el propio no. Y también es finita nuestra capacidad de dedicación.  Aprende lo que necesites saber para hacer tus análisis de forma confiable, repetible y abierta, luego (o al mismo tiempo) enfoca el ánimo y la creatividad en las preguntas biológicas que querías responder en primer lugar.

Acerca del autor

Alicia Mastretta Yanes es Bióloga egresada de la UNAM y actualmente cursa su doctorado en la University of East Anglia, Inglaterra. Su proyecto explora la relación entre las características físicas del paisaje y la distribución de la diversidad genética en plantas de alta montaña de México. Tuitea como @AliciaMstt

La edad a la que aprendemos un segundo idioma sí importa

Está bien documentado que es más sencillo aprender un segundo lenguaje durante la niñez, sin embargo la edad y las habilidades que se tienen cuando esto sucede repercute en la estructura cerebral. Un estudio realizado en conjunto por el Montreal Neurological Institute de la Universidad McGill y la Universidad de Oxford demostró que sin importar si aprendemos uno o dos lenguajes desde que nacemos, el patrón de desarrollo del cerebro es similar. La diferencia viene cuando se aprende un segundo lenguaje una vez que se domina el primero (nativo), ya que esto modifica la estructura cerebral, específicamente en la parte inferior de la corteza frontal.

Utilizando un software diseñado por ellos, los investigadores examinaron imágenes por resonancia magnética de 88 personas que viven en Montreal, 66 bilingües y 22 monolingües. Algunas de las personas que hablaban dos idiomas, los habían aprendido de manera simultánea de los 0 a 3 años, mientras que otros aprendieron el segundo idioma después de tener un buen manejo de la lengua materna, esto es durante la niñez temprana (4-7 años) o tardía (8-13 años). Los investigadores observaron que las personas con un segundo lenguaje aprendido con posterioridad presentaban un engrosamiento de la parte izquierda inferior de la corteza frontal mientras que la derecha inferior de la misma corteza se volvió más delgada. La corteza es una masa conformada por múltiples capas que juega un papel central en las funciones cognitivas como el pensamiento, el lenguaje, la consciencia y la memoria.

El estudio sugiere que la adquisición de un segundo lenguaje en la infancia tardía estimula el crecimiento neuronal y la formación de nuevas conexiones entre éstas de una forma similar a como se ha visto en las personas que tienen la habilidad de hacer malabares, por ejemplo. Por tanto, los autores especulan que la dificultad que algunas personas enfrentan para aprender un nuevo idioma a lo largo de su vida, puede ser explicado a un nivel estructural.

Esto demuestra que los años que se tengan al momento de la adquisición del idioma es crucial para que se establezca una estructura cerebral para aprender más idiomas posteriormente. Además, la adquisición simultánea de dos idiomas no tiene efectos adicionales en el desarrollo del cerebro.

Fuentes: Artículo original en la revista Brain and Language | Nota de la Universidad de McGill (Canadá) | Nota en ScienceDaily

La impredecibilidad de los terremotos

La inspiración para crear una Historia Cienciacional como esta viene de un rumor que se encuentra rondando por las redes sociales: un devastador terremoto está por ocurrir este año en la Ciudad de México.

Queremos aclarar desde un principio que esta noticia es falsa y que la manera en que se ha difundido nos parece incorrecta e irresponsable. cualquier descubrimiento científico, sin importar su relevancia, debe ser presentado mediante la publicación de un artículo científico donde se respalde la información que se investiga. Estos datos tienen que ser analizados y comprobados por otros colegas para validar la relevancia y veracidad de los descubrimientos.

Aún así, a las investigaciones que se dedican a predecir terremotos hay que manejarlas con particular cuidado. De acuerdo con el investigador Robert Geller, de la Universidad de Tokio, la predicción se refiere a la “especificación del tiempo, localización y magnitud de un terremoto futuro, dentro de límites establecidos”. A pesar de que estas predicciones deberían de ser precisas y seguras, Geller comenta que esto puede resultar más difícil de lo que parece: en los últimos 100 años se han llevado a cabo estudios para tratar de predecir los movimientos tectónicos. Sin embargo, no se ha podido obtener resultados.

Esto nos habla de que las fallas sísmicas son procesos no lineales y muy sensibles a los ínfimos detalles que ocurren en la Tierra. Esto es lo que los hace eventos prácticamente impredecibles. Además, la mayor cantidad de hipocentros (focos de un terremoto) se encuentran a profundidades de decenas o cientos de kilómetros debajo de la superficie terrestre, y colectar datos en estas condiciones está, por el momento, fuera de nuestras capacidades. Lo que sí se tiene claro es que la ocurrencia de los terremotos depende mucho más del estado de estrés de fallas individuales dentro de nuestro planeta, y no tanto de fuerzas externas.

Muchas personas se jactan de elaborar métodos fehacientes que son capaces de predecir terremotos. Lo curioso es que todos los días ocurren movimientos tectónicos alrededor del mundo que pueden, por casualidad, ajustarse a sus premoniciones vagas. En estos casos, es importante no dejarse asombrar e informarse bien del tema.

Existe la creencia, por ejemplo, de la influencia de fenómenos que suceden fuera de la Tierra en los terremotos, como la luna llena o la luna nueva. En la imagen observamos todos los terremotos que han ocurrido en el 2013, con una magnitud mayor o igual a 4, comparados con los cambios en las fases lunares: la relación entre estas dos variables es nula.

Fuentes: Artículo de divulgación en WIRED Magazine | Página de la US Geological Survey’s (USGS) | Artículo de Geller en el Geophyscal Journal International | Artículo de Geller en Science | Comunicado acerca de la predictibilidad sísmica por parte del Servicio Sismológico Nacional de la UNAM |

P.D.: No anexamos la noticia que circula porque no es nuestra intención darle difusión a las pseudociencias.

El reacomodo de tu biblioteca de ADN puede cambiarte, y no sabes cuánto.

Llevas acumulando libros toda tu vida y ya conoces bien donde está cada tomo en tu biblioteca. Tu mamá te pide prestada una novela romántica, buscas el lomo rosa en el segundo librero, y la encuentras enseguida. Te dan ganas de releer El Principito, echas un ojo a la sección de Favoritos, lo sacas y lo metes a tu mochila de inmediato. Cuando tengas tiempo para leer esa novela de Agatha Christie de la que todos están hablando, irás a la sección de Misterio y Policiaca, en el librero de en medio, y al fin la abrirás luego de que la compraras con descuento hará tres años. Conoces tan bien el orden de tu biblioteca que puedes manejar tus libros con los ojos cerrados. Ahora imagina, ¿qué pasaría si ese orden se alterara?

¿Y que pasaría si estuviéramos hablando de tus genes en lugar de tus libros, y de tus cromosomas en lugar de tus libreros?

Nuestro ADN (y el de todos los organismos) está empaquetado en cromosomas. El dicho mexicano dice que todo cabe en un jarrito si se sabe acomodar. Las células (mexicanas o no) dicen que todo su genoma cabe en un núcleo si se acomoda en cromosomas. Y cuando de acomodar se trata, ellas saben de lo que hablan. La hazaña de compactación que llevan a cabo en los cromosomas, pensando en una célula de piel humana, es equivalente a enrollar una cuerda de 2 kilómetros en sólo 46 paquetes de 7 milímetros de largo.

Imagina tener toda tu biblioteca escrita en esa cuerda. Y resulta que tu poema favorito de Neruda quedó justo en medio del tercer paquete. Que fiasco. Te resignas a pasar años sin pronunciar los versos más tristes de esta noche. Pero, ¿qué pasaría si de repente tuvieras acceso a ese punto medio del tercer paquete porque éste se partió en dos? Que se preparen las damas, que ahí les va la poesía.

En las células, la unión o división accidental de los cromosomas se llama rearreglo cromosómico. Puesto que la información del ADN no cambia (las letras de tus libros siguen siendo las mismas), se pensaba que la única consecuencia importante de ese fenómeno era una incompatibilidad de las células sexuales al momento de la fecundación. Sin embargo, un equipo de investigadores del Instituto Gulbenkian de Ciencia de Portugal ha mostrado que los rearreglos pueden afectar la vida de los organismos que los sufren de formas inesperadas, tanto para bien como para mal.

Los investigadores, coordinados por Miguel Godinho Ferreira e Isabel Gordo, estudiaron los rearreglos cromosómicos que ocurren de manera natural en una especie de levaduras (primas de aquéllas a las que les debes el pan y la cerveza, entre otras cosas). Por un lado, encontraron que los individuos de levadura con rearreglos cromosómicos no son tan raros como se pensaba. Por el otro, averiguaron el efecto de ese fenómeno en cada individuo (generando rearreglos planeados en las células) y encontraron que cambiaba su capacidad de crecimiento, a veces para bien, a veces para mal. ¿A qué se debía el cambio, si las levaduras tenían la mismísima secuencia de ADN? Los investigadores encontraron que el hecho de que esa secuencia estuviera fragmentada de manera distinta modificaba la forma en que la célula prendía y apagaba sus genes.

El equipo de científicos también encontró que cuando movían a las levaduras que habían crecido pobremente a un ambiente distinto, éstas comenzaban a crecer de maravilla. Según ese resultado, el esquema de encendido y apagado genético más favorable depende del ambiente. Es por esto que los investigadores proponen que los arreglos cromosómicos también son conservados por la selección natural.

El trabajo de Godinho, Gordo y su equipo también puede echar luz al modo en que una especie se separa en dos. Existen pares de especies muy cercanas, con una información genética muy similar, cuya mayor diferencia está en el número y tamaño de sus cromosomas. Se piensa que un rearreglo cromosómico puede ser el primer paso de algunas formas de especiación, pero también se creía que un rearreglo así podría perjudicar al individuo más que beneficiarlo. Ahora se puede decir que eso es relativo. Y los rearreglos se convierten en una opción viable de especiación.

Y en una opción viable para releer tu libro favorito.

Fuentes: Nota en Eurekalert! | Artículo original en Nature Communications

Confesión de cocodrilo

¡Está bien! Los aceptamos: disfrutamos comer frutas. Los cocodrilos somos considerados como carnívoros obligados incapaces de digerir proteínas vegetales y polisacáridos. Sin embargo, esto no es totalmente cierto. Hay evidencia de que 13 de 18 especies de cocodrilos (algo así como el 72%) comemos frutas. Y ni mencionar alguna en específico porque –en todo el sentido de la palabra- no nos hacemos de la boca chiquita: consumimos una gran variedad de frutas.

Un estudio que hizo la Wildlife Conservation Society observó a 18 especies de cocodrilos, en las que estuvo incluida la mía, Alligator mississippiensis. Los humanos que nos estudiaron mencionan que algo de nuestra ingesta de fruta puede ser accidental, por eso de que se nos atraviesan en el proceso de cacería. Pero existe evidencia para sostener que sí comemos fruta de manera deliberada y no nada más de vez en cuando ¡Mucha fruta!

Mi amigo Larry dice que escuchó a uno decir que aún les falta saber mucho sobre nuestros procesos digestivos en cuanto a carbohidratos y otros nutrientes se trata, pero según teníamos entendido, ya hay trabajos que sugieren que la fruta que consumimos nos da recompensas nutritivas.

¡Ah! Esto no termina aquí. Este estudio nos posiciona como buenos candidatos para la dispersión de semillas, dado que si nos comemos los frutos, las semillas pasan por nuestro tracto digestivo y… ya saben, salen por algún lado. Los autores le han dicho al resto de la humanidad a través de su publicación que jugamos un papel importante en la regeneración de la vegetación por esto de las semillas. Y cómo no, si somos un estuche de monerías.

Fuentes:

Artículo original en Journal of Zoology | Nota en Eurekalert!

Aves que no ven, árboles que no crecen

El tiempo se detuvo en la ciudad ucraniana de Prípiat cuando explotó el reactor número cuatro de la central nuclear de Chernóbil ese 26 de abril de 1986 a la 01:23 de la madrugada. La que alguna vez había sido hogar de unas cuarenta mil personas, se convertiría muy pronto en la famosa ciudad fantasma que sufrió los efectos del peor accidente de la historia de la energía nuclear. La tragedia fue tan grande que, hasta la fecha, persisten las cicatrices de una de las heridas más profundas que han dañado a nuestro planeta. A pesar de que los asentamientos humanos de Prípiat y sus zonas aledañas fueron abandonados, a través de los años la naturaleza ha ido reclamando lo que alguna vez fue suyo. El resultado es un espectáculo irreal en el cual la vegetación se abre paso dentro de los apartamentos, las aves anidan en los techos del antiguo palacio de cultura y los zorros y jabalíes merodean los pasillos de los hospitales.

Aunque a simple vista parezca que la vida silvestre en la región de Chernóbil está prosperando, sólo hace falta mirar más cerca para darse cuenta de lo contrario. Esto fue lo que hicieron Timothy Mousseau, de la Universidad de Carolina

del Sur, y Anders Møller, de la Universidad de París-Sur, quienes en los últimos meses han publicado una serie de artículos científicos evaluando el daño que ha causado la radiación nuclear en los ahora habitantes de estos lugares post-apocalípticos del norte de Ucrania.

Además de encontrar resultados ya esperados, como una menor presencia de insectos, arañas, aves y mamíferos en los sitios más contaminados, los investigadores analizaron efectos directos de la catástrofe en algunos organismos. En aves, por ejemplo, la incidencia de cataratas y deformaciones en los ojos está muy relacionada con la cantidad de radiación ionizante a la que han sido expuestas. Al depender en gran parte de su sentido de la vista, Mousseau y Møller sugieren que es muy probable que las aves de Chernóbil presenten niveles inusualmente altos de mortalidad. Por otro lado, el albinismo y la aparición de tumores son problemas cada vez más frecuentes con los que estos animales emplumados tienen que lidiar.

La vegetación también puede albergar evidencia de una tragedia como esta. Observar los efectos de la mutación y la muerte celular reflejados en los troncos deformes de los pinos silvestres que crecen por la zona podría parecer suficiente pero, no conformes con esto, Timothy y Anders también analizaron el interior de los troncos de muchos árboles en Prípiat y el Bosque Rojo –un paraje que debe su nombre al color rojizo y amarillento de los pinos que murieron tras absorber grandes dosis de radiación justo después del accidente. Al examinar los anillos de crecimiento de los troncos, se dieron cuenta de que desde 1987 (un año después de la explosión) el crecimiento de los árboles comenzó a disminuir de manera notable y a gran escala.

Este tipo de estudios son los primeros en su tipo pues han ayudado a armar un escenario mucho más completo sobre las consecuencias de los accidentes nucleares. Los investigadores piensan que pueden servir de base para comprender los impactos ambientales que ahora podrían tener lugar en Fukushima, ciudad donde se liberó una cantidad no determinada de partículas radioactivas al ambiente como resultado del maremoto que llegó en 2011 a Japón oriental.

Por muy terrible que haya sido esa mañana del 26 de abril para la ciudad de Prípiat, actualmente se ha convertido en un atractivo turístico de enorme interés. Muchos aventureros viajan, con dosímetro de radiación en mano, hacia el derruido sitio donde las aves no ven y los árboles no crecen.

Fuentes: Varias investigaciones condensadas en este sitio web.

Se buscan árboles a la altura de este búho

El búho más grande de todos necesita los bosques más majestuosos de todos. Y el que no esté de acuerdo, que vaya a los centenarios bosques de galería de la Rusia Oriental. Siguiendo los senderos montañosos, encontrará animales que parecen sacados de cuentos para niños: osos negros, tigres de Amur, ciervos de Manchuria, patos mandarines y, los que ahora llaman nuestra atención, búhos pescadores de Blakiston. Con sus dos metros de envergadura, los Bubo Blakistoni se transforman señoriales siluetas cuando bajan a pescar a los ríos en la noche. Su comida favorita es el salmón, que chapotea en los arroyos que serpentean entre los bosques.

¿En qué rama te pararías si fueras un búho de 3 kilos y medio? Más importante aún, ¿en qué tronco hueco harías tu nido? A un equipo de investigadores de la Universidad de Minnesota y de la Academia Rusa de Ciencias que les gusta hacerse estas preguntas y ponerse en el lugar del búho viajaron hasta la provincia del Krai de Primorye, en la costa oriental de Rusia. Esta región estaba tapizada por bosques, que comprendían hasta 80% de su superficie. Como es de imaginarse, su principal problema de conservación fue la tala ilegal. La WWF reportó que 450,000 metros cúbicos de madera salieron de sus bosques ilegalmente sólo en 2011. Con ese grado de explotación, la provincia está a punto de quedarse sin bosques para aprovechamiento comercial. Y los búhos pescadores, sin sitios para anidar.

Los investigadores, liderados por Jonathan C. Slaght, encontraron que se necesitan bosques ribereños (o de galería) con árboles muy antiguos para que las poblaciones de estos búhos pescadores puedan reproducirse. Los robles y los olmos les gustan más que ningunos otros. Además de los huecos idóneos para hacer un nido suficientemente grande, los árboles proveen a los búhos de suficiente comida, según encontraron los científicos. Esto sucede porque los pedazos de madera que caen a los ríos lo empantanan, bloquean la corriente y forman meandros con el ambiente propicio para el desarrollo de salmones y peces similares, el platillo favorito de las majestuosas aves.

Puesto que la presencia de los búhos pescadores de Blakiston habla de un bosque en buen estado, se han convertido en especies indicadoras de los bosques de galería rusos. Las especies indicadoras son, efectivamente, las señas que los científicos buscan cuando quieren saber la salud de un ambiente. Esta especie está en peligro de extinción (sólo quedan unas 60 parejas reproductivas en Japón y varios cientos en Rusia y China), y un buen manejo de conservación de su hábitat podría hacer la diferencia.

Fuentes: Nota en ScienceDaily | Articulo original en la publicacion Oryx | Para ver al búho pescar, ver este video | Para unirse al club de fans de los búhos pescadores

Bebidas carbonatadas ligadas a problemas de comportamiento en niños

Las bebidas carbonatadas se han ligado a ciertos comportamientos en los adolescentes como: la agresión, la depresión y pensamientos suicidas. Sin embargo, estas relaciones solo se limitan a adolescentes, sin evaluar si afecta o no a niños, los cuales, en algunas ocasiones comienzan a consumir este tipo de bebidas a muy temprana edad.

En este contexto, la investigadora Shakira Suglia y colegas de distintas universidades como la escuela por correo de salud pública de la Universidad de Columbia, la Universidad de Vermont y la Escuela de Salud Pública de la Universidad de Harvard, evaluaron aproximadamente a 3,000 niños de 5 años de edad, inscritos en el estudio de “Familias frágiles y bienestar del niño”, que es una cohorte prospectiva de nacimiento que sigue a pares de madre-hijo de 20 grandes ciudades de Estados Unidos. Las madres reportaron el consumo, por parte de su hijo, de bebidas carbonatadas junto con una lista basada en el comportamiento de su hijo en los dos meses anteriores.

El estudio arrojo que, al menos en Estados Unidos, segundo lugar en consumo de bebidas carbonatadas (118 L habitante/anual), después de México (163 L habitante/anual), que el 43% de los niños consumen al menos 1 bebida por día, y 4% consumen 4 o más. Además, aun tomando en cuenta factores sociodemográficos, como los son; depresión materna, violencia de pareja o encarcelamiento paternal. Problemas como la agresión, el retiro, y problemas de atención, fueron asociados con el consumo de estas bebidas. Aquellos niños que consumían 4 o más bebidas al día, tenían más del doble de probabilidades de destruir las cosas que le pertenecían a otros, meterse en peleas y atacar físicamente a personas. También se reportó que comparados con niños no consumidores, aumentaban sus problemas de atención y retraimiento.

El estudio no puede identificar la naturaleza exacta de la asociación entre las bebidas carbonatadas con los problemas de comportamiento, limitar o eliminar en los niños el consumo de estas bebidas, puede reducir problemas de comportamiento. Como complemento, les dejamos otra historia cienciacional, en donde explicamos que consumir grandes cantidades de estas bebidas, puede tener el mismo daño dental que consumir metanfetaminas o cocaína.

Fuentes: Nota en CNN | Articulo en ElSevier | Articulo en Journal of Pediatrics

Los clatratos en tiempos de la reforma energética

Buen día a todos los lectores del Uroboro de Kekulé y de Más Ciencia por México. En esta ocasión, me permito escribir en el contexto de los tiempos que anteceden a la toma de una de las decisiones más importantes de México en materia de energéticos. Como es de esperarse, una gran cantidad de espacio en los medios de comunicación nacionales e internacionales se ha destinado al análisis de la iniciativa a la reforma energética. Lo anterior no es de sorprenderse; cualquier libro de texto de ciencias naturales describe a México como un país rico en recursos naturales, entre los cuales, los yacimientos de petróleo sirven como uno de sus principales activos económicos (Figura 1).

Figura 1. Mapa con las reservas de petróleo mundiales (expresadas en billones de barriles) [1]. En este ámbito, el sitio oficial del gobierno de la república llama a considerar la prestación de contratos de "utilidad compartida" entre PEMEX y empresas privadas, en su mayoría extranjeras, para la exploración y extracción del petróleo y gas. El modelo que resulte de la decisión final será trascendental para las futuras generaciones como lo analiza el Dr. Antonio del Río Portilla en su blog.

Uno de los argumentos centrales del modelo energético es la obtención inmediata de los yacimientos de petróleo en aguas con profundidad mayor a los 500 metros, mismos que sobrepasan los límites de las aguas someras a las que la paraestatal PEMEX tiene acceso. Otro punto relevante es la extracción de gas encontrado en cuencas con lutitas (en inglés shale gas). La Administración de Información de Energía del gobierno de los E.E.U.U. prevé que en el año 2035, esta práctica produzca el 46% de la totalidad del gas natural en todo el país norteamericano, información que no debemos pasar por alto [2]. Sin embargo, ¿son estas opciones las únicas fuentes de energía en juego en la reforma energética?

Figura 2. Depósito oceánico de clatrato de metano. El gas metano se encuentra "atrapado" por moléculas de agua.

La respuesta a esta pregunta involucra una de las moléculas más atractivas de la química supramolecular: los clatratos. Como su nombre lo indica, la química supramolecular es la química más allá de las moléculas. En otras palabras, la química supramolecular estudia las interacciones de una molécula formada por dos o más elementos. En este caso en particular, los clatratos de metano son una molécula de metano "atrapada" en una esfera cristalina formada por varias moléculas de agua altamente ordenadas, resultando en un sólido parecido al hielo de nuestros congeladores (Figura 2). Las condiciones idóneas para crear un clatrato de metano con moléculas de agua son bajas temperaturas y altas presiones. ¿Pueden imaginar algún lugar que cumpla con estas características?

Los lugares naturales predilectos para la formación de estos compuestos, aparte de rocas en lugares muy fríos como los polos, son los sedimentos oceánicos a profundidades mayores que 300 metros. El Golfo de México y la zona sur del Océano Pacífico son regiones potenciales para la formación de estos sólidos; sin embargo, ¿qué hace tan interesante a los clatratos de metano en materia de energía?

El gas natural, principalmente metano, es un combustible excelente por un conjunto de razones [3].

1. El metano produce menos dióxido de carbono que cualquier otro combustible fósil.
2. Podría reducir las emisiones generadas por el hombre de dióxido de carbono y a su vez mitigar el avance del efecto invernadero.
3. La cantidad de metano en clatratos es mayor que el doble que todos los otros combustibles fósiles combinados (Figura 3).

Figura 3. Distribución de carbono orgánico en la Tierra (excluyendo carbono orgánico disperso). Unidades: 10^15 g de carbono [4].

Sumado a esto, el proceso de separación del gas metano del material cristalino es es relativamente conocido y puede realizarse en al menos tres maneras distintas: inyección termal (aumento de temperatura), reducción de presión y minería convencional [5]. No obstante, el bajo punto de fusión (-164 °C) del metano debido a su bajo peso molecular, le convierte en un gas inestable e inflamable, por lo que su tratamiento debe ser cuidadoso (Figura 4). De hecho, existe una creciente preocupación debido a los picos de temperatura registrados en las regiones con permafrost, ya que las altas temperaturas podrían desestabilizar a los clatratos encontrados en los mismos y al mismo tiempo liberar el metano al ambiente, potenciando así un aumento al cambio climático del 10 al 25% en los peores escenarios [6]. Debido a lo expuesto, un aprovechamiento de estos recursos en dichas regiones geográficas podría reducir significativamente el daño ambiental derivado de su relegación en nuestro planeta.

Figura 4. Hielo flameante: combustión del gas metano en clatrato.

Habiendo analizado las ventajas de los clatratos de metano, no es sorpresa que recientemente algunos países, como Japón, hayan tomado la iniciativa de explotar su potencial como una nueva fuente de energía [7]. En este momento, resultaría un ejercicio muy benéfico y saludable que las autoridades mexicanas encargadas de dictaminar una resolución reevalúen los nuevos alcances que una posible reforma energética podría significar para todos los mexicanos, sin considerar únicamente las alternativas publicadas por el gobierno de la república y advirtiendo nuevas fuentes rentables de energía como los clatratos de gas metano.

Referencias:

[1].- Mapa generado por Organization of Petroleoum Exporting Countries [2].- Stevens, Paul. "The ‘shale gas revolution’: Developments and changes."Chatham House Briefing Paper (2012). [3].- Sloan, E. D. (2003). Fundamental principles and applications of natural gas hydrates. Nature, 426(6964), 353-363. [4].- Lee, S. Y., & Holder, G. D. (2001). Methane hydrates potential as a future energy source. Fuel Processing Technology, 71(1), 181-186. [5].- MacDonald, G. J. (1990). The future of methane as an energy resource. Annual Review of Energy, 15(1), 53-83. [6].- Harvey, L. D., & Huang, Z. (1995). Evaluation of the potential impact of methane clathrate destabilization on future global warming. Journal of Geophysical Research, 100(D2), 2905-2926. [7].- "Japan extracts gas from methane hydrate in world first" ; "Methane Clathrates: The next fossil fuel?"

Acerca del Autor

Gonzalo Campillo Alvarado es Químico Farmacobiólogo egresado de la Universidad Veracruzana y actualmente cursa su maestría en el Centro de Investigaciones Químicas de la Facultad de Ciencias UAEM. Su proyecto consiste en el diseño de arquitecturas supramoleculares de boro para el almacenamiento de combustibles.

Las manzanas se transforman por el calentamiento global

Esta noticia le interesa a Alan Turing, a Blanca Nieves, a Eva, a Adán y a Steve Jobs: las manzanas ya no son como antes. Del trabajo de investigadores japoneses recientemente publicado, quienes estudiaron por cuarenta años a las manzanas de huertas japonesas, se sabe que estos frutos se están volviendo más suaves y dulces debido al calentamiento global. Dichos resultados sugieren que las manzanas Fuji se unen a la lista de plantas cuya cosecha se ha alterado a causa de los cambios globales, como son las uvas para el vino y el azúcar de los árboles de maple.

Trabajos anteriores habían mostrado que el alza en las temperaturas podía hacer que las flores de los árboles de manzana aparecieran antes. Por esto, Toshihiko Sugiura y sus colegas, de la National Agriculture and Food Research Organization, en Japón, observaron cómo este cambio en el florecimiento afectaba la calidad del fruto. El equipo analizó los datos recolectados en cuatro décadas de dos variedades de manzanas: las Fuji y las Tsugaru. Los resultados mostraron que la dureza y la acidez de las manzanas declinó durante el tiempo, mientras que su dulzura aumentó.

Siguira menciona que los cambios pueden no ser aparentes para los consumidores debido a que toman lugar de manera gradual, pero si uno pudiera consumir una manzana cultivada hace treinta años y una reciente al mismo tiempo, se saborearía la diferencia. Además, investigadores en la misma línea mencionan que los resultados de trabajos similares tienen un patrón similar: las cálidas temperaturas hacen que las plantas florezcan antes y las frutas sean más dulces.

El hallazgo ayudará a informar sobre el cultivo de nuevas variedades de frutas que pueden responder mejor al cambio climático, y también fomentar un cambio en las prácticas agrícolas que respondan a las temperaturas cada vez más cálidas.

Fuentes:  Artículo original en Nature | Nota de Nature

Un agujero negro supermasivo y una estrella pulsante supermagnética.

¿Quién no ha querido ver lo que pasa cuando algo entra a un agujero negro? Suerte que en el mismísimo centro de nuestra galaxia hay un agujero negro llamado SgrA* que, además de ser tan grande para que los astrónomos lo hayan catalogado como “supermasivo” (la friolera de 4 millones de veces la masa de nuestro sol), está rodeado de una nube de gas y polvo. Cuando esa nube comience a caer dentro del agujero negro, lo cual se calcula que pasara en septiembre de este año, los astrónomos esperan un auténtico espectáculo de “fuegos artificiales” galácticos. Es por eso que varios telescopios, incluyendo el telescopio Swift de la NASA, tienen el ojo atento al centro de la Vía Láctea.

Este mismo telescopio descubrió en abril de este año un destello proveniente del centro de la galaxia. ¿Se había adelantado el descomunal agujero negro a engullir su cena? Muchos científicos sospecharon que había algo más en juego. Fiona Harrison, la encargada del telescopio espectroscópico de gama nuclear, o NuSTAR, de la NASA, detectó en ese mismo mes que el destello de rayos X parpadeaba con un lapso de 3.76 segundos. Otros telescopios pronto confirmaron la naturaleza del objeto: se trataba de una rara forma de estrella de neutrones llamada magnetar.

Los magnetares, de los cuales sólo se conocen 26 en el universo, son un tipo de púlsares, estrellas de neutrones que emiten radiación electromagnética a intervalos tan regulares que desafian la precisión de los mejores relojes atómicos. El rayo de radiación de estos objetos sale disparado desde su eje magnético, que es diferente al de su eje de rotación. Son algo así como un faro estelar. Mientras que la mayoría de los púlsares se alimenta de su energía rotatoria, los magnetares la obtienen de sus descomunales campos magnéticos, 100 millones de veces más fuertes que cualquier imán producido por el hombre.

La nube de gas y polvo que SgrA* está a punto de tragar, sumada a la presencia del magnetar que lo orbita a sólo 0.38 años luz de distancia, convierte al centro de nuestra galaxia en un punto de interés astronómico como no ha habido en años.“Creo que nunca ha habido un campo tan grande de telescopios viendo el centro de la galaxia”, dice Stefan Gillessen, astrónomo del Instituto Max Planck para Física Extraterrestre, en Alemania.

Como bonus extra, el magnetar podría corroborar las predicciones relativistas de Einstein. De acuerdo con la teoría del físico, la regularidad con la que el magnetar emite su radiación debería acelerarse y alentarse conforme varíe su posición respecto al campo gravitatorio masivo de SgrA*. Así, por esta y otras razones, los ojos de los astrónomos se mantendrán en esta zona.

Nota fuente en Nature | Nota en Science Daily | Todos los magnetares conocidos

Te regalo mi corazón, ratón mío.

Por primera vez, un corazón de ratón latió saludablemente después de que le quitaran sus propias células y lo repoblaran con células precursoras de un corazón humano.

Desde que fue posible obtener y cultivar células pluripotenciales (aquéllas que pueden convertirse en casi todos los tipos de células del cuerpo) a partir de células de órganos ya formados, los científicos se han planteado mil y un usos para esa tecnología. Una de las ideas que más esperanza ponía en los corazones de la comunidad científica era la posibilidad de cultivar órganos personalizados para transplante, esto es, a partir de células del mismo paciente.

Hace poco, les platicamos sobre la primera clonación de células humanas ( historiascienciacionales.tumblr.com/post/50580596165 ). Esa fue la primera vez que se pudieron obtener células madre humanas a partir de células especializadas. El siguiente paso era tomar esas células pluripotenciales y cultivar un órgano a partir de ellas. Hoy, les traemos la noticia de que investigadores de la Universidad de Pittsburgh lo han logrado.

Este equipo de científicos, liderados por Lei Yang, han cultivado un corazón a partir de células humanas de piel. Los investigadores sabían que los componentes extracelulares de los órganos son muy importantes para la formación de éstos: en ellos se encuentran señales específicas que contribuyen para que una célula pluripotencial se convierta en una célula de corazón o una de hígado. Para poner a prueba esta idea, el equipo tomó un corazón de ratón y lo "descelularizó"; es decir, por medio de agentes químicos quitaron todas las células y dejaron los componentes extracelulares, que formaban una especie de andamio tridimensional. Al mismo tiempo, obtuvieron células pluripotenciales humanas a partir de células de la piel, y les dieron algunos compuestos químicos para que comenzaran a convertirse en células progenitoras cardiacas.

Las células pasan por varias etapas antes de convertirse en células con un trabajo fijo. Al principio, tienen la capacidad de tomar cualquier trabajo, pero con el tiempo se van especializando cada vez más. Pensémoslo así: al principio, una célula imagina que cuando sea grande puede llegar a ser lo que ella quiera. Pero sus papás la meten a estudiar a una escuela de... Artes y Oficios, digamos, y se gradúa como Artista General, después de lo cual, claro, tendrá que elegir un Arte en particular. Las células progenitoras cardiacas que obtuvieron los investigadores eran el equivalente a células Artistas Generales, sin todavía un trabajo fijo en el corazón.

Pero una vez que los investigadores colocaron esas células progenitoras en el andamio extracelular del corazón de ratón, éstas comenzaron a especializarse en los diferentes tipos celulares que conforman el órgano cardiaco: cardiomiocitos, células endoteliales y células musculares lisas. Esto mostró, primero, que las señales extracelulares de ratón eran entendidas por las células progenitoras humanas. Pero, mejor aún, 20 días después de que iniciara el proceso, el constructo de corazón recién formado comenzó a latir por su propia cuenta.

Los investigadores afirman que esta tecnología puede tener muchas aplicaciones, desde entender mejor la formación temprana del corazón, hasta cultivar órganos o fragmentos de órganos para transplantes. "Uno de nuestros siguientes objetivos es averiguar si es viable hacer un parche de músculo de corazón humano", comentó Yang para el sitio de noticias de su universidad. "Podríamos usar parches para reemplazar una región dañada por un infarto."

Por ahora, tal vez lo más difícil será determinar si este constructo de corazón, como lo llamaron los científicos, es más de roedor o más de humano, lo cual es importante principalmente para saber qué tipo de novelas románticas escribir para él. ¿Alguna idea?

Aquí la nota fuente |  Artículo original, publicado ayer en Nature Communications.

Las orquídeas no siempre dicen la verdad

 

Imagina que es la hora de comer, te encuentras en un restaurante y te dispones a ordenar una hamburguesa. En la foto del menú, el pan se ve esponjoso y dorado; la lechuga, fresca y crujiente; el tomate, suave y apetecible; y la carne, jugosa y suculenta. Después de esperar unos minutos por tu platillo, ves acercarse a la mesera con tu comida y comienzas a salivar mientras piensas en el primer bocado que probarás dentro de unos instantes. ¡Cuál es tu sorpresa al descubrir que tu idealizada hamburguesa no es más que una carne desabrida entre dos panes aplastados y con algunos pedazos de lechuga vieja! Del tomate no hay rastro alguno.

Acabas de ser víctima de la táctica que en el mundo de la mercadotecnia se llama “publicidad engañosa”. Y así como el restaurante te sedujo con las fotos engañosas de su menú para que consumieras una comida no tan apetitosa, en la naturaleza existen casos en los que algún organismo se beneficia de otro gracias al engaño y la deshonestidad. Uno de los ejemplos más comunes ocurre entre algunas orquídeas y sus polinizadores.

La creación de nuevas plantas depende de la generación de semillas, que depende a su vez de la polinización: el proceso mediante el cual el polen (ese polvillo producido por los órganos masculinos de las flores) es transportado al estigma (la parte femenina de la planta que recibe el polen) de otras flores. Las plantas son incapaces de desplazarse para fecundar a sus congéneres, por lo que cuentan con recompensas –como el néctar de sus flores– para atraer a insectos que eventualmente transporten el polen a otras flores de su misma especie.

Sin embargo, la elaboración de néctar representa un gran gasto energético que las plantas podrían invertir en otras necesidades. Es por ello que recurren a ciertas trampas, una de las cuales se conoce como “engaño sexual”, utilizado en especial por algunas orquídeas. En vez de ofrecer recompensas para atraer a sus polinizadores, las plantas construyen trampas que los seduzcan con el objetivo de que visiten sus flores. Estas trampas son diversas y elaboradas: colores, dimensiones y texturas que recrean la forma del cuerpo de la compañera sexual de los polinizadores, e incluso aromas parecidos a las feromonas que emiten los insectos hembra.

El disfraz con el que se visten las orquídeas es tan meticuloso que se especializan en imitar a una sola especie de insecto. Por esta razón, uno pensaría que, a diferencia de las plantas que sí otorgan recompensas reales, la polinización de las orquídeas que emplean el engaño sexual como estrategia de reproducción sería menos eficiente. Sin embargo, la evidencia demuestra que son igual de exitosas que sus contrapartes comunes.

Si crees que la deshonestidad en la naturaleza no puede llegar más lejos, cometes un error: existen muchas maneras en que las plantas engañan a otros organismos. Afortunadamente, también hay forma de detectar y evitar ser víctima de la publicidad engañosa. Pero ese es otro cantar.

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Para saber más, dejamos por aquí una revisión en español del tema.