Recuerdo falso, recuerdo genuino

Investigadores del MIT han implantado un recuerdo falso en el cerebro de un ratón, que se comporta a todas luces como un recuerdo genuino.

Tu abuelita ha contado tantas veces esa historia vergonzosa de tu infancia que, a pesar de que no tenías la edad suficiente para grabarla en la memoria, cada vez la recuerdas con mas detalles, hasta el punto de que te convences de que es un recuerdo genuino tuyo, y no uno que tu abuelita te plantó después de años de contártelo.

¿Te suena?

La memoria puede engañarnos, haciéndonos creer que recordamos cosas que no vivimos o haciéndonos olvidar experiencias reales. El modo en que los recuerdos se forman en el cerebro es un intenso campo de estudio de la neurobiología, pues aún no se tienen claros todos los mecanismos o principios que sigue la formación y almacenamiento de los recuerdos. Una de las ideas predominantes es que los recuerdos se almacenan en forma de grupos de neuronas interconectadas, estructura conceptualmente conocida como engrama. Este engrama podría estar disperso por el cerebro o en algún punto focalizado. Con los avances técnicos de la neurobiología, estas preguntas ahora se pueden abordar en el laboratorio.

Un grupo de investigadores del MIT (Instituto Tecnologico de Massachusetts), coordinado por Susumu Tonegawa, ha conseguido implantar en ratones un recuerdo falso valiéndose de una tecnología que activa un engrama en particular. La tecnología que hace posible esa activación se llama optogenética y consiste en modificar genéticamente las neuronas del cerebro de los ratones para que expresen una proteina llamada canalrodopsina, la cual es sensible a la luz y activa a las neuronas segun los estímulos de luz que recibe. Los investigadores diseñaron un sistema en el que las neuronas sólo producen la canalrodopsina cuando se activan genes relacionados con la formación de recuerdos. Así, cada vez que se formara un recuerdo, las neuronas involucradas en él expresarían la canalrodopsina y quedarian “etiquetadas" con ella. Para volver a activarlas, los investigadores solo tendrían que estimularlas con luz.

En un estudio publicado el año pasado, este grupo de investigadores probó que su tecnología funcionaba al mostrar que se podía hacer evocar un recuerdo en ratones en cualquier momento deseado. Luego de entrenar a los ratones para que le tuvieran miedo a una sala en particular (por haber recibido en ella ligeros choques eléctricos), las neuronas involucradas en ese recuerdo de miedo quedaban etiquetadas con la canalrodopsina. Los ratones recordaban algo así como “no quiero entrar en esta sala porque aquí me dan toques". Días después, los investigadores metían a los ratones a una sala nueva y los estos se comportaban normalmente ("esta sala no me trae ningun recuerdo en particular"). Pero cuando los investigadores activaban con luz las neuronas del recuerdo anterior, los ratones enseguida se paralizaban de miedo ("no quiero entrar en esta sala porque me dan toques"), a pesar de que nunca les habian dado choques electricos en ella. Este estudio probó que el recuerdo de “no quiero estar en esta sala" estaba almacenado en un grupo determinado de neuronas, aquellas que fueron etiquetadas con la canalrodopsina en la primera sala.

En un estudio publicado hoy en la revista Science, el equipo de Tonegawa fue un paso más allá e implantó en los ratones un recuerdo falso valiéndose de la misma tecnología. Primero, pusieron en una sala a los ratones y los dejaron estar sin darles ningún choque eléctrico. Conforme esta sala se almacenaba en la memoria de los ratones, sus neuronas se iban etiquetando con la canalrodopsina ("en esta sala se está bien"). Al día siguiente, pasaban a los ratones a una sala distinta. En ella, los investigadores les daban choques eléctricos ligeros, generando un recuerdo de miedo ("no quiero estar en esta sala"), y al mismo tempo activaron las neuronas del recuerdo del dia anterior ("una sala en la que se está bien"). Al tercer día, ponían a los ratones en la primera sala y observaban que los roedores se paralizaban de miedo, como si estuvieran en un lugar donde les hubieran dado choques. Los ratones recordaban “no quiero estar en esta sala, donde antes se estaba bien, porque en ella me dieron toques", a pesar de que realmente nunca les dieron choques en ella. Para los investigadores resultó interesante que el recuerdo falso no substituía por completo al genuino: los ratones con el recuerdo falso todavia le temían a la segunda sala, pero no tanto como otros ratones a los que tambien les dieron choques en la segunda sala pero no les plantaron recuerdos falsos.

El equipo de Tonegawa también reporta en este estudio reciente que la actividad neuronal que este recuerdo falso impulsa es idéntica a la que impulsaría un recuerdo genuino. Para ellos, este tipo de investigaciones son una forma novedosa de estudiar el cerebro. “Comparado con los estudios que tratan al cerebro como una caja negra y tratan de acceder a él de afuera hacia adentro, nosotros estamos tratando de estudiarlo de adentro hacia afuera," dice Xu Liu, uno de los autores del estudio recién publicado. “Ahora que podemos reactivar y cambiar los contenidos de los recuerdos en el cerebro, podemos comenzar a hacer preguntas que antes sólo estaban en el reino de la filosofía," comenta Steve Ramirez, otro de los autores del articulo. “Hay preguntas que alguna vez parecían de ciencia ficción que ahora podemos abordar experimentalmente en el laboratorio," añade.

Tal vez estemos acercándonos a un tiempo en el que las abuelitas no tengan que contarnos una historia miles de veces para convencernos de haberla vivido; ahora podrán usar la canalrodopsina para juguetear con nuestras mentes.

Nota fuente en web del MIT | Aqui  articulo original en la revista academica Science 

Cinco metros de cola de hadrosaurio encontrados en Coahuila, México

Paleontólogos de la Universidad Nacional Autónoma de México y del Instituto Nacional de Antropología e Historia han encontrado en Coahuila, Mexico, restos fósiles de un dinosaurio en extraordinario estado de preservación. Se trata de cinco metros de la cola de un hadrosaurio, del grupo de los dinosaurios también llamados pico de pato. Los restos tienen 70 millones de años aproximadamente y están tan bien conservados que la estructura aún está articulada. A pesar de que en esa zona del país se han encontrado muchos fósiles del mismo tipo de dinosaurios, ésta es la primera cola articulada que se haya descubierto.

Los paleontólogos, coordinados por Felisa Aguilar del INAH y René Hernández de la UNAM, aún no determinan la especie a la que pertenecen las 50 vértebras caudales (y algunos fragmentos de cadera), pero saben que son de un tipo de dinosaurio pertenecientes al grupo de los Lambeosaurinos, mejor conocidos por tener pico de pato y cresta. (Pensemos en los Parasaurolophus de Jurassic Park).

Se supo del ejemplar por un aviso del edil del municipio General Cepeda, en el estado de Coahuila. Esa zona de México tiene una gran abundancia de fósiles de dinosaurio y otros organismos, pues durante el Cretácico Tardío esa región era una línea de costa llena de desembocaduras de ríos, esteros, lagunas y marismas, ambientes muy propicios para la fosilización de restos orgánicos. Desde hace veinte años se han encontrado fósiles de dinosaurios pico de pato en la región. Específicamente en General Cepeda, se sabía de la presencia de fósiles en buen estado de preservación desde 2011, pero no se había podido hacer despegar un proyecto de rescate. En 2012 volvió a abrirse el sitio para la exploración paleontólogica.

Una cola articulada como la encontrada aquí es rara incluso a nivel mundial, según Hernández. “Descubrir esqueletos articulados no es fácil porque se tienen que dar una serie de condiciones que hayan permitido que el organismo se preserve como este ejemplar", comenta. Ángel Ramírez, también paleontólogo de la UNAM y miembro del equipo de rescate, dice que este hallazgo es importante para el estudio biológico de los dinosaurios porque "vamos a tener una secuencia que permitirá conocer las características de las vértebras”.

Nota fuente en el sitio del INAH | Reportaje en video del INAH | Serie de fotos del diario Excelsior.

Epigenética y ejercicio: una nueva razón para ponerse en forma

Hace no mucho tiempo, James Watson, uno de los descubridores de la estructura del ADN, dijo: “Antes pensábamos que nuestro futuro estaba en las estrellas; ahora sabemos que está en nuestros genes". Hoy en día, y por fortuna, la ciencia nos reafirma cada vez más que esto podría no ser tan cierto.

La verdad es que nuestro ambiente, lo que comemos y a veces hasta lo que hacemos puede modificar la forma en que nuestros genes se expresan —es decir, si se apagan o se prenden—. A esto se le llama epigenética: “todas aquellas cosas extrañas y maravillosas que no pueden ser explicadas por los genes mismos".

A principios de este mes, Charlotte Ling, de la universidad sueca de Lung, lideró un estudio para ver cómo afecta el ejercicio físico la expresión de ciertos genes. Escogió a un grupo de 23 hombres de mediana edad para que realizaran aeróbics y spinning tres veces por semanadurante seis meses.

Terminado ese periodo, Charlotte y su equipo midieron qué tanto había cambiado el nivel de metilos presentes en el ADN de las células adiposas en cada sujeto (los metilos son como señales de tráfico que indican, por lo regular, qué genes deben ser apagados) ¡Los cambios epigenéticos habían ocurrido en más de 7,000 genes! Algunos de éstos genes están ligados a enfermedades como la diabetes mellitus tipo 2 o la obesidad.

Esta investigación vuelve a plantear que los organismos somos algo más que sólo genes y que nuestro estilo de vida podría estar más ligado a nuestra salud de lo que antes pensábamos. Podría ser hora de desenpolvar aquellas olvidadas pesas…

Para animarlos a deshacerse de esos kilos de más, les dejamos esta joyita de los 80’s.

Referencias: Artículo original.

¿Cómo sobrevivir sin sexo?

Una pregunta que bien podría salir de la boca de cualquier adolescente (y adulto, no nos hagamos) se la hicieron David Mark Welch e Irina Arkhipova, investigadores que estudiaron a Adinera vaga, una especie de rotífero que junto con otras 460 especies conforman el orden de los Bdelloidea. Lo fascinante de estos animales, que viven en el agua dulce o suelo húmedo, es que han estado célibes por millones de años. ¿Cómo han hecho para aguantarse las ganas? Dentro de este grupo no existen machos y por eso es que a nadie le gana el deseo. En cambio, todos los individuos de Bdelloidea son hembras que se reproducen por partenogénesis: reproducción asexual en la que el crecimiento y desarrollo de embriones se da sin que exista fertilización.

La combinación del DNA de dos padres es suficiente para generar diversidad genética, misma que da paso a la variación entre individuos y a que éstos se adapten al ambiente. Organismos como las bacterias no se reproducen sexualmente, pero tienen la capacidad de transferir genes de una a otra y así contribuir con su diversificación. ¿Cuál es la estrategia de estos rotíferos?

Una es la conversión de genes, en la que un alelo (una forma alternativa de un gen dado) replaza otro cuando se dan mecanismos de reparación del DNA, por ejemplo. Otro es por transferencia horizontal de genes entre un organismo y otro, como sucede con las bacterias. La investigación arrojó que es probable que al menos 8% de los genes de los rotíferos hayan sido adquiridos por transferencia horizontal.

“En general, las líneas germinales de los animales están bien protegidas para no adquirir DNA de fuentes externas. Los Bdelloides son inusuales”, menciona Arkhipova. Sus gametos pueden estar secos por semanas o meses y volver a tener una actividad metabólica normal cuando el agua está disponible de nuevo. Cuando hay escasez de agua, su DNA se rompe en muchas piezas. “Esta puede ser una oportunidad para que fragmentos extraños de DNA de bacterias, hongos o algas microscópicas se integren al genoma de los rotíferos”. Incluso genes de otros rotíferos se pueden sumar al genoma de otro rotífero.

Aquí no termina la cosa. Los investigadores observaron que el genoma del rotífero tiene un número extremadamente pequeño de transposones, “fragmentos de DNA, a veces llamadas parásitos genéticos, que son capaces de moverse por el genoma causando mutaciones dañinas”, mencionó Arkhipova. Mientras que el 50% del genoma mamífero está compuesto por transposones, ellos sólo representan el 3% en el genoma Bdelloide, lo que significa protección al genoma de estos animales de muchas mutaciones, cosa que muchos animales no tienen.

Todas estas estrategias permiten que las poblaciones se mantengan genéticamente diversas. Así que si llevas un buen tiempo sin tener sexo, ya tienes otras opciones para tomar en cuenta.

Fuentes: Artículo original | Nota en Science | Nota del Marine Biological Laboratory (Woods Hole, USA)

Dos virus gigantes abren la caja de Pandora

Abrir la caja de Pandora significa, en términos prácticos, realizar una acción que podría parecer pequeña, pero que finalmente tiene consecuencias severas y de gran alcance. Teniendo esto en mente, parece razonable el que hayan nombrado así a las dos nuevas especies de virus gigantes sin parecido alguno en morfología y material genético a ninguna familia de virus anteriormente descrita. De 1 micrómetro de largo y 0.5 micrómetros de ancho, son más grandes incluso que algunas bacterias y eucariontes.

Uno de los dos virus fue encontrado en una muestra de agua colectada en costas chilenas por Jean-Michel Claverie y Chantal Abergel, biólogos evolutivos de la Universidad Aix-Marseille en Francia. Originalmente, fue llamado “nueva forma de vida” (NLF, New Life Form) y estaba infectando y matando amibas. Posteriormente, hallaron un organismo similar en un lago de Australia. Al observarlo, cayeron en cuenta: ambas especies eran virus, los más grandes hasta ahora encontrados.

Su tamaño no es lo más impactante: sólo 7% de sus genes coincide con los que se tienen en las bases de datos. “¿Qué demonios está pasando con los demás genes? Esto abre la caja de Pandora ¿Qué clase de hallazgos se harán con el estudio del contenido genético?”, mencionó Claverie. Por esta razón y por su falta de similitud con otros microorganismos, los investigadores llamaron al género Pandoravirus: el virus de aguas chilenas es el Pandoravirus salinus, mientras que el de aguas australianas es el Pandoravirus dulcis.

El que ambas especies se encuentren separadas geográficamente y habiten agua salada y dulce significa, mínimo, dos cosas: la primera es que no son artefacto de células conocidas y la segunda es que el género Pandoravirus está bien distribuido.

Pandoravirus no presenta muchas de las características de organismos celulares como las bacterias. Por ejemplo, no generan sus propias proteínas, no producen energía vía ATP y su reproducción no es por división. Por otro lado, sí contienen genes comunes para virus gigantes y tienen un ciclo de vida viral.

Actualmente, los investigadores están determinando el origen de ambos virus al caracterizar los genes desconocidos y las proteínas que codifican. Además, tienen la hipótesis que los virus gigantes evolucionaron de células y, de estar en lo correcto, el ancestro debió ser muy diferente de las bacterias, archaea y eucariontes que conocemos hoy en día.

Este descubrimiento expande sustancialmente el conocimiento de la complejidad de los virus gigantes y confirma que la diversidad viral todavía está inexplorada. El hallazgo ha sido tan impactante, que incluso los científicos hablan de un cuarto dominio de la vida, que se suma a los otros tres: bacteria, archaea y eucarionte.

Artículo original en Science | Nota en Nature (de donde se tomó la cita de Claverie)

P.D. Los virus no son los únicos cuya diversidad continua inexplorada. Las bacterias también son un grupo del que conocemos muy poco. Lee más aquí

Un universo congelado

Imagina una época en la que todo el Universo estuviera congelado, a una temperatura increíblemente baja. Pues esto esencialmente sucedió hace aproximadamente 11,500 millones de años, cuando el Universo tenía un cuarto del tamaño actual. Una de las diversas preguntas actuales que invade a la comunidad científica es: si así fue, ¿así podría terminar?

 

Para entender este fenómeno nos tenemos que apoyar en un concepto muy pintoresco y que ha sido el cáliz desde su descubrimiento en 1998: la misteriosa -y por ello su nombre- “energía oscura”. Los cosmólogos creen que la energía oscura forma alrededor del 63 por ciento de toda la energía y materia del Universo y este modelo se ha posicionado como uno de los más aceptados para explicar los fenómenos observados, por ejemplo, la idea de que el Universo se está expandiendo a un ritmo cada vez más rápido.

Quizá te estés preguntado en éste punto: “¿Qué significa que el Universo se expanda?” y “¡¿aceleradamente?!” Bueno, en primer lugar, es un hecho seguro que el Universo se está expandiendo, tal y como lo demostró el estadounidense Edwin Hubble ya hace más de 80 años, cuando observó galaxias distantes moviéndose lejos una de otra e increíblemente, a velocidades proporcionales a la distancia entre ellas. Ahora, añadamos la “aceleración” a dicho fenómeno. Que el Universo se acelere quiere decir que crece más deprisa, impulsado por la energía oscura y que hace que la materia que contiene (en forma de galaxias y estrellas) esté cada vez más dispersa y alejada entre sí. Por tanto, las galaxias se mueven lejos de nosotros a una tasa acelerada. Aunque pareciera increíble, el estudio de este tipo de mediciones entre objetos astronómicos no es imposible. La siguiente pregunta es: ¿tenemos que esperar un billón de años para medir las velocidades de las galaxias? ¡Por supuesto que no! Los especialistas en el área son capaces de estudiar la luz de galaxias o de estrellas lejanas que explotaron hace miles de millones de años con la ayuda de telescopios espaciales, como el tan afamado Telescopio Espacial Hubble, proyecto conjunto de la NASA y la Agencia Espacial Europea. Aunque nos encantaría poder predecir cuándo ocurren este tipo de explosiones estelares, nos vemos obligados a inspeccionar los rincones del Universo en busca de ellas. Y es que estas explosiones son muy raras, tanto así que algunas aparecen una vez por siglo en una galaxia típica.

¿Pero qué tiene que ver la “energía oscura” con el futuro del Universo? Una de las propiedades de esta energía es que es persistente, es decir, su densidad permanece aproximadamente constante conforme el Universo se expande, por tanto no se diluye como la materia lo hace. Albert Einstein dijo que la energía causa que el espacio-tiempo se curve y Edwin Hubble nos heredó una sencilla ecuación que nos indica que la velocidad de este Universo crecerá porque la distancia también crece (en lenguaje de “pizarrón” decimos que éstas variables son directamente proporcionales). Si ésta energía durara para siempre, entonces el Universo continuaría expandiéndose y enfriándose. Eventualmente no quedaría rastro alguno de objetos estelares, sólo quedaría un espacio vacío. Pero puedes estar tranquilo: estamos a billones de años de observar dicho fin, pero es bueno saber que el descubrimiento de nuevos datos astronómicos nos pueden ayudar a predecir con mayor certeza el final del Universo.

Un acontecimiento relevante y que llenó de orgullo a la comunidad de cosmólogos ocurrió el 4 de octubre de 2011. La Real Academia de Ciencias en Suecia galardonó a un grupo de científicos estadounidenses con el Premio Nobel de Física 2011 por el asombroso estudio donde describen el descubrimiento de esta expansión acelerada del Universo . Los astrofísicos estadounidenses premiados, Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt y Adam G. Riess, se dieron a la tarea de comparar fotografías del "antes y después" de explosiones de estrellas distantes llamadas supernovas.

 

Utilizaron en particular un tipo muy especial de supernova, conocido como "IA" (que es el resultado de cuando una estrella en un sistema binario (2 estrellas) sugiere un aumento en su masa por parte de la otra estrella compañera que es menor a y la cual ha ahogado su combustible) para darse cuenta de que las explosiones de estrellas viejas y compactas, tan pesadas como el Sol pero igual de pequeñas que la Tierra, y que son capaces de emitir luz de la misma forma que lo hace una galaxia entera. Al estudiarlas, estos investigadores se dieron cuenta de que dichas explosiones poseían una menor intensidad de luz a lo esperado, demostrando que la expansión del Universo se está acelerando. Es de admirarse tal reconocimiento ya que el estudio de la supernova que ayudó a este descubrimiento explotó hace 21 millones de años (mucho antes de la aparición del hombre sobre la Tierra) pero es hasta hoy que su luz ha llegado a nosotros. ¿Puedes imaginarte la magnitud de esta explosión estelar para que pueda ser visible después de tanto tiempo? Es aún más sorprendente que es de las más cercanas a nuestra galaxia detectada hasta el día de hoy. En comparación, las supernovas tipo “IA” más lejanas detectadas explotaron hace 9,500 millones de años en galaxias que se encuentran ahora a 35 mil millones de años-luz de distancia.

 

El Premio Nobel de Física premia año tras año el esfuerzo de los científicos que contribuyen al avance del conocimiento en áreas como la astronomía. A partir de hoy, se podría considerar como un hecho la expansión acelerada del Universo, y aunque falta demostrar más cosas experimentalmente, ahora existe evidencia de que el Universo es mucho más complejo, tanto así que nombramos a la energía responsable de esta aceleración como “energía oscura”. Lo que esta energía oscura es aún resulta un enigma, quizás uno de los más grandes de la física actual. Sin embargo, si el Universo continúa acelerándose, éste terminará congelándose. ¿Un futuro terrible? Bueno, tendremos que esperar unos billones de años para dicho espectáculo.

Para aprender más:

-  C. Escamilla-Rivera. A través de la oscuridad del universo.  Ciencia y Desarrollo. Vol. 35, No. 238, Pág. 14-19. Revista del CONACYT. (2009).

Acerca del el autor:

Celia Escamilla Rivera es candidata al grado de Doctor Europeus por la Universidad del País Vasco y la Universidad de Oxford. Ganadora del Premio Estatal de la Juventud 2010. Su investigación se centra en la interacción entre la cosmología teórica y observacional.

No eres tú, es tu microbioma

Todo indica que los microbios que forman parte de nuestro organismo pueden influir en nuestra evolución. Esto lo acaban de demostrar investigadores de la Universidad de Vanderbilt en Nashville, específicamente para tres especies de avispas. Si bien cada vez sabemos más sobre los microorganismos que viven en simbiosis con nosotros (colectivamente llamados "microbioma"), su papel en los procesos evolutivos es poco claro. La idea más inquietante al respecto es que la presencia de un microbioma nos convierte en algo más que un individuo. Por dar un ejemplo: en los humanos, el número total de células microbianas es mayor que el número de células de la persona. Somos un colectivo de organismos en coexistencia. Es de esperar que nuestros genomas y los de nuestros inquilinos tengan una estrecha relación. Los científicos han nombrado a esa sociedad como "hologenoma". Así, una de las propuestas más recientes es que el hologenoma, más que el genoma de cada uno de los individuos, puede ser uno de los elementos centrales de la evolución.

Robert M. Brucker y Seth Bordenstein, los autores del estudio, publicado esta semana en Science, analizaron a tres especies de avispas cercanamente relacionadas (del género Nasonia) y a sus microbiomas. Cualquiera de las tres especies era capaz de engendrar híbridos con las otras. Sin embargo, los híbridos de las dos especies más emparentadas tenían un mayor porcentaje de supervivencia, mientras que los híbridos de cualquiera de esas especies con la tercera, más distante evolutivamente hablando, no sobrevivían tan bien. Los científicos encontraron que los microbiomas resultantes en los híbridos no viables eran muy distintos a los de sus padres y resultaban caóticos. Esto explicaba en parte la inviabilidad de los híbridos.

Para probar que los microorganismos asociados eran los responsables de la mortandad de los híbridos, criaron a las avispas en un ambiente estéril y les dieron antibióticos. Para su sorpresa, los híbridos sobrevivían mucho mejor sin los microbios heredados de sus padres, incluso aquéllos que provenían de las especies menos relacionadas. Cuando les devolvían sus microbios asociados, los híbridos, volvían a tener problemas para sobrevivir.

Dado se piensa que uno de los requisitos principales para la especiación es que los híbridos sean inviables, y no siempre se tenían los elementos para explicar esa inviabilidad, el estudio de Brucker y Bordenstein abre nuevos horizontes en el campo. "Nuestros resultados mueven la controversia sobre la evolución hologenómica de una idea a un fenómeno observado", dice Bordenstein para el sitio de noticias de su universidad. "La cuestión ya no es si el hologenoma existe, si no qué tan común es."

Nota de la Universidad de Vanderbilt | Para conocer más del tema, el blog de Bordenstein (en inglés):

Premios Luciérnaga: para compartir la luz del conocimiento

¿Quién no se ha sentido atraído por la belleza de las luciérnagas? Sus colores y la luz que emiten siempre han fascinado a los seres humanos. Estos animalitos aparecen en textos viejísimos, desde libros sagrados de India y China, en la poesía y canciones de diversas culturas, y hasta en la literatura de Dante y Shakespeare.

En la Edad Media también se les asociaba con la magia e incluso se les utilizaba para la elaboración de un líquido considerado milagroso por su brillo. Se llamaba liquour lucidus. La receta para su preparación consistía, muy al estilo de los alquimistas de aquella época, en enterrar en estiércol los órganos luminosos de las luciérnagas o, alternativamente, mezclarlos con mercurio. Se generaron muchas historias alrededor de este líquido, todas ellas resultado de la imaginación del hombre en ese entonces, que poco sabía de la explicación científica detrás de la luz generada por estos insectos.

Sin embargo, a partir del siglo XVII, hubo un mayor interés en estudiar y comprender las bases físicas y químicas detrás de la luminiscencia de las luciérnagas. Los mitos alrededor de la magia de estos misteriosos insectos fueron poco a poco quedándose atrás, siendo sustituidos por nuevos y emocionantes descubrimientos detrás de ese fenómeno.

Ahora, en pleno siglo XXI, y gracias a muchos científicos a lo largo de estos últimos siglos, es mucho más lo que entendemos de las luciérnagas y de su fascinante emisión de luz (también conocida como bioluminiscencia). Se sabe, por ejemplo, que estos escarabajos (sí, las luciérnagas son escarabajos) tienen en su abdomen órganos lumínicos llamados “linternas” y es ahí donde se llevan a cabo las reacciones que culminarán en dicha luz. Sabemos también que para ello se necesitan principalmente tres cosas: una enzima llamada luciferasa, una molécula denominada luciferina y oxígeno.

La producción de luz es el resultado de una reacción catalizada por la luciferasa, que actúa sobre su sustrato, la luciferina, seguida por una secuencia de reacciones en donde interviene el oxígeno para, finalmente, emitir la luz. En diferentes especies el sitio activo de la luciferasa (a donde se une la luciferina)  cambia ligeramente y esto es lo que afecta el espectro de emisión, es decir, afecta el color de la luz emitida. Por eso vemos que diferentes especies de luciérnagas pueden emitir luces de colores diferentes.

El entendimiento de este proceso también nos ha dado la oportunidad de utilizar ese conocimiento para diferentes necesidades. ¿Qué tanto creen que se pueda hacer con una enzima como la luciferasa? ¡Muchísimas cosas! En muchos laboratorios el gen que codifica para esta proteína se inserta en células de diferentes tipos con el objetivo de usar la luz emitida por la luciferasa como un indicador o señal de la presencia de otra proteína que nos confirme que algún proceso biológico se está llevando a cabo. Incluso, en los últimos años, en ciertos modelos animales se ha logrado que, también a través de un proceso de ingeniería genética, un tipo celular de interés exprese esta proteína. Esto ayuda a estudiar, por ejemplo, tejidos de tumores y como éstos reaccionan a diversos tratamientos. Éstas son sólo algunas de las muchas aplicaciones de esta enzima.

Pero regresando a las luciérnagas, ¿tiene una función especial esa “luz”? ¿Cómo se explica la evolución de semejante fenómeno?

En la mayoría de las luciérnagas, los destellos de luz ofrecen información acerca de la identidad (especie) del individuo. En adultos, se utiliza como comunicación sexual y hay evidencia de que hembras de algunas especies escogen a su pareja con base en la variación que hay en esos destellos. Aún no se sabe si la calidad del macho está relacionado con sus destellos de luz pero es una pregunta que se sigue estudiando. En muchas especies, es el macho el que primero emite la luz mientras vuela. La hembra, en respuesta, hace lo mismo e inicia un cortejo mutuo basado en señales de destellos de luz, que eventualmente terminará en copulación.

Pero las larvas también emiten señales luminosas como protección contra muchos depredadores. Y, de hecho, existe la hipótesis de que la bioluminiscencia en un principio evolucionó como una señal en la larva para parecer un bocado poco apetitoso y protegerse de ser devorada. Lo de su uso para el cortejo en adultos posiblemente vino después.

Cabe destacar también que las luciérnagas son una familia muy diversa: hay más de 2000 especies en el mundo. Abundan en el trópico. Hay un proverbio inglés que dice “When the glowworm lights her lamp the weather is always damp”, que se traduce como “Cuando la luciérnaga prende su lámpara, es porque el clima está húmedo”, aunque rima mejor en inglés. Y vaya que es cierta esta expresión, ¡a las luciérnagas les encanta la humedad!

Por eso México es un buen lugar para encontrarlas. Actualmente se registran 22 géneros de luciérnagas y 164 especies distribuidas entre ellos, de las cuales la mitad son endémicas. Los estados con mayor diversidad son Veracruz, Oaxaca, Chiapas y Morelos. Pero, según expertos mexicanos en el tema, en muchos estados de la República Mexicana aún falta mucho trabajo de campo.  ¡Quién sabe cuántas especies de luciérnagas más se descubrirán en México y el mundo!

Imagen de una Phaenolis ustulatus Gorham, luciérnaga que puede encontrarse en regiones húmedas de nuestro país. Foto tomada por Enrique Ramírez García y cortesía del Prof. Santiago Zaragoza.

Como el caso de la bioluminiscencia en luciérnagas, primero asociadas con magia y misterio y ahora comprendida como un fenómeno natural resultado de años de evolución y con aún muchas dudas por contestar, así hay millones de historias más. La ciencia nos ha abierto las puertas a un mundo de conocimiento más emocionante que cualquier receta mágica o cuento de hadas. En Más Ciencia creemos que la emoción no sólo radica en “hacer ciencia” sino también en compartirla y el hablar de ciencia es un trabajo inagotable. Cada día se publican miles de artículos de investigación, cada uno a su vez, con muchas historias detrás. ¿Quieres hablar de ellas? ¿Quieres hablar de la historia detrás de tu trabajo?

Más Ciencia no sólo quiere que compartas con nosotros tu pasión por la investigación científica, también buscamos divulgadores talentosos a quienes reconocer por su labor. Así, lanzamos esta semana, oficialmente, los Premios Luciérnaga, inspirados por esos animalitos de luz. Así como la diversidad que encontramos en estos insectos, buscamos diversidad en nuestros potenciales colaboradores, queremos personas que nos hablen de cualquier tema científico o de cómo la ciencia se relaciona con la sociedad y la economía de nuestro país.  Todos aquellos que colaboren iluminando con su conocimiento a nuestros lectores, entrarán a nuestro concurso mensual cuya convocatoria puedes encontrar al principio y final de esta entrada. Las reglas detalladas puedes encontrarlas aquí. Estaremos recibiendo escritos a partir de la publicación de esta convocatoria. ¡Comparte tu pasión por la ciencia!

Bibliografía, recomendaciones literarias y agradecimientos

El libro A history of luminescence from the earliest times until 1900 de E. Newton Harvey, publicado en 1957, es un buen acercamiento a cómo el ser humano ha percibido el fenómeno de luminiscencia a lo largo de la historia. En uno de los capítulos se habla con detalle del famoso liquor lucidus. No tengo conocimiento de que haya una traducción del libro al español, pero la versión original, en inglés, puede consultarse en línea.

El artículo de revisión Flash Signal Evolution, Mate Choice, and Predation in Fireflies de S. M. Lewis y C. K. Cratsley publicado en el 2008 en la revista especializada Annual Review of Entomology fue una de mis principales fuentes y un texto recomendable si les interesa información más detallada de la bioluminiscencia en luciérnagas, su evolución y función.

Un agradecimiento especial al Dr. Santiago Zaragoza Caballero, investigador del Instituto de Biología de la UNAM quien amablemente me proporcionó información actualizada acerca de la diversidad de luciérnagas en México. Parte de estos datos son parte de un manuscrito sometido por el profesor a la Revista Mexicana de Biodiversidad.

Y, para aquellos que se animen a colaborar con nosotros, hay muchas herramientas en línea que pueden servirles de apoyo para divulgar la ciencia. Un ejemplo es un curso gratuito de periodismo científico en línea, desarrollado por la Federación Mundial de Periodistas Científicos (WFSJ) en cooperación con la Red de Ciencia y Desarrollo, SciDev.Net.

Acerca del autor

Alejandra Manjarrez es bióloga egresada de la UNAM actualmente trabajando en el Instituto de Biología Evolutiva y Estudios Ambientales de la Universidad de Zúrich, en Suiza. Es directora del Comité Editorial de nuestro blog y, junto con todo el equipo de Más Ciencia, está a la espera de que tú colabores con nosotros.

Los castores y sus diques contra el cambio climático.

No verás a los castores haciendo una manifestación contra las políticas ambientales de los países industrializados, pero estos mamíferos están jugando un papel importante en la mitigación del cambio climático.

Los castores son conocidos por construir diques en los ríos que alteran fuertemente el paisaje. Utilizan troncos y ramas de árboles para bloquear el paso del agua del río. Con esto, se forman estanques y humedales que pronto se convierten en el hábitat de muchas otras especies. Y según se muestra en un estudio publicado esta semana, esos humedales son un gran contenedor de carbono, con lo cual se impide que se acumule dióxido de carbono en la atmósfera.

Ellen Wohl, la autora del estudio, visitó 27 cuencas fluviales donde los castores construyeron diques y estimó la cantidad total de materia orgánica en los sedimentos de los estanques. Encontró que el carbono en los humedales producidos por los castores representa el 8% cuando los humedales se han secado o hasta 23% cuando están inundados. Es decir, los diques de los castores pueden acumular hasta un cuarto del carbono total del paisaje.

¿Qué pasa cuando los humedales se secan? La materia orgánica se descompone y el carbono regresa a la atmósfera en forma de dióxido de carbono y contribuye a la acumulación de gases de efecto invernadero. Conforme la población de castores ha bajado en Norteamérica (de 60-400 millones en los años cuarenta a 6-12 millones al día de hoy), es de esperar que el secuestro del carbono por los humedales haya también disminuido.

Nota fuente en Science Now | Artículo original en Geophysical Research Letters

¿Por qué limitarte a hacer levitar una gota de agua con ondas acústicas?

Sobre todo, cuando puedes moverla de un lado a otro y mezclarla con otro líquido o sólido, con la tecnología creada por Daniel Foresti y sus colegas en el Instituto de Tecnología de Zurich.

La levitación por ondas acústicas es un fenómeno bien conocido, pero hasta ahora no se había desarrollado la tecnología para mover y manipular un cuerpo más allá de hacer que levitara inmóvil en el aire. Con la tecnología de Foresti y su equipo, se ha logrado transportar gotas de líquidos de diferentes características, mezclarlas y hacerlas reaccionar sin que toquen ninguna superficie. Incluso han logrado hacer levitar un palillo para dientes y hacer que gire sobre su propio eje.

El secreto está en colocar una serie de módulos de emisión y reflexión de ondas acústicas en una fila. Haciendo variar las ondas entre cada módulo, se logra transportar un cuerpo (líquido o sólido) entre los módulos.

Esta tecnología permitiría que se manipularan muestras químicas o biológicas de importancia sin riesgo de contaminación por contacto, o simular ciertas condiciones de gravedad cero, entre otras cosas. "Tiene un amplio espectro de posibles aplicaciones," dice Foresti. La tecnología es prometedora; su principal limitante es que hay que calcular con exactitud la onda acústica requerida para el cuerpo en cuestión, pues, al menos con líquidos, se corre el riesgo de que la fuerza acústica sobrepase la tensión superficial de la gota y la muestra se atomice en el aire. Sin embargo, a diferencia de la levitación por campos electromagnéticos, no se requiere que el objeto tenga propiedades electromagnéticas particulares.

"En principio, puedes hacer flotar cualquier cosa con la levitación acústica", dice Dimos Poulikakos, uno de los desarrolladores de la tecnología. Incluso una persona. "Ahora, si una persona puede sobrevivir a las fuerzas acústicas, no estoy cien por ciento seguro," comenta Poulikakos.

A manera de inspiración para aplicaciones futuras, te dejamos un video de la tecnología de Foresti, Poulikakos y sus colegas en plena acción:

http://www.ltnt.ethz.ch/research/transport/projects/foresti/Photochemicalswitch.mov

Fuente en ETH Zurich | Artículo original en PNAS 

El monstruo de nuestros sueños también era un cazador

Sepa usted, querido lector, que los pelontólogos no se ponen de acuerdo si nuestro muy querido "Tyrannosaurus rex" era depredador o nada más un carroñero, pues la evidencia de que eran cazadores ha sido muy elusiva. Por supuesto que se han hallado muchos fósiles de animales con indicios de mordidas de T. rex o incluso restos de huesos en sus estómagos, pero los estudiosos de los dinosaurios no tienen claro si se alimentaban de presas vivas o muertas.

Ahora, investigadores estadounidenses hallaron el diente de un T. rex que se quedó atorado en una vértebra fosilizada de la cola de un hadrosáurido, quien sobrevivió al ataque porque el hueso atravesado por el diente creció y sanó alrededor de éste. Cuando se obtuvo la vértebra de la formación Hell Creek (donde yacen fósiles del Cretácico superior, entre hace 80 y 65 millones de años), en Montana, Estados Unidos, los investigadores pensaron que se trataba de una malformación ósea. Una vez limpio, observaron que parecía un diente dentro de la vértebra, hecho que se confirmó una vez escaneada.

De acuerdo con los autores, el diente en la vértebra sanada es evidencia definitiva de conducta de cacería por parte de los T. rex. De hecho, el que el ataque se haya dado en la cola se suma a la idea de que el hadrosáurido iba en la dirección correcta: la de huir. Sin embargo, esto no significa que los T. rex hayan sido cazadores de tiempo completo. Jack Horner, paleontólogo del Museo de las Rocas, en Bozeman, Montana, y asesor científico para las películas de Jurassic Park, menciona que nuestro querido depredador pudo haber sido un oportunista como las hienas modernas, que a veces cazaba y a veces carroñeaba.

Si se quedaron preocupados por el depredador en cuestión, no hay razón: el diente que perdió, seguramente fue remplazado por otro.

Artículo original en PNAS  | Nota en Nature | Nota de la Universidad de Kansas

Tu corazón canta conmigo.

Podemos tomarnos de las manos, mirarnos a los ojos, divertirnos escuchando cómo desafina el de al lado, sentirnos parte de una familia y todo eso, pero resulta que cantar en un coro también es bueno para el corazón, según un estudio de la Universidad de Gothenburg.

Los autores del estudio, liderados por Björn Vickhoff, pusieron a cantar a 15 personas mientras les registraban el ritmo cardíaco. Luego de cantar una mantra meditativa en grupo o un himno cristiano, los cantantes habían sincronizado el ritmo de sus corazones. Los investigadores explican esto con el hecho de que en ocasiones el ritmo cardíaco de una persona se sincroniza con la respiración, cuando ésta es controlada y pausada, como la que sucede en el canto. Además, los corazones de los cantantes tenían más variación en sus ritmos, lo cual se sabe que es beneficioso para el corazón.

Los investigadores sabían de antemano que cantar en grupo produce efectos benéficos para el organismo, en esferas como la respuesta inmune o el estado emocional. Su estudio, publicado hoy en la revista Frontiers in Auditory Cognitive Neuroscience, aporta a esa gama de beneficios de una actividad musical grupal.

Nota fuente en New Scientist | Artículo original en Frontiers in Auditory and Cognitive Neuroscience

Nueva fase de transición en el agua: Gas->líquido->hielo-> ¿líquido?

El agua contiene propiedades físicas y químicas asombrosas. Y uno, al verla día con día, pensaría que sabemos casi todo de ella. Sin embargo, mediante una simulación realizada en agua “súper congelada”, un equipo de investigadores de la Universidad de Arkansas, liderados por Feng Wang, confirmó una fase de transición de “líquido-líquido” a 207° Kelvin, o lo que es igual, a -66°C.

Esta nueva propiedad descubierta en el agua es importante para entender procesos básicos durante la crioprotección (preservación de tejido o de células mediante nitrógeno líquido).

“En tiempo de escala de un microsegundo, el agua no llegó a formar hielo, sino que se transformó en una nueva forma de líquido”, dijo Wang. “El estudio provee fuerte evidencia que soporta esta fase de transición y predice una temperatura de densidad mínima si el agua puede enfriarse por debajo de su temperatura de congelación normal. Nuestro estudio muestra que el agua se expanderá a muy baja temperatura aún sin la formación de suelo”.

La investigación se realizó por medio del uso de un modelo llamado potencial hídrico de fuerzas adaptables correspondientes de hielo y líquido (WAIL, por sus siglas en ingles). De acuerdo con la simulación, mientras el agua común es un líquido de alta densidad, a bajas temperaturas pasa por una fase de transición a un líquido de baja densidad.

Fuente: Universidad de Arkansas | Artículo original: "Liquid–liquid transition in supercooled water suggested by microsecond simulations", en PNAS

¿Competir para sobrevivir? ¡Mejor especialízate!

Si pudieras regresar en el tiempo unos 75 millones de años y ubicarte en la provincia de Alberta, Canadá, los bosques, llanuras y montañas canadienses desaparecerían ante tus ojos y en su lugar contemplarías el exótico paisaje de Laramidia, una isla-continente que existió durante el Cretácico Tardío.

Mientras te acostumbras al calor y a la humedad excesiva que te rodean, te das cuenta de que te cuesta un poco de trabajo respirar: ¡los niveles de CO2 también eran altísimos! Sí, Laramidia era como un gran invernadero. Y como en todo invernadero, el crecimiento de las plantas era exuberante, casi extremo.

Conforme se oculta el sol, comienza a caer una leve llovizna. Corres debajo de un helecho gigante para resguardarte debajo de sus hojas y, de pronto, escuchas un fuerte resoplido a tan sólo unos metros de ti. Al apartar unas plantas que entorpecen tu visión, observas un espectáculo magnífico: varios dinosaurios se alimentan tranquilos de la abundante vegetación; tú tratas de contener la respiración. Por allá ves a los ceratópsidos alimentarse de arbustos medianos. Puedes admirar cómo sus formidables cuernos reflejan los tenues rayos de sol. Cerca tuyo pastan los ankilosaurios con su cuerpo bajo y ancho, su dura coraza y el imponente mazo que se agita en su cola. Más lejos, se encuentran unos animalotes que parecen tener un pico de pato: son los hadrosaurios. Uno de ellos se levanta en dos patas para poder alcanzar las hojas de un árbol frondoso.

Sin siquiera notarlo, la escena que acabas de imaginar da respuesta a una de las preguntas que más ha intrigado a los paleontólogos de nuestros tiempos: ¿cómo es que podían coexistir animales herbívoros tan grandes en un solo lugar sin competir entre ellos? Jordan Mallon, del Museo Nacional de Canadá, encontró la solución sin tener que hacer un viaje en el tiempo. Su investigación, que se publicó el día de ayer en la revista PLoS ONE, consistió en comparar los cráneos de más de 100 dinosaurios hervíboros encontrados en yacimientos fósiles de Alberta. Su objetivo era encontrar diferencias, aunque fueran sutiles, entre los cráneos para poder distinguir si los animales compartían los mismos hábitos alimenticios o no.

Mallon no sólo encontró diferencias relacionadas a la alimentación entre los cráneos de ceratópsidos, ankilosaurios y hadrosaurios (diferencias que, para ser honestos, no eran tan inesperadas) sino que también observó que algunas de estas características eran ligeramente distintas dentro de cada uno de esos tres grupos. La conclusión más importante del trabajo de Mallon es que la coexistencia de todos estos gigantes fue posible debido a que no competían por comer las mismas planta: estaban especializados para alimentarse de cierto tipo de follaje. Esto es un fenómeno ecológico conocido como "partición de nicho", y parece ser más común de lo que se pensaba. Tanto así que en la actualidad existen numerosos ejemplos de plantas y animales que, para poder sobrevivir, deciden que lo suyo es dejar de competir.

Artículo original: En PLoS One 

El origen del caparazón de las tortugas

Con base en el estudio y observación del desarrollo de diferentes especies de animales, el apoyo del registro fósil y el análisis de datos genómicos, investigadores del Centro de Biología del Desarrollo RIKEN mostraron que el caparazón de las tortugas se deriva de la caja torácica de su ancestro y no de una combinación de estructuras de hueso internas y externas como se pensaba.

Observando a los seres vivos y a sus estructuras desde una perspectiva evolutiva, se podría saber, por medio de diversos análisis, de dónde provienen cada una de sus características. Un ejemplo famoso de esto es la evolución de los tetrápodps (4 patas), nuestro grupo evolutivo. De manera sencilla podemos decir que nuestro brazo posee un húmero, seguido del radio y la ulna y posteriormente tenemos a los carpales. Este patrón lo podemos observar en todos los mamíferos, en las aves, en los reptiles y en los anfibios. Sin embargo, a pesar de que cada grupo presenta funciones y morfologías diferentes, con base en la misma estructura base podemos, con ayuda del registro fósil y la geología, saber quién fue primero en la historia evolutiva.

Dicho esto, el origen del caparazón de las tortugas no estaba claro hasta ahora, porque comprende partes de origen endoesquelético (estructuras óseas internas) y otras partes que parecen más exoesqueletos (estructuras óseas externas) similares a los de los cocodrilos y los peces.

La parte exterior del caparazón de la tortuga se pensaba que se había derivado de huesos del exoesqueleto, mientras que la parte interna se ha demostrado que se originó de costillas y vertebras que están conectadas al esqueleto interno del animal. Sin embargo, no se ha obtenido evidencia directa que demuestre que las estructuras óseas que se desarrollan fuera de la caja torácica en tortugas se derivan del exoesqueleto.

Con el objetivo de demostrar si el caparazón de la tortuga evolucionó con alguna contribución del exoesqueleto de su ancestro, el investigador Tatsuya Hirasawa y su equipo obersvó el desarrollo de embriones de tortugas chinas con caparazón suave, pollos y cocodrilos.

El resultado del estudio arrojó que la mayor parte del caparazón de la tortuga se constituye de costillas hipertrofiadas y vertebras y, por lo tanto, se deriva únicamente del tejido del endoesqueleto. Este resultado fue confirmado mediante la observación del registro fósil de la antigua tortuga Odontochelys y el antiguo reptil Sinosaurosphargis, quienes muestran que poseían caparazones de origen endoesquelético.

“Recientemente, los análisis genómicos nos han dado evidencia de que las tortugas evolucionaros de reptiles relacionado de manera cercana con cocodrilos y dinosaurios, y no de reptiles primitivos como antes se pensaba. Nuestro descubrimiento coincide con la historia evolutiva revelada con los análisis genómicos y están a punto de desenmarañar el misterio de cuando y como evoluciono el caparazón de las tortugas”, comenta Tatsuya acerca de sus publicación.  

Fuente: Alpha Galileo | Artículo original: Nature

Debajo del hielo antártico, el lago Vostok da señas de vida

Hace 35 millones de años, la Antártida era un ecosistema tropical, bullente de vida. Cerca del centro del continente, había un lago del tamaño del lago de Ontario. Al día de hoy, el lago sobrevive bajo 3,700 metros de hielo. Y científicos de la Universidad Estatal de Bowling Green, coordinados por Yury Shtarkman y Zeynep Koçer, acaban de encontrar señas de vida en él.

Debajo de las inmensas capas de hielo de la Antártica, el lago se mantiene en estado líquido gracias a la combinación de la enorme presión que ejerce sobre él ese hielo y la actividad geotérmica que los científicos piensan que actúa en el fondo del lago. Conforme el glaciar se mueve sobre el lago, el agua de la superficie del lago se congela y se incorpora al hielo. Esa agua recién congelada se va acumulando de manera vertical, de forma que se crea una columna que registra las características del lago a lo largo del tiempo.

En 2012, científicos rusos perforaron el hielo sobre el lago Vostok y llegaron al agua líquida. Guardaron muestras del hielo desalojado, y las muestras más cercanas a la superficie, es decir, las más jóvenes, fueron las que usó el equipo de investigación de Shtarkman y Koçer. Ellos encontraron restos de ARN conservado en el hielo y lo analizaron para ver si coincidía con el de alguna especie conocida. A diferencia del ADN, el ARN es sumamente lábil, de modo que cualquier resultado positivo hablaría de organismos que quizá aún habitan el lago.

Los investigadores encontraron más de 3,500 secuencias únicas. Pudieron identificar con certeza la tercera parte de ellas. 95% de esas secuencias pertenecían a bacterias, ya fuera de agua dulce, marinas, de sedimento o que habitan ventilas hidrotermales. Lo interesante es que 5% de las secuencias identificadas pertenecían a organismos eucariontes. Casi todas ellas eran de hongos, pero también encontraron secuencias pertenecientes a bivalvos, artrópodos o rotíferos. Esto, sumado al hecho de que muchas de las secuencias de bacterias encontradas pertenecen a microbios parásitos o simbiontes de animales, hace pensar a los científicos que en el lago Vostok podría existir un ecosistema completo.

Además de lo asombroso que resulta encontrar señas de vida en un lugar tan inhóspito como este, el lago Vostok es una gran caso de estudio para la astrobiología. Se piensa que, de existir vida en Europa y Enceladus, lunas congeladas de Júpiter y Saturno respectivamente, quizá existiría en condiciones muy similares al de este lago subglacial, el más grande de la Antártica.

La hidroponía: cultivo en agua

Por el simple hecho de consumir vegetales no necesariamente nos proporcionarán un buen nivel de nutrientes para nuestro organismo, puesto que si dichas plantas no fueron enriquecidas con cantidades suficientes de potasio, por ejemplo, el jitomate que consumimos no nos aportará una importante cantidad del mismo. Aunado a esto, si el agua de riego contiene metales pesados (plomo, mercurio, cadmio, etc.) derivados de las aguas residuales que las industrias vierten en cuerpos acuíferos, la planta regada con esta agua puede almacenar en sus tejidos estos metales, transmitiéndonoslos al ingerirla. Lo mismo sucede con los plaguicidas, que se van acumulando en los tejidos vegetales o con las bacterias, hongos, virus, protozoarios (como las amibas) y helmintos (como la solitaria) provenientes de las aguas negras.

Otro gran problema es que México desde hace varios años ha perdido su soberanía alimentaria, término que se asigna a un país cuando importa más del 30% de lo requiere para atender a su población, conllevándolo a una creciente dependencia del extranjero para satisfacer sus necesidades de alimentación. Las fluctuaciones tan constantes de precio y calidad de los vegetales, al igual que el continuo alce de sus precios revelan nuestra enorme dependencia de un mercado con mucho potencial para ser manipulado malintencionadamente y ponen en relieve nuestra fragilidad individual ante cualquier crisis alimenticia, económica y ambiental.

¿Qué es la hidroponía?

Se sabe que ninguna planta se alimenta realmente de tierra o agua como tal, sino de los compuestos químicos contenidos en ellas, como pueden ser nitrógeno, fósforo, calcio, entre otros.

Derivado de este saber, surge la hidroponía, un método de cultivo de vegetales en el que ya no se utiliza la tierra como fuente de nutrimentos para las plantas, sino una solución nutritiva, es decir, sales que contengan elementos como calcio, potasio y magnesio disueltas en agua, pero de manera balanceada y en cantidades específicas para cada cultivo en particular. Se puede emplear o no un medio (sustrato) para proveer soporte mecánico a la planta, como sería el caso de tezontle, fibra de coco, perlita, vermiculita, grava, etc.

Ventajas de la hidroponía

Las verdaderas ventajas de esta técnica de cultivo radican en la nutrición tan controlable  y en el uso o no de diversos sustratos para las plantas, no obstante, tan sólo estos dos aspectos presentan alcances muy amplios:

• El suministro balanceado de nutrimentos para la planta logra una producción de alimentos con espléndido contenido nutrimental y magníficas propiedades organolépticas (es decir, aromas, colores, texturas, sabores y durabilidad de frutos).
• La nutrición vegetal es completamente controlable, pues las plantas siempre tendrán a su alcance todos los nutrimentos que requieran y en las cantidades necesarias, contrario a una composta o a la tierra, que no siempre contendrán cada uno de los minerales ni las cantidades adecuadas para producir un fruto con los mejores índices nutricionales.
• Debido a que las fuentes de nutrimentos son sales, no contienen hongos, bacterias, virus, protozoarios, helmintos, metales pesados, ni restos de plaguicidas que posiblemente se podrían encontrar en una composta de origen desconocido, así como en la tierra.
• La gran eficiencia en la administración de alimento para la planta permite producir más plantas en menor espacio, evitando la competencia por nutrimentos entre uno y otro vegetal y obtener mayores y mejores frutos en menor tiempo.
• Se independiza completamente de la calidad del suelo, consiguiendo producir en zonas donde éste es adverso y además, se libra de la necesidad de rotación de cultivos.

Desventajas de la hidroponía

Las desventajas de la hidroponía son un tanto relativas, por ejemplo, el hecho de tener cultivos hidropónicos no te asegura que el trabajador no haya empleado plaguicidas, que desperdicie agua, que tire basura, etc., todo depende del grado de conciencia y conocimientos del productor. No obstante sí podremos enumerar algunas posibles desventajas:

• Un cultivo hidropónico no necesariamente debe de ser caro, todo depende del grado de automatización que se deseé emplear. Sin embargo y por lo general, a escalas comerciales se realiza una alta inversión inicial para sufragar los gastos en sistemas de riego, depósitos de agua, invernaderos, dispositivos para automatización y semillas híbridas de alta producción, inversión completamente recuperable, volviendo a lo mismo: siempre y cuando se llevan buenas prácticas administrativas y financieras.
• Si los excedentes de la fertilización no son recuperados, se irán almacenando en el suelo, dañándolo al punto de tornarlo infértil debido a esta elevada acumulación de sales. Actualmente existen sistemas hidropónicos cerrados donde la solución nutritiva excedente es recuperada y luego de restablecerle su composición química, es reutilizada.

Mitos de la hidroponía

Es común que a la hidroponía le atribuyan erróneamente una gran cantidad de cuestiones que no le corresponden a la técnica en sí: un cultivo libre de plaguicidas es responsabilidad del productor y no de la técnica hidropónica, lo mismo que el uso de transgénicos. Si las condiciones climatológicas como la temperatura, humedad y concentración de gases están controladas, no se deben a la hidroponía, pero sí al invernadero o al ambiente controlado en el que se encuentra el cultivo hidropónico. El ahorro o derroche de agua y fertilizantes no es debido a la técnica, sino al buen o mal uso del productor. Ahora podremos comprender que no existen invernaderos hidropónicos, sino cultivos hidropónicos dentro de invernaderos, tampoco semillas hidropónicas. A estas alturas ya conseguiremos inferir que los productos hidropónicos no son orgánicos, pues decir esto es un absurdo, o son hidropónicos o son orgánicos.

Esta técnica ha llegado a ser un tema polémico debido al uso de fertilizantes químicos, sin embargo se sabe que las plantas no discriminan si los nutrimentos provienen de fuentes orgánicas (nutridos con composta) o inorgánicas (nutridos con fertilizantes) . Incluso los nutrimentos presentes en los abonos orgánicos deben de mineralizarse para ser absorbidos por las plantas en sus formas iónicas inorgánicas (fosfatos, nitratos, sulfatos, etc.). Asimismo, la aplicación excesiva de abonos orgánicos puede presentar un riesgo potencial de contaminación de los mantos freáticos con nitratos y de la atmósfera con formas gaseosas de nitrógeno.

Frecuentemente la hidroponía ha sido objeto de una imprudente explotación con fines meramente comerciales por parte de autores que imparten cursos o publican libros o pseudo guías, aprovechándose de la reciente fiebre que ha generado esta técnica. Uno debe de ser cauteloso con las cifras y recetas que citan estos personajes, pues en gran medida estos datos provienen de otros países o de infraestructuras donde las condiciones ambientales, económicas y étnicas son completamente diferentes a las que uno podría brindarle a las plantas, también es muy común que estas personalidades se reserven para sí, descuiden y/o ignoren otros aspectos fundamentales. Todo lo anterior ha conllevado a la frustración a muchas personas que han deseado incursionar en la hidroponía.

Por último, la hidroponía no es la respuesta absoluta para la producción de plantas, simplemente es una técnica más de las muchas que hay. Para mí es fascinante.

Para saber más:

Pérez, M. E. 2004. Dependencia alimentaria: La crisis de la comida. Contralínea 23: 140 pp.

Sandoval-Villa, M.; Sánchez-García, P.; y Alcántar-González, G. 2007. Principios de la hidroponía y del fertirriego. Pp. 375-438. In: Alcántar-González, G.; y Trejo-Téllez, L. I. (Eds.). Nutrición de cultivos. Mundi-Prensa, México.

Jensen, M. H.; and Collins, W. L. 1985. Hydroponic vegetable production. Hort. Reviews 7: 483-559.

Acerca del Autor.

Juan Pablo Plata Martín estudió en la Facultad de Ciencias Biológicas de la UAEM y actualmente trabaja en la Unidad de Investigaciones en Hidroponía y Nutrición Vegetal. También imparte clases de Hidroponía, Horticultura y Ciencias.

Concurso de Fotografía "Divulgación científica en la región de los volcanes"

Estimados lectores de Más Ciencia,  

Queremos extenderles la invitación del grupo "Atzompa de Alzate Siglo XXI" -un grupo de ciudadanos de Ozumba vinculado con otras organizaciones e instituciones en pro de la ciencia y tecnología en comunidades de la zona oriente del Estado de México- a participar en el concurso de fotografía llamado "Divulgación científica en la región de los volcanes".

Para saber más y conocer las bases de participación, pueden descargar la convocatoria aquí  y para cualquier duda o comentario, pueden visitar su página de internet en este vínculo.

¡Ojalá se animen a participar y tengan mucha suerte!

Un físico exiliado de la academia afirma tener la teoría más grande desde Einstein, pero prefirió presentarla primero a los lectores de un periódico que a sus colegas científicos.

El pasado jueves 23 de mayo, el periódico británico The Guardian publicó una nota escrita por Marcus du Satoy, matemático de la Universidad de Oxford en la que se presentaba con una emoción desbordante la teoría matemática de Eric Weinstein, que supuestamente puede contestar los problemas más grandes de la física. Weinstein, físico de formación, es un desconocido para la ciencia, pues lleva 20 años fuera de la academia, durante los cuales no ha publicado artículos, pero ha prestado servicios de consultoría financiera y económica a empresas. La nota de Satoy, también profesor de Entendimiento Público de la Ciencia en Oxford, anunciaba que Weinstein daría una conferencia ese mismo día en esa universidad, en la que presentaría su teoría. Y pedía que el público se sujetaran de sus asientos, porque podía ser “la respuesta” que estábamos esperando.

Las primeras reacciones de los científicos fueron de un escepticismo que pronto dio paso a la irritación. El cosmólogo Andrew Pontzen escribió una nota de opinión en New Scientist en la que cuestionó que no se invitara a ningún físico a la conferencia, tomando en cuenta que había una multitud de ellos literalmente en la sala de al lado escuchando una conferencia de cosmología. Jamás les informaron de la presentación de la nueva teoría de Weinstein, pues ésta se presentó en un foro de divulgación de la ciencia. Pontzen no duda que las ideas de Weinstein sean valiosas, pero le causa comezón que no siguiera los protocolos regulares para presentar las ideas científicas. Weinstein ni siquiera tiene un borrador de escrito para enseñárselo a la comunidad de físicos y matemáticos que serían los más adecuados para evaluarla.

La divulgadora Jennifer Ouellette escribe en su blog, alojado en el sitio de Scientific American, que lo verdaderamente inexplicable es que se le haya dado tanta cobertura a la presentación de la Unidad Geométrica (Geometric Unity, como Weinstein bautizó a su teoría) en The Guardian cuando todavía no estaba presentada ni discutida en la comunidad científica. Ella considera que Du Satoy, el principal promotor de la teoría de Weinstein, quiso crear una historia atractiva y hollywoodense al estilo de Mente indomable (Good Will Hunting). Eso definitivamente atrae la atención de la prensa, pero no suele ser la forma en la que avanza la ciencia.

En un segundo artículo en The Guardian, escrito por el reportero Alok Jha e ingeniosamente titulado “Dele la vuelta a Einstein: conozca a Weinstein” (Roll Over Einstein: Meet Weinstein) se menciona que tres o cuatro matemáticos y físicos ya le han echado un vistazo a las ecuaciones de Weinstein y que no lo consideran ninguna broma ni una cosa menor. Pero esos mismos científicos aclaran que la teoría debe pasar en algún momento por el escrutinio de la comunidad científica y exhortan a Weinstein a que por lo menos presente un borrador en el sitio Arxiv.org, donde se alojan borradores de artículos. El físico Sean M. Carroll comentó en Twitter: “Estoy bastante seguro de que Einstein sí escribió artículos de investigación y no sólo dio entrevistas a la prensa.”

La teoría de Weinstein aspira a ser una teoría de final de todo, una que unifique los dos campos de la física que hasta ahora no se han coinciliado: la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad de Einstein. No es el primer físico que lo intenta. La propuesta más cercana se presentó en 2007, por Garrett Lisi, pero resultó arrojar pocas predicciones comprobables, por lo que nunca despegó. La teoría más aceptada hasta ahora es la teoría M, o de supercuerdas, que incluso ahora no se ha aceptado porque las observaciones que predice no se han podido detectar con el grado de confianza adecuado. Dado estos antecedentes, es comprensible el escepticismo de la comunidad científica hacia la teoría de la Unidad Geométrica. Y si a eso se suma la forma tan poco ortodoxa en que salió a la luz, se puede esperar que cada vez se alcen más voces de descontento.

La forma en que la teoría de Weinstein se infló por Du Satoy desde el artículo en The Guardian no puede predecir si será o no correcta. Las voces críticas tampoco atacan ese aspecto de la teoría, precisamente porque ésta no se ha mostrado abiertamente. En esas circunstancias, lo único que podemos esperar es un desenlace dramático y legendario. Si Weinstein está en lo correcto, puede convertirse en la figura más importante de la física de este siglo. Si ha errado, la caída será muy, muy dolorosa.

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No hay artículo original esta vez, porque Weinstein no lo ha escrito. Pero aquí está el anuncio de su conferencia en Oxford.

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Desbancan a Archaeopteryx: No es el primer animal con plumas.

Llamada Aurornis xui, es una bestia prehistórica del tamaño de un faisán que ha desafiado la posición protagonista del primer animal con plumas: el Archaeopteryx. El pequeño animal (medía 50 cm del pico a la cola) vivió hace aproximadamente 160 millones de años, 10 millones antes que nuestro querido Archaeopteryx. Cuando los investigadores reconstruyeron el árbol genealógico a partir de animales similares, -utilizando las medidas de sus esqueletos-, esta ave apareció cerca de la base del mismo, más todavía que Archaeopteryx. Fue llamada Aurornis xui, debido a que marca los primeros días del camino evolutivo que llevó a las aves modernas. Auronis viene de la unión de la palabra latina “aurora”, (conservada en el español) y “ornis”, la palabra griega para pájaro. La segunda parte del nombre, xui, es en honor a Xu Xing, un paleontólogo chino quien en 2011 aseguró que Archaeopteryx no era el ave basal de las modernas.

El animal prehistórico tenía garras y una cola larga, con patas similares a las del Archaeopteryx, pero algunas características de sus huesos eran más “primitivas”. Sus restos descansan en roca sedimentaria, y se preservan huellas de plumas en la cola, el cuello y el pecho del animal; sin embargo, la ausencia de plumas largas sugiere que no volaba.

Los científicos del Yohizou Fossil and Geology Park, en China, compraron los restos a un traficante de fósiles, quien dijo que fueron sustraídos en Lianoning, al nordeste de China, donde estaban en roca que data de entre 153 y 165 millones de años. Este hecho fue confirmado por los autores del artículo. No es raro que los paleontólogos trabajen con traficantes de fósiles, pero esto puede ser un negocio riesgoso. A menos que los expertos puedan confirmar de dónde provienen los fósiles, no es posible calcular su edad.

Pese a esto, Archaeopteryx será recordado porque su descubrimiento, en 1861, probó que las aves modernas evolucionaron de dinosaurios, y fue el primer fósil que argumentó a favor de la teoría de la evolución de Darwin, publicada dos años antes.

Aquí les dejamos el artículo original, y aquí la nota de The Guardian, de donde es la imagen.

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