Sir Isaac Newton y los fluidos que no le hacen caso

Uno de los nombres más respetados y famosos en la ciencia es el de Isaac Newton. Este personaje sentó las bases del cálculo infinitesimal y sus estudios sobre el movimiento de las cosas son hasta ahora los fundamentos de la rama de la física conocida como mecánica clásica. Entre otras cosas, Newton describió el comportamiento de algunos fluidos, como el agua, en los cuales el movimiento de sus moléculas guarda una relación directa con la fuerza o perturbación que se aplique sobre el mismo. Suena complicado, pero en realidad se trata de algo muy sencillo: el agua y algunos otros fluidos como el aire, los vinos, etcétera, se mueven lento si los agitamos lentamente y son muy dinámicos si los agitamos más rápidamente. A los fluidos que se comportan de esta manera los conocemos como fluidos newtonianos. La viscosidad, es decir, la resistencia a fluir de estos materiales, es constante mientras la temperatura también lo sea, pero cuando la temperatura aumenta, su viscosidad disminuye.

Existe otro tipo de fluidos, unos fluidos rebeldes y a los cuales poco les importa que un tal Sir Isaac Newton haya dicho que se tenían que mover de una manera en particular. A estos fluidos rebeldes los conocemos como fluidos no newtonianos. Su característica principal es que la viscosidad de éstos no es constante, sino que depende de la fuerza que se aplique sobre ellos. Como existen diferentes maneras de desobedecer a las reglas, existen por supuesto, diferentes tipos de fluidos no newtonianos.

Algunos fluidos llamados pseudoplásticos disminuyen su viscosidad mientras más fuerza se aplique sobre ellos. ¿Puedes imaginarte a un fluido que sea de este tipo? En esta categoría encontramos a algunas sustancias comunes, como la salsa cátsup. La cátsup es muy viscosa cuando no hay ninguna fuerza actuando sobre ella (por ejemplo, cuando está en reposo), pero cuando la cátsup se agita su viscosidad disminuye; es por esto que cuesta  mucho trabajo hacer que la cátsup empiece a salir de la botella pero luego de unos cuantos golpes sale sin mayor problema. Otro fluido que se comporta de la misma manera es la sangre. Esta característica aunque parece muy sutil es de vital importancia, pues permite mantener un flujo sanguíneo adecuado a lo largo de una intrincada red de venas, arterias y vasos capilares de diámetro y presión variable. Si la sangre no disminuyera su viscosidad al fluir a través de los capilares, se aglutinaría, impidiendo así la irrigación correcta de los distintos órganos y tejidos.

Existe otro tipo de fluidos no newtonianos: los fluidos dilatantes. Los dilatantes se comportan de manera totalmente opuesta a los pseudoplásticos, pues en este tipo de fluidos la viscosidad aumenta cuando se aumenta la fuerza aplicada sobre ellos. Un ejemplo de este tipo de fluidos son las arenas movedizas, las cuales son una mezcla de agua y tierra suelta en la que muchos animales (y uno que otro humano incauto) mueren atrapados. Al ser un fluido dilatante, las arenas movedizas permiten que los animales o la persona que pisó sobre ellas comiencen a hundirse. Sin embargo, la desesperación de estas víctimas los hace luchar instintivamente para salir de las arenas movedizas. Cuando la víctima de esta desafortunada situación lucha con fuerza para salir con vida, en realidad está aumentando la viscosidad de las arenas movedizas, lo cual genera más resistencia, y como consecuencia, la víctima lucha con más fuerzas hasta que muere sofocado. Otro ejemplo menos dramático pero en el cual observamos el mismo comportamiento es la mezcla de fécula de maíz y agua. Más Ciencia Por México tuvo la oportunidad de participar en la Séptima Jornada de Ciencia y Tecnología del Estado de Morelos, la demostración que se hizo durante tal evento fue justamente sobre la fécula de maíz como fluido no newtoniano.

Este experimento puedes realizarlo en casa si consigues un poco de fécula o almidón de maíz, también conocido como maicena: en un recipiente mezcla dos partes de maicena con una de agua. Es decir, si colocas dos tazas de maicena, agrega solamente una taza de agua. Disuelve todo muy bien hasta que desaparezcan los grumos. Inmediatamente notarás algo peculiar de esta solución: si intentas mezclarla muy rápido, encontrarás una resistencia tremenda, pero si lo haces lentamente esa resistencia disminuye. Los fluidos dilatantes se comportan de esta manera debido a la organización de las moléculas disueltas (el almidón en este caso) en el solvente (agua). Cuando los gránulos de almidón no están sometidos a ninguna fuerza se distribuyen más o menos uniformemente en la mezcla, pero cuando se aplica una fuerza brusca sobre el fluido, los gránulos de almidón se empacan muy cerca entre sí haciendo que este líquido se comporte como un sólido por una fracción de tiempo. Considerando lo anterior podemos concluir que el comportamiento de los dilatantes depende de la concentración de moléculas en una solución, y en efecto, es así. En el siguiente vídeo de ICBIScience, Santiago López te muestra cómo preparar un fluido no newtoniano con fécula de maíz y agua.

Esta mezcla exhibe muy bien sus propiedades no newtonianas cuando las cantidades de maicena son el doble que de agua, sin embargo las proporciones pueden ser variables, ¿qué crees que suceda si aumentas la cantidad de maicena con respecto a la de agua? ¿y si aumentas la cantidad de agua en la solución? Una parte fundamental de la ciencia es la experimentación, así que si decides realizar este sencillo experimento comparte con nosotros las cantidades de maicena y agua que utilizaste, así como los resultados que obtuviste.

Las propiedades de los fluidos dilatantes han intentado aprovecharse para construir chalecos antibalas, pues con materiales de este tipo podría absorberse la energía de impacto de un proyectil, minimizando con ello el posible daño físico ante un ataque con armas de fuego.

Los fluidos no newtonianos son muy interesantes y sus aplicaciones industriales son diversas: desde la tecnología de alimentos hasta la industria petrolera; de la medicina a la fabricación de pinturas líquidas… ¡del atole de fécula de maíz, a un sistema que se comporta igual que las arenas movedizas!

Nota: Si preparas tu fluido no newtoniano puedes almacenarlo uno o dos días antes de que empiecen a crecer colonias bacterianas en él. Cuando lo deseches no lo tires en ninguna tubería, pues los gránulos de almidón se sedimentarán y como consecuencia tendrás tuberías obstruidas muy difíciles de destapar. Para desechar esta mezcla puedes hacer dos cosas: (i) colocarlo en una bolsa de plástico y depositarlo así en la basura o (ii) embarrarlo sobre una superficie, esperar a que esté completamente seco y luego rasparlo, puedes ahora desecharlo en la basura como polvo o como pedazos sólidos. ¡Que te diviertas con tu fluido no newtoniano!

Agradecemos al Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Morelos, quien nos permitió acercarnos a los niños y jóvenes mediante la actividad de los fluidos no newtonianos durante la 7ª Jornada de Ciencia y Tecnología y quienes tomaron la fotografía que encabeza al presente texto.

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Acerca del autor

Gustavo Rodríguez Alonso es estudiante del doctorado en ciencias bioquímicas de la UNAM. Su proyecto está enfocado en el estudio de los genes que controlan el desarrollo de la raíz en las plantas cactáceas. Puedes encontrarlo en twitter como @RodAG_

Santiago López Pendás es el creador de ICBIScience, puedes encontrarlo en twitter como @YPendas y en Vine como Yago Pendas.

¡Recórranlo 100 millones de años!: las angiospermas surgieron antes de lo que creíamos.

¡Les presentamos el polen fosilizado más viejo encontrado hasta la fecha! El descubrimiento realizado en Suiza y que “ha esperado” 240 millones de años para ver la luz, nos ha cambiado nuestra línea del tiempo y ha puesto la evolución de las plantas con flores 100 millones de años antes de lo que creíamos. Lo suficiente como para mandar a editar unos cuantos libros de texto.

Las angiospermas, o plantas con flores, evolucionaron de ancestros ya extintos de plantas relacionadas con las coníferas, ginkgos, cicadas y helechos, que en general las podemos englobar como gimnoespermas (plantas con semilla desnuda).

Los fósiles más antiguos que podemos encontrar de las plantas con flores normalmente son los granos de polen, los cuales se producen en los sacos polínicos de los estambres de las flores. Debido a su composición, su tamaño y la cantidad en la que se producen, es más fácil encontrarlos en el registro fósil que encontrar fósiles de plantas o flores.

Actualmente se tenía una secuencia ininterrumpida de polen proveniente de flores desde el Cretácico tardío (140 millones de atrás) por lo que generalmente se asumía que las primeras plantas con flores habían evolucionado alrededor de ese tiempo. Sin embargo, el nuevo descubrimiento implica que las flores podrían haberse originado en el Triásico tardío (entre 252 a 247 millones de años atrás) o posiblemente antes.

Este descubrimiento viene a ayudar a los muchos estudios que han intentado estimar la edad de las angiospermas usando herramientas moleculares que, hasta ahora no han tenido consenso ya que, dependiendo de los datos y los métodos, los estimados las colocaban entre el Triásico y el Cretácico. (Seguramente ya habrá algunos investigadores haciendo llamadas a sus colegas para decirles el clásico: “¡Te lo dije!”) Hay que tomar en cuenta que cuando alguien estudia a los organismos del pasado con base en los datos moleculares, nunca se puede tener la última palabra si no existe la evidencia fósil. “Es por eso que el presente descubrimiento del polen similar al de las flores del Triásico es significativo”, comentó Peter Hochuli, investigador de la Universidad de Zurich y autor del descubrimiento.

El descubrimiento se realizó estudiando dos núcleos de perforación que se tomaron en Weiach y Leuggern, lugares que se encuentran en el norte de Suiza. En ellos se encontraron los granos de polen fosilizados y las imágenes se tomaron mediante microscopía confocal de barrido láser.

La apariencia de estas plantas, por ahora, será un misterio. Sin embargo, podemos imaginar que la zona en la que fueron encontrados se hallaba en los subtrópicos y en una zona seca. De igual forma, gracias a la estructura del polen, se puede sugerir que estas plantas eran polinizadas por escarabajos ya que, para que la Tierra viera abejas, aún faltaban 100 millones de años.

Fuentes:

Nota de la Universidad de Zurich | Artículo en Frontiers in Plant Science: Plant Evolution and Development | Nota en el blog de Historias Cienciacionales 

Sí hay una relación entre la anatomía del cráneo y el caminar en dos patas

Es hora de levantarse. Pasan los obligatorios 5 minutos extra de sueño, ruedas a un extremo de tu cama, te levantas sobre tus dos piernas y comienzas a caminar. Tu día ha comenzado. Para nosotros, como para otros animales, caminar sobre dos patas es un acto natural, pero los antropólogos y demás estudiosos del tema han pasado años haciéndose preguntas como: ¿existe alguna relación entre la bipedestación y la anatomía del cráneo? Esta vez, un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Texas ha confirmado que el foramen magno, un agujero en la base del cráneo que conecta con la espina dorsal, está relacionado con la bipedestación.

El foramen magno ha sido explicado como una adaptación para mantener el balance de la cabeza encima de la columna vertebral durante el caminar en dos patas. En el caso de los humanos, este agujero se localiza paralelo al suelo en la base del cráneo, mientras que en el caso de los chimpancés y otros mamíferos, se encuentra más hacia la parte posterior del mismo, en ángulo oblicuo, en tanto que la espina está posicionada un poco más hacia atrás de la cabeza.

Para este estudio, los investigadores midieron la posición del foramen magno en 71 especies de tres grupos de mamíferos: marsupiales, roedores y primates. Al comparar la posición del agujero, fueron capaces de descartar otras posibles explicaciones para el foramen, como las diferencias en el tamaño del cerebro. De acuerdo con los resultados, la posición del foramen magno paralelo al suelo no es exclusivo de humanos, sino también en otros animales como el jerbo o el canguro.

Como uno de los pocos rasgos craneales relacionados con la locomoción, la posición del foramen magno es una característica importante para el estudio de la evolución humana. De hecho, los investigadores mencionaron que ahora que se sabe que el agujero es característico de los mamíferos que caminan en dos patas, se podrá asegurar que los fósiles que los presenten también caminaban en dos patas.

Fuentes:

Artículo original en ScienceDirect | Nota de la Universidad de Texas en Austin | Nota en el blog de Historias Cienciacionales

El factor de impacto, DORA y quienes hacemos ciencia

Por lo general, un grupo de laboratorios con temas en común nos reunimos una hora a la semana para que alguien exponga los avances de su investigación y los demás hagamos preguntas o sugiramos análisis. Hace poco cambiamos la rutina: nadie presentó su trabajo. Nos sentamos a hablar acerca del factor de impacto de las revistas científicas en donde se publica la ciencia y la fuerte crítica que recientemente se ha hecho de esto.

El factor de impacto de las revistas científicas (JIF por su siglas en inglés) es un indicador que cuantifica el promedio de citas académicas realizadas a cada uno de los artículos de una revista científica durante los últimos años. Su propósito original, cuando en 1953 lo propuso un bibliotecólogo, era ayudar a las bibliotecas a escoger a qué revistas científicas suscribirse. Sin embargo, su uso derivó en que hoy se utiliza para comparar el desempeño académico de personas e instituciones. Así, la suma de cuántos artículos y el factor de impacto de las revistas en donde éstos se publicaron, puede ser el elemento principal al examinar un CV y decidir si contratar a una persona u otra, o para resolver si asignar más o menos presupuesto a tal o cual Facultad dentro de una Universidad.

Pareciera que utilizar el factor de impacto sería una salida pragmática y hasta cierto punto objetiva para evaluar el desempeño de investigadores e instituciones. Sin embargo, en el último par de años diversos miembros de la comunidad científica han señalado varios problemas y consecuencias negativas de utilizar el factor de impacto para tal efecto. El descontento derivó en la formación de la Declaración de San Francisco sobre la Evaluación de la Investigación (DORA, por sus siglas en inglés) en diciembre del 2012. La declaración fue firmada originalmente por 155 académicos y 82 instituciones y editoriales de revistas científicas. Entre éstas se incluyen The American Association for the Advancement of Science (la editorial de Science), Proceedings of The National Academy Of Sciences entre otras. Al 27 de octubre del 2013 la lista de firmantes incluía 9,596 individuos y 409 instituciones.

De acuerdo con la DORA y diversos estudios (ver referencias al final), el factor de impacto no es una buena medida del desempeño científico, entre otras cosas, porque:

(A) Existen graves sesgos en cómo se distribuyen las citas bibliográficas dentro de las revistas científicas [1-3];

(B) El factor de impacto depende del campo de estudio.  Varía de acuerdo con el tamaño de la comunidad científica enfocada en un campo en particular, con la velocidad con la cual es posible publicar artículos de investigación en ese campo, con cuántos artículos tipo revisión se publican y con otros factores que varían dependiendo de la disciplina de estudio [1, 4];

(C) El factor de impacto puede ser manipulado por las políticas de publicación de las revistas [5] (por ejemplo dando preferencia a la publicación de revisiones en temas populares, pues esto genera citas más rapidamente);

(D) Los datos (es decir la relación de citas) y el método exacto con los cuales cada revista calcula su factor de impacto no son transparentes ni están disponibles al público [4,6,7].

Las consecuencias que esto puede tener para la ciencia no son evidentes, pero sí pueden ser importantes. Por ejemplo, Bruce Alberts, el editor en jefe de la revista Science comentó que el mal uso del factor de impacto está llevando a que los y las científicas se enfoquen en “la ciencia del yo también”, es decir, en realizar investigación en campos donde ya hay mucha gente trabajando, y por ende realizando citas, en vez de proponer ideas arriesgadas pero potencialmente innovadoras sólo porque para desarrollar este tipo de proyectos se requiere de un tiempo largo sin poder generar resultados que publicar. Otro problema es que las propias revistas pueden sesgar lo que eligen publicar hacia campos que generan más citas (como es la tendencia en la investigación biomédica), en vez de a otros campos que también generan resultados importantes, por ejemplo, las ciencias sociales y la ecología [8].

Lo que la DORA propone para evitar el problema que el mal uso del factor de impacto puede causar son 18 recomendaciones dirigidas a investigadores, instituciones, agencias de financiamiento, organizaciones que realizan las mediciones y editoriales científicas. En resumen, las sugerencias son:

 a) eliminar el uso de métricas basadas en el factor de impacto de una revista como método para decidir a quién brindar financiamiento y promociones;

 b) evaluar la investigación por sus méritos propios, en vez basarse en el prestigio de la revista en donde se publicó;

 c) Aprovechar las ventajas que ofrece la publicación en línea (como relajar el límite de palabras y referencias); y

 d) explorar indicadores de impacto alternativos

La versión completa de las 18 recomendaciones se encuentra en la página de DORA y merece una lectura.

Me parece que independientemente de si se está de acuerdo o no con todos los puntos de la declaración, el factor de impacto y la forma en la que se evalúa la ciencia amerita discutirse por la comunidad editorial científica y por quienes hacemos ciencia. De hecho, mi objetivo al escribir esto es invitar a quienes forman parte de un grupo de investigación a que discutan este tema con sus colegas.

Nosotros lo discutimos en un bloque libre en nuestro calendario de seminarios, y obtuvimos como resultado una gama de opiniones bastante diversa e interesante. Para facilitar la discusión nosotros comenzamos por resumir en una presentación de 25 minutos el artículo que LabTimes publicó al respecto; las recomendaciones de la DORA; los indicadores alternativos como el índice-H, Altmetric e ImpactStory; este artículo que compara el factor de impacto, la revisión post-publicación y el número de citas; y las columnas, editoriales y especiales que se publicaron en Science, Genetics y Nature. Vale la pena organizar que 3 o 4 voluntarios o voluntarias preparen la presentación, de esta manera el resto de la comunidad puede unirse a la discusión incluso si no tuvo tiempo de leer todo el material.

¿La ciencia se evaluará de forma distinta en un futuro cercano? ¿Qué implicaciones tendrá la manera en que la ciencia se fomenta y evalúa en cada país? La historia dirá (‘y probablemente mienta’, hubiera dicho el biólogo evolutivo Godfrey Hewitt en una de sus frases célebres al tocar temas políticos). Pero por lo pronto, me parece que las instituciones y la comunidad científica de México debemos unirnos a la discusión y reflexión internacional sobre el tema.

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Referencias

1. Adler, R., Ewing, J., and Taylor, P. (2008) Citation statistics. A report from the International Mathematical Union. www.mathunion.org/publications/report/citationstatistics0
2. Seglen, P.O. (1997) Why the impact factor of journals should not be used for evaluating research. BMJ 314, 498–502.
3. Editorial (2005). Not so deep impact. Nature 435, 1003–1004.
4. Vanclay, J.K. (2012) Impact Factor: Outdated artefact or stepping-stone to journal certification. Scientometrics 92, 211–238.
5. The PLoS Medicine Editors (2006). The impact factor game. PLoS Med 3(6): e291 doi:10.1371/journal.pmed.0030291.
6. Rossner, M., Van Epps, H., Hill, E. (2007). Show me the data. J. Cell Biol. 179, 1091–1092.
7. Rossner, M., Van Epps H., and Hill E. (2008). Irreproducible results: A response to Thomson Scientific. J. Cell Biol. 180, 254–255.
8. Alberts, B. (2013). Impact Factor Distortions. Science 340, 787–787.

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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 deficiencia del ácido fólico puede afectar a tus tataranietos

Cuando una mujer planea tener un hijo, los médicos le recomiendan que unos meses antes de la concepción y durante el embarazo consuma ácido fólico, una vitamina del complejo B necesaria para la formación de proteínas estructurales. Y es que un aporte antes y durante previene malformaciones en placenta y en el producto, mientras que la deficiencia causa problemas severos de salud, como que el producto presente defectos cardiacos o espina bífida, malformación congénita donde la médula espinal queda sin protección ósea. Sin embargo, un estudio ha demostrado que esta deficiencia no se limita a la descendencia inmediata, ya que la mutación en un gen necesario para el metabolismo del ácido fólico puede tener efectos en muchas generaciones siguientes.

Los investigadores de la Universidad de Cambridge y la de Calgary, en Reino Unido y Canadá, respectivamente, utilizaron ratones debido a que metabolizan el ácido fólico como nosotros y porque la deficiencia de esta vitamina o las mutaciones en los mismos genes relacionados con la misma resultan en anormalidades del desarrollo similares a las nuestras. Con esto, exploraron cómo los mecanismos moleculares de la deficiencia del ácido fólico impactan en el desarrollo y causan problemas de salud.

Los ratones del estudio presentaban un gen mutado llamado Mtrr, el cual es esencial para la progresión normal del ciclo del ácido fólico. Esto significa que al estar mutado, el metabolismo de esta vitamina es anormal y genera los mismos problemas de salud que si la dieta fuera pobre. Los investigadores observaron que cuando el abuelo o abuela materna tienen esta mutación, sus nietos genéticamente normales presentaban riesgo de un amplio espectro de anormalidades en el desarrollo. Dichas anormalidades también fueron vistas en la cuarta y quinta generación de ratones. En otro experimento, los investigadores transfirieron el embrión de la tercera generación a una hembra sana. Aquí observaron que dichas anormalidades del desarrollo no se transmitieron de manera genética. En cambio, los defectos resultaron de cambios epigenéticos que fueron heredados.

Los autores del trabajo han hipotetizado que, por alguna extraña razón, algunas de las marcas epigenéticas causadas por la mutación del gen Mtrr escapan de esta eliminación normal y son heredadas a la siguiente generación. Si las marcas epigenéticas que regulan los genes importantes para el desarrollo son heredadas, entonces estas generaciones pueden desarrollar anormalidades como resultado de genes defectuosos que se prendieron o apagaron (es decir, se expresaron o silenciaron).

Esta investigación muestra que el padecimiento puede ser heredado por medios epigenéticos más que por genéticos, lo que tiene enormes implicaciones médicas. Además, factores ambientales que tienen influencia sobre patrones epigenéticos, como la dieta, también puede tener efectos a largo plazo, en este caso, multigeneracionales. ----------- Fuentes: Artículo original en Cell | Nota en ScienceDaily | Nota en el blog de Historias Cienciacionales

Reventando al VIH

 

El virus de inmunodeficiencia humana (VIH) destruye al sistema inmune del hospedero matando a las células encargadas de luchar contra la infección, dando la posibilidad de padecer el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA).

Combatir este virus en humanos ha sido uno de los grandes retos a los que se han enfrentado los médicos y científicos contemporáneos ya que, la manera frecuente en la que muta, vuelve difíciles los esfuerzos que se realizan para elaborar un medicamento eficaz. Sin embargo, un equipo de la Universidad de Drexel está intentando adelantársele al virus creando un microbicida que tiene la capacidad de reventarlo.

El nombre del microbicida es “Inhibidor de la Entrada Virolítica de Acción Dual” o en sus siglas en inglés “DAVEI”, el cual representa lo último de una nueva generación de tratamientos contra el VIH, destruyendo al virus sin dañar a las células saludables. Lo que la distingue de los otros tratamientos: su diseño, especificidad y alta potencia.

El equipo de investigadores desarrollo y diseño una proteína quimérica recombinante; una molécula ensamblada con piezas de otras molecular y diseñada con el propósito específico de luchar contra el VIH.

La idea de crear a DAVEI viene de diseñar una molécula capaz de “secuestrar” la maquinaria de fusión del virus; las herramientas que usa para engancharse y atacar a una célula saludable y usarlas para que se autodestruya.

“Nosotros hipotetizamos que un papel importante de la maquinaria de fusión es abrir la membrana viral cuando se activa y se deduce que lo que la activa no necesariamente es una célula condenada, por lo que visualizamos formas particulares en las cuales los componentes de la maquinaria de fusión viral funcionan y diseñamos una molécula que la activa de forma prematura”, comentó Cameron Abrams, investigador principal del proyecto.

DAVEI se compone de dos ingredientes principales. Una “Región Proximal de Membrana Externa” (MPER), que es una pieza de la maquinaria de fusión e interactúa fuertemente con membranas virales y la otra se conoce como “cyanovirina”, la cual se une a la capa de azúcar de la punta de la proteína. Juntas en DAVEI, ajustan la maquinaria de fusión de modo que imitan las fuerzas que "siente" el VIH cuando se engancha a una célula, lo que provoca que se activen las señales del VIH para infectar y ¡PLOP! el material genético se libera y nada se infecta.

Los investigadores desarrollaron DAVEI usando proteínas recombinantes diseñadas y usaron pseudovirus de VIH-1 para demostrar que es posible la ruptura física y la inactivación irreversible de las partículas del virus.

Cabe mencionar que los investigadores aún no tienen completamente claro las bases físicas precisas de la acción virolítica. Sin embargo, el equipo continuara trabajando para obtener un mejor entendimiento de todo el proceso.

Fuentes:

Artículo en American Society for Microbiology: Antimicrobial Agents and Chemotherapy | Nota en la Universidad de Drexel | Video corto de la Universidad de Drexel que explica el funcionamiento de DAVEI | Si te interesa el tema, también recomendamos un post de Historias Cienciacionales acerca de como el VIH mata a las células inmunes | Y otro post acerca de cómo se inició el uso del análisis filogenético en juicios por infección de VIH | Nota en el blog de Historias Cienciacionales

La luz artificial y el ruido vehicular tienen efecto sobre los ritmos biológicos de los mirlos

 

El ruido del tránsito de vehículos y el alumbrado nocturno provoca que los pájaros del centro de la ciudad de Lipsia, Alemania, sean activos cinco horas más temprano en la mañana, comparados con los pájaros que habitan áreas más naturales, esto de acuerdo a una investigación realizada por investigadores del Helmholtz Centre for Environmental Research.

El grupo interdisciplinario eligió al mirlo (Turdus merula), como modelo para la investigación. Este pájaro habitante del bosque, se adaptó a las condiciones de la ciudad desde el siglo XIX, donde ahora es un residente común. Durante 15 semanas de las primaveras del 2011 y 2012, se obtuvo información sobre el canto de los mirlos desde la 1:30 am hasta el amanecer. El estudio cubrió un área de 215 hectáreas, lo que incluyó un gradiente urbano de 3 km, que se extiende desde el centro de la ciudad, a través de un parque, hasta el bosque inundable. Además, los investigadores utilizaron información de estadísticas oficiales para calcular la distribución del alumbrado artificial y los niveles de ruido.

El análisis de los datos mostró que mientras más brillante es la noche, más temprano comienzan los pájaros a cantar. Esta relación corresponde a bajos niveles de luz artificial, pero parece ser que alcanza un umbral, que de ser superado, no llevará a un canto aún más temprano. Pero ¿por qué cantar más temprano? El ruido del tránsito vehicular enmascara el canto de los pájaros macho, normalmente utilizado para marcar y defender su territorio. Por tanto, parece ser que los pájaros prefieren cantar más temprano, debido a que a esa hora los niveles de ruido son bajos, y así pueden defender su territorio en el centro de la ciudad. Un dato interesante es que existe una diferencia grande en el inicio del canto matutino cuando es la temporada de apareamiento. Los autores mencionan que esto se puede deber a que una vez que los territorios y las parejas están establecidas, la necesidad de un canto se ve reducido. Otra posibilidad es la cantidad de horas dormidas en esta época.

Se han hecho muchos estudios sobre la contaminación del aire, la sonora y del agua, pero poco se ha hecho con la contaminación lumínica. Este estudio combina los efectos del ruido vehicular y la luz artificial, factores que causan estrés en humanos y, como se ha visto, en pájaros. Los investigadores apuntan a que los ritmos biológicos no sólo se ven afectados en las ciudades, sino también en las áreas vecinas. Con el crecimiento de la población y de la urbanización, es probable que el problema se exacerbe en muchas regiones del planeta.

Fuentes:

Artículo original en PLoS One (libre acceso)  | Nota del Helmholtz Centre for Environmental Research | Nota en el blog de Historias Cienciacionales

Zombis de la naturaleza (I)*

"Atrapados en su propia casa, tú y tu familia escuchan el terror y caos que se vive en las calles. Hace tan sólo una semana comenzaron a salir en las noticias los reportes de extraños casos de personas infectadas con un nuevo virus. Ahora, lo que te parecía un rumor totalmente ajeno se encuentra justo afuera de tu puerta. Al principio fueron sólo incidentes aislados y lejanos: personas que perdían la cordura y atacaban a cualquier desafortunado que se encontraran. Pero, a los pocos días, pequeños pueblos se perdieron. Después, ciudades enteras.

Los pocos sobrevivientes se esconden con la esperanza de que llegue algún tipo de ayuda. Ustedes han sido discretos en extremo, evitando cualquier descuido que pueda delatar su presencia. Sin embargo, hoy es la excepción. En un momento de torpeza, alguien se acercó demasiado a la ventana con la lámpara de gas encendida. Fue tan sólo un instante breve pero suficiente para dejar de pasar desapercibidos. Pronto, los zombis se amontonan en tu entrada mientras el pánico germina en cada uno de ustedes."

La narración anterior bien podría ser parte de una novela de ficción sobre muertos vivientes, personajes que se han ganado su lugar en la cultura popular por la fascinación y curiosidad que nos provocan. Aunque para nosotros una invasión zombi permanece como un escenario meramente fantástico, para muchos animales es una realidad cotidiana. Es cierto que pensar en zombis de la naturaleza puede resultar absurdo pero basta recordar que, a diferencia de otros monstruos que se levantan de sus tumbas como las momias o los vampiros, estos seres se distinguen por su falta de voluntad propia, característica que comparten los organismos zombificados.

Grillos que se suicidan, arañas que tejen redes extrañas, hormigas que deambulan por la selva y ratas que le pierden el miedo a los gatos son sólo algunos de los abundantes ejemplos que existen de animales infectados cuya conducta es manipulada por parásitos. Cual titiritero que agita los hilos de sus marionetas, los parásitos —virus, hongos, avispas y gusanos, entre otros más— modifican el comportamiento de sus anfitriones para su propio beneficio. El objetivo más común es llegar a un ambiente donde puedan seguir desarrollándose o entrar a otro hospedero para completar su ciclo de vida.

Muchos de estos ejemplos fortalecen la idea que el teórico evolutivo Richard Dawkins expone en su libro "El Fenotipo Extendido": el fenotipo, las características observables en un organismo —desde formas o coloraciones hasta conductas específicas— que son resultado de la interacción entre los genes y el ambiente, podría tener efectos que van más allá del mismo individuo.

Es decir, las conductas que adquieren los animales zombi no son producto de sus propios genes, sino del parásito que vive dentro de ellos. No es la hormiga la que deambula por el suelo selvático; es el hongo que la infecta quien lo hace. Algo parecido ocurre en las películas de muertos vivientes. ¿Son los zombis en realidad seres conscientes o el mero reflejo del parásito que los invade?

Fuentes: Artículo que explora el papel del fenotipo extendido en el parasitismo | Nota en el blog de Historias Cienciacionales.

*Esta nota es la primera de varias que conformarán la serie "Zombis de la naturaleza".

Moléculas de fotones: un estado de la materia nunca antes visto

Un grupo de investigación del Centro para Átomos Ultrafríos, conformado por investigadores de la Universidad de Harvard y del MIT, han logrado unir fotones para formar moléculas con ellos. Con esto, lograron crear un estado de la materia que, hasta ahora, se consideraba únicamente teórico. Por muchas décadas, los fotones se habían descrito como partículas sin masa y sin interacción entre sí. Sin embargo, las “moléculas fotónicas”, nombre con el que se les ha descrito, se comportan de forma distinta, interactuando con tal fuerza entre sí que pareciera que tienen masa.

“No es una analogía poco apta comparar esto con las espadas láser”, comenta Mikhail Lukin, quien co-dirige la investigación por parte de la U. de Harvard. “Cuando estos fotones interactúan entre sí, se empujan y se repelen unos a otros. La física de lo que está pasando en éstas moléculas es similar a lo que vemos en las películas”.

Los investigadores encontraron esto mediante el bombeo de átomos de rubidio a una cámara de vacío, y usaron el láser para enfriar la nube de átomos a una temperatura cercana del cero absoluto. Después, con el uso de pulsos de láser extremadamente débiles, lanzaron fotones individuales a la nube de átomos y, mientras esos fotones entraban a la nube, su energía excitaba a los átomos que se cruzaban en su camino, causando que el fotón se alentara dramáticamente. A medida que el fotón se movía a través de la nube, esa energía se pasaba de átomo a átomo y eventualmente salía de la nube con el fotón.

“Cuando el fotón salía del medio, su identidad se preservaba. Es el mismo efecto que vemos con la refracción de la luz en un vaso de agua: la luz entra al agua, le brinda un poco de su energía al medio y dentro existe como luz y materia de forma acoplada pero, cuando sale, sigue siendo luz. Lo que pasa en nuestro caso es un poco más extremo: la luz reduce su velocidad considerablemente y la energía que se da es mucho mayor que la refracción”, comenta Lukin.

Cuando el equipo de investigadores disparó dos fotones a la nube, lo que les sorprendió fue verlos salir como una sola molécula.

La razón yace en un efecto llamado bloqueo de Rydber, el cual postula que cuando un átomo se excita, los átomos cercanos no pueden ser excitados al mismo grado.En la práctica, esto se traduce a que cuando dos fotones entran a la nube atómica, el primero excita al átomo, pero se mueve hacia adelante antes de que el segundo fotón pueda excitar a los átomos cercanos. El resultado: que dos fotones se jalen y empujen entre ellos a través de la nube mientras su energía se pasa de un átomo al siguiente.

Las implicaciones de este descubrimiento son gigantescas. Tanto, que nadie sabe sus implicaciones. Por lo pronto, se ha logrado superar un obstáculo de la computación cuántica: hasta ahora, construir un sistema que pudiese preservar información cuántica sólo podía lograrse con interacciones individuales entre quantas.

Sin embargo, los investigadores comentan que deben de mejorar el rendimiento, por lo que el descubrimiento aún se encuentra a nivel de prueba.

Finalmente, Lukin comentó, “Lo hacemos por diversión y porque estamos empujando las fronteras de la ciencia”.

Fuentes:

Fuente en la EurekAlert! | Artículo en Nature |  Nota en el blog de Historias Cienciacionales

¿De dónde sacas esas ideas?: Un mapa cerebral de la imaginación humana.

Cuando se te ocurre una mezcla nueva y original como, digamos, una gallina con cabeza de rinoceronte, ¿qué parte de tu cerebro estás utilizando? Esa es la pregunta que se hicieron investigadores de la Universidad de Darthmouth, liderados por Alex Schlegel, y para responderla tomaron mediciones de resonancia magnética de los cerebros de varias personas mientras imaginaban combinaciones de formas geométricas. Imagina un cuadro negro perfecto, un triángulo y un medio círculo. Únelos en una sola forma. Sigue pensando en esa forma. Ahora sepárala en sus componentes originales. El estudio de Schlegel y sus colegas muestra que con este aparentemente simple ejercicio estás activando por lo menos una docena de regiones en el cerebro, algo que ellos llaman un "área de trabajo mental". Algunas de las regiones más activas fueron aquéllas involucradas en el procesamiento de experiencias visuales y representaciones, como el córtex frontoparietal y el córtex occipital, y en la retención de la atención y la memoria.

Los investigadores también encontraron que esa red de regiones corticales y subcorticales cambiaba el centro de sus conexiones si se le pedía a los voluntarios que mantuvieran fijas las imágenes o que las manipularan. Cuando la tarea se trataba de mantener fija una imagen, las conexiones se concentraban en el lóbulo temporal medial, zona del cerebro relacionada con la memoria; cuando se trataba de manipularlas, adquiría más conexiones el precúneo, una zona relacionada con el procesamiento de información visuoespacial y la consciencia.

La idea de que para la imaginación se necesita la acción en conjunto de muchas zonas cerebrales se sospechaba desde hace tiempo. El estudio de Schlegel y sus colegas muestra que, por lo menos para la imaginación y manipulación de imágenes, esto es verdad. Tal vez el ejercicio que proponen no esté muy lejos de imaginar gallinas con cabeza de rinoceronte o reyes de cacahuate con narices de chocolate. Quizás esa área de trabajo mental sea la base para formas de imaginación más complejas, como las que se usan a la hora de escribir historias o pintar. Es muy probable entonces que los investigadores hayan dado con las regiones del cerebro donde nace la imaginación.

Y si hemos de creerle a George Bernard Shaw cuando dice que la imaginación es la base de la creación, o a Albert Einstein cuando dice que la imaginación es más importante que el conocimiento, entonces estos estudios pueden usarse en múltiples aplicaciones, como en el campo de la inteligencia artificial o en otras que todavía no hemos imaginado.

Fuentes:

Nota en The Huffington Post | Articulo original en Proceedings of the National Academy of Science | Regiones del cerebro que utilizamos al leer | Nota en el blog de Historias Cienciacionales

La percepción del tiempo difiere entre los animales

"¡Bzzzz!" Estás en un cuarto disfrutando de lo que sea que haces cuando estás encerrado "¡Bzzzzz!" y como si se tratase de un experimentos exitoso de Francesco Redi, una mosca parece materializarse de la nada y comienza a zumbarte en los oídos. Procedes a tomar alguna "¡Bzzzz!" revista o cualquier cosa que te facilite eliminarla pero tus intentos parecen nulos. ¿Será que la mosca reacciona muy rápido o tú actúas demasiado lento? La respuesta está en ambas opciones.

Una investigación internacional, en la cual participaron científicos de la Universidad Trinity Dublin, la Universidad de Edimburgo y la Universidad de St. Andrews, ha demostrado que la habilidad de los animales de percibir el tiempo está relacionada con su ritmo de vida.

La investigación demuestra que los animales de cuerpo pequeño con ritmos metabólicos rápidos, como la mosca que te molesta, perciben una mayor información por unidad de tiempo en contraste con los animales de metabolismos más lentos, como una ballena, la cual tiene un corazón que late seis veces por minuto. “Estos resultados sugieren que la percepción del tiempo ofrece una dimensión aún sin estudiar, en donde los animales pueden especializarse; existe un margen considerable para estudiar este sistema con más detalle. Estamos comenzando a entender que existe todo un mundo de detalles que sólo algunos animales pueden percibir y es fascinante pensar en cómo ellos podrían percibir un mundo diferente al nuestro”, comentó Andrew Jackson, investigador del estudio.

Por el momento, este descubrimiento nos hace pensar de su importancia en los animales. Pensemos en el primer ejemplo: tú contra la mosca. En este caso, para la mosca, las diferencias en la percepción del tiempo representan un límite decisivo entre la vida y la muerte. En el caso de un depredador contra su presa puede representar exactamente lo mismo.

Se ha demostrado que esta habilidad de percepción varía a través de los animales a causa de un fenómeno llamado “frecuencia de fusión del parpadeo crítico”, basado en la velocidad máxima de destellos de luz que un individuo puede ver antes de que la fuente de luz sea percibida como una constante. Esto es algo usado en la televisión, los cines y en las computadoras. Simplemente recuerden cómo se ve una televisión análoga detrás de una cámara e imaginen que esa es la manera en que los perros siempre la ven debido a que sus ojos se actualizan a un ritmo mayor que las pantallas análogas.

Los investigadores hicieron uso de este fenómeno para observar la variación en la percepción del tiempo a través de una amplia gama de animales, demostrando que los animales ágiles poseen una capacidad más refinada para percibir el tiempo a resoluciones mayores.

Esto nos enseña la impresionante habilidad de los animales pequeños para procesar esta información y nos deja pensando que, así como nosotros imaginamos a los ogros o gigantes moviéndose a velocidades lentas, esta es una realidad con la que viven las moscas todos los días.

Fuentes: Nota del Trinity College Dublin |  Artículo en Animal Behaviour | Nota en el blog de Historias Cienciacionales 

Las ratas también podemos reír

"Los humanos son más simpáticos de lo que creía. Al principio me sentía desdichada y, para ser franca, bastante atemorizada. Había escuchado rumores acerca de nosotras, las que nacemos en laboratorios: verdaderas historias de terror sobre cómo nos tratan en estos lugares. Sin embargo, el tiempo que he estado por acá me la he pasado de ma-ra-vi-lla”, comenta Petunia la rata de laboratorio.

Jaak Panksepp, el carismático doctor que parece estar a cargo aquí, observa a sus ratas con singular alegría. “Se asegura de que cada día de trabajo esté lleno de diversión. Ni siquiera parece que nos estén estudiando: el juego entre nosotras está más que permitido y, cuando nos aíslan del grupo, siempre hay una mano humana dispuesta a hacerte cosquillas”.

Desde la década de los noventas, Jaak y su equipo descubrieron que las ratas emiten un chillido ultrasónico único cuando juegan con sus compañeras o anticipan el momento del juego. “Pero lo que realmente me destornilla de la risa es cuando me cosquillean la nuca o la barriga”, añade Petunia. Esto es cierto: las ratas parecen reír más cuando juguetean con los humanos.

Para Jaak, investigador dedicado a estudiar las bases de las conductas emocionales, la risa de las ratas no es muy distinta a la de nosotros mismos. De hecho, al mapear el cerebro de varios roedores descubrió que, como en humanos, ciertas zonas asociadas al bienestar se prenden cuando se induce la risa. Es decir, esta expresión emocional también refleja una avalancha genuina de alegría.

No conforme con esto, Panksepp también investigó si la risa de sus ratas podía relacionarse con una actitud optimista. “¡Me acuerdo de ese experimento!”, exclama la rata Petunia. “Nos enseñaron a apretar una palanca de la que obteníamos comida si escuchábamos un sonido específico. Cuando oíamos otro sonido más agudo, significaba que pronto nos darían un choque eléctrico así que teníamos que apretar una palanca distinta para evitarlo”.

Una vez entrenadas, las ratas fueron separadas en dos grupos: a uno le harían cosquillas y al otro no. “Yo quedé en el grupo divertido, por supuesto. De pronto, todas escuchamos un tono ambiguo a los que ya conocíamos; era un sonido intermedio”. Para la sorpresa de los científicos, las ratas que habían sido sometidas al tratamiento de risa apretaron la palanca de comida. Aquellas que nunca sintieron las cosquillas prefirieron apretar la palanca que las salvaría de un posible martirio.

Con todos los datos que ha acumulado a través de los años, Jaak Panksepp se pregunta: si los animales también experimentan dolor, alegría, tristeza y risa, ¿podrían tener conocimiento de sí mismos y de su entorno? “Al fin y al cabo, poseemos las bases neurológicas a partir de las cuales se genera la conciencia”, concluye Petunia. "¿Quién dice que ustedes son los únicos seres conscientes?".

Fuentes:

¿Quieres ver cómo ríen este tipo de roedores? ¡Observa este video!

Artículos sobre la risa inducida en ratas, sobre porqué la risa en ratas es similar a la de los humanos y sobre cómo las ratas que ríen son optimistas. | Nota original en el blog de Historias Cienciacionales 

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