Primeros vuelos de un avión de combate sin tripulación

Tras darse a conocer oficialmente los primeros vuelos de prueba efectuados por el Taranis, un avión de combate sin tripulación, desarrollado en el Reino Unido, el proyecto está entrando en una fase de madurez.

La creación del Taranis, cuyo nombre hace referencia al dios celta del trueno, constituye un logro tecnológico muy ambicioso dentro del sector aeronáutico británico.

El Taranis es el resultado de un millón y medio de horas de trabajo a cargo de algunos de los mejores científicos e ingenieros del Reino Unido, repartidos en unas 250 empresas británicas de la vanguardia tecnológica.

El avión, que puede ser gobernado mediante control remoto por un piloto humano, no necesita ningún tripulante a bordo, y es capaz de llevar a cabo misiones de muy distinto tipo, incluyendo hacer incursiones en espacio aéreo enemigo, disuadir de seguir avanzando a pilotos de aviones del bando contrario, marcar blancos, y efectuar operaciones de espionaje o reconocimiento.

A su versatilidad y amplio radio de autonomía, hay que añadirle su buena capacidad para volar sin ser detectado.

Taranis volando de día. (Foto: © 2014 BAE Systems)

Taranis volando al crepúsculo. (Foto: © 2014 BAE Systems)

Taranis en una pista de despegue en Warton, Lancashire. (Foto: © 2014 BAE Systems)

Con el tamaño aproximado de un avión pilotado del modelo Hawk para entrenamiento militar, también de BAE Systems, el nuevo avión sin tripulación ha sido diseñado y fabricado mayormente por BAE Systems, Rolls-Royce, la División de Sistemas de GE Aviation (antes denominada Smiths Aerospace) y QinetiQ, trabajando en estrecha colaboración con militares y otro personal especializado del Ministerio de Defensa del Gobierno Británico. Aparte de esas empresas principales, otras muchas han hecho pequeñas contribuciones al proyecto.

Los primeros vuelos del Taranis se llevaron a cabo en 2013, pero no se han hecho públicos hasta bastantes meses después.

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Un coche inteligente detecta peatones de noche

Investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) ha desarrollado un nuevo sistema para coches que detecta peatones en la vía en condiciones de baja visibilidad. El sistema está compuesto de cámaras infrarrojas que captan el calor corporal.

El nuevo sistema de ayuda a la conducción utiliza las imágenes captadas en el infrarrojo lejano por dos cámaras térmicas para identificar la presencia de personas en su campo de visión. El objetivo es avisar al conductor de la presencia de peatones en la trayectoria del vehículo e incluso, en el caso de los coches con sistemas automatizados, llegar a frenar el automóvil.

“Con el modelo que se está utilizando en esta investigación se pueden detectar peatones a 40 metros, aunque esta distancia se puede ampliar si sustituimos la óptica por otra de mayor longitud focal”, explica uno de sus  diseñadores, Daniel Olmeda, del Laboratorio de Sistemas Inteligentes (LSI) de la UC3M.

La utilización de este tipo de sensores proporciona al conductor información que va más allá de la que podría percibir por sí mismo, algo especialmente útil en condiciones de baja visibilidad como las que se dan en la conducción nocturna.

“En esta situación, las cámaras sensibles en el espectro visible que ya incorporan algunos vehículos solo pueden emplearse en regiones alumbradas por los faros del vehículo, pero nuestro sistema no requiere ningún tipo de iluminación externa”, afirma este ingeniero. El rango de infrarrojo en el que opera se corresponde con la emisión de calor, lo que permite obtener imágenes en condiciones de total oscuridad.

El IVVI 2.0 (Vehículo Inteligente basado en Información Visual). (Foto: UC3M)

El funcionamiento del sistema, que se explica en un reciente artículo científico publicado en la revista Integrated Computer-Aided Engineering, se basa en nuevas técnicas de reconocimiento de patrones en imágenes.

“El algoritmo desarrollado discrimina la presencia de peatones según ciertas características de la silueta, porque hemos comprobado que el contorno de los objetos en imágenes infrarrojas presenta características de congruencia de fase que son invariantes a la temperatura y el contraste”, comenta el profesor Olmeda, que ha centrado su tesis doctoral en esta tecnología.

Este tipo de ingenio se podría instalar fácilmente en un vehículo comercial. De hecho, ya existen modelos de coches que incorporan cámaras en el espectro visible y “la integración de un sistema basado en el infrarrojo lejano no sería muy diferente”, según los investigadores. El sistema se ha desarrollado y probado a bordo del IVVI 2.0 (Vehículo Inteligente basado en Información Visual) de la UC3M.

En concreto, utilizan un tipo de sensor de infrarrojo, el microbolómetro no refrigerado, con el que han conseguido los mismos resultados que con otros sensores refrigerados más costosos. “La implantación generalizada de este tipo de sensores es viable y su producción en masa reduciría los costes de fabricación”, apunta Olmeda.

El IVVI 2.0, un coche real que se ha convertido en una plataforma para la investigación y experimentación de profesores y estudiantes de la Universidad, incorpora además otros sistemas de visión artificial que le permiten detectar otros vehículos, las líneas de la carretera, leer las señales de tráfico o avisar al conductor con un pitido si comienza a dormirse o advierte algún peligro en la circulación. No obstante, la interfaz de este tipo de sistemas sigue constituyendo un reto, según el coordinador del LSI, Arturo de la Escalera, profesor del departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática.

“Es importante estudiar cómo le llega la información al conductor”, porque conviene evitar las distracciones que una alarma o una pantalla podrían provocar al volante. “Trabajamos para unir la percepción externa y la interna, de manera que el sistema sepa si el conductor no ha visto algo y le avise solo de ese obstáculo”, explica.

Esta nueva generación de detectores también podría encontrar aplicaciones en el campo de la robótica, según los científicos. Este trabajo está financiado por los proyectos FEDORA de  la Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología (CICYT) y por el programa SEGVAUTO de la Consejería de Educación, Juventud y Deporte de la Comunidad de Madrid, que incluye investigadores de cinco universidades españolas y representantes de los principales fabricantes de coches que operan en España. (Fuente: UC3M)

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Descubren a un "hermano" del Sol

Se ha identificado como "hermano" del Sol a una estrella. Es la primera identificación de este tipo que se hace. Este primer hermano conocido es una estrella que casi con toda certeza nació de la misma nube de gas y polvo que nuestro Sol.

Los métodos usados en esta investigación pionera por el equipo del astrónomo Iván Ramírez, de la Universidad de Texas en la ciudad estadounidense de Austin, ayudarán a encontrar otros hermanos solares, lo cual podría llevar a un conocimiento mucho más detallado y revelador sobre cómo y dónde se formó nuestro Sol, y cómo nuestro sistema solar se convirtió en apto para la vida.

Además, existe la posibilidad de que estos hermanos del Sol puedan poseer planetas que alberguen vida. En sus primeros tiempos dentro del cúmulo estelar donde nacieron, ciertas colisiones de cuerpos no estelares pudieron arrancar trozos de planetas, y estos fragmentos podrían haber viajado entre los respectivos sistemas solares, muy cerca unos de otros en esa época, y quizá incluso pudieron ser responsables de traer vida primitiva a la Tierra. En ese sentido, los hermanos del Sol son candidatos importantes en la búsqueda de vida extraterrestre.


Ubicación de HD 162826 en el firmamento local. (Imagen: Iván Ramírez / Tim Jones / Observatorio McDonald)

El primer hermano identificado del Sol se llama HD 162826, y es una estrella un 15 por ciento más masiva que él, situada a unos 110 años-luz de distancia en la constelación de Hércules. La estrella no es visible a ojo desnudo pero puede ser contemplada fácilmente con unos prismáticos de baja potencia, no lejos de la brillante estrella Vega.

Una vez que se hayan identificado más hermanos solares, los astrónomos estarán un paso más cerca de saber dónde y cómo exactamente se formó el Sol. Para alcanzar dicho objetivo, los especialistas en dinámica prepararán modelos que reproduzcan los movimientos orbitales de todos los hermanos solares, pero hacia atrás en el tiempo, a fin de encontrar el punto donde se cruzan: su lugar de nacimiento.
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Confirman que Stonehenge fue construido por pobladores autóctonos

Después de haberse asumido que Stonehenge fue obra de pobladores provenientes de otra parte de Europa, los resultados de un nuevo estudio indican que los creadores fueron pobladores autóctonos.

La investigación indica además que esa zona, la de la localidad de Amesbury, es el lugar más antiguo del país, donde se puede decir que empezó la historia del mismo, y que es también el asentamiento humano de mayor duración continua en el Reino Unido.

La datación mediante radiocarbono de una excavación arqueológica realizada por el equipo del arqueólogo David Jacques, de la Universidad de Buckingham en el Reino Unido, muestra que la zona de Amesbury, que incluye Stonehenge, ha estado ocupada de forma continuada durante todos los milenios desde el año 8820 antes de Cristo.

Los resultados proporcionan por tanto el "eslabón perdido" entre el levantamiento de los primeros asentamientos identificados, entre los años 8820 y 6590 a. C., y la construcción de Stonehenge, cerca del año 3000 a. C. aproximadamente.

Los hallazgos proporcionan evidencias que sugieren que Stonehenge, en vez de ser visto como una nueva construcción neolítica en un paraje vacío, debería ser contemplado como la utilización a largo plazo de la zona por parte de los cazadores y constructores indígenas.

Stonehenge. (Foto: Amazings / NCYT / MAM)

Descubrimientos adicionales inesperados procedentes de la excavación desafían las definiciones previas de las culturas mesolítica y neolítica. La actividad de despejar la tierra para poder cultivarla, que anteriormente se creía formaba parte del "paquete agrícola" traído por los inmigrantes neolíticos del territorio continental de Europa en el quinto milenio a. C., parece que ya se llevaba a cabo en un área sustancial entre el 7500 y el 4600 a.C., una época durante la cual la cultura mesolítica había estado considerada como puramente nómada. El uso persistente del lugar durante casi 3.000 años, y el hecho de que muchas de las herramientas encontradas tuvieran un propósito doméstico en vez de para la caza encaja también con el hecho de que la gente vivía afincada allí generación tras generación. (Previamente se creía que no hubo ningún poblador propiamente dicho hasta el neolítico).
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Secuencian el genoma de la araña

Por primera vez en la historia, un grupo de investigadores daneses y chinos ha secuenciado el genoma de la araña. Esta información proporciona una base mucho más cualificada para estudiar las características de las arañas. También muestra que, sorprendentemente, los humanos compartimos ciertas similitudes genómicas con ellas.

El hecho de que la araña, con su atemorizante aspecto que históricamente hemos considerado digno de un monstruo, se parezca en algunos aspectos a los humanos es uno de los hallazgos más insólitos que se han hecho en el análisis inicial realizado tras la secuenciación del genoma.

El equipo de Kristian W. Sanggaard y Jesper S. Bechsgaard, de la Universidad de Aarhus en Dinamarca, y Xiaodong Fang, del BGI (la organización anteriormente conocida como Instituto de Genómica de Pekín), cuya sede principal está en la ciudad de Shenzhen, China, y a la que se considera el instituto de genómica más grande del mundo, trabajó con dos tipos de arañas, representando dos de los tres grupos principales en esa familia arácnida. Uno de ellos es una pequeña araña de las pocas que establecen comunidades, y la otra es una tarántula.

Las arañas son un magnífico ejemplo de éxito evolutivo duradero. Antes de los dinosaurios, que en su día dominaron el mundo, ya había arañas. Después de la extinción de los dinosaurios, sigue habiendo arañas.

Una tarántula. (Foto: Universidad de Aarhus)

La araña es un cazador formidable. Con la ayuda de su red, puede capturar presas que son varias veces más grandes que ella misma, y puede usar también su veneno para matarlas después. A muchos investigadores de todo el mundo les gustaría tener mayor información sobre cómo fabrica su seda de hilo delgado pero increíblemente fuerte, o sobre cómo funciona su veneno. Entendiendo estos mecanismos subyacentes, la comunidad científica podrá posiblemente aplicarlos a usos industriales, a largo plazo, para aplicaciones como fabricar biomateriales o desarrollar medicinas y pesticidas. Gracias a la nueva descripción detallada del genoma, la comunidad científica ha obtenido una herramienta mucho mejor que lo que tenían antes para estudiar a las arañas.
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Con tamaños pequeños, los dinosaurios evolucionaron más

En un estudio en el que sus autores han "pesado" a cientos de dinosaurios y han tenido en cuenta otras muchas de sus características, se ha llegado a la conclusión de que la disminución del tamaño de sus cuerpos pudo ayudar al grupo del que derivan las aves a continuar explotando nuevos nichos ecológicos a través de su evolución, y a alcanzar el enorme éxito que sus descendientes alados tienen hoy.

La investigación es obra de un equipo internacional, liderado por científicos de la Universidad de Oxford en el Reino Unido y el Museo Real de Ontario en Canadá.

El equipo de Roger Benson, de la Universidad de Oxford, estimó la masa corporal de 426 especies de dinosaurios, basándose en el grosor de los huesos de sus patas. Los científicos hallaron que los dinosaurios mostraron rápidos ritmos de evolución de su tamaño corporal poco después de su aparición, hace 220 millones de años. Sin embargo, éstos disminuyeron pronto su velocidad: sólo la línea evolutiva que llevó hacia los pájaros continuó cambiando el tamaño a este ritmo, y siguió haciéndolo durante 170 millones de años, produciendo una nueva diversidad ecológica no vista en otros dinosaurios.


El equipo dirigido desde la Universidad de Oxford ha estudiado cómo evolucionaron los dinosaurios de cada tamaño. Todo apunta a que la disminución de su corpulencia ayudó al grupo que desembocó en las aves a continuar explotando nuevos nichos ecológicos a lo largo de su evolución. (Imagen: Recreación artística de Julius Csotonyi)

La tendencia resultó especialmente remarcable en casos como el de los dinosaurios con plumas del clado Maniraptora. Estos incluyen al Velocirraptor, famoso desde su atemorizante recreación artística en la saga de "Parque Jurásico" (Jurassic Park), así como a otros dinosaurios aviarios, cuyo peso iba desde los 15 gramos hasta las 3 toneladas, y cuya alimentación era carnívora, herbívora, u omnívora.
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El primer inventario completo de todos los glaciares de la Tierra

Por primera vez, la humanidad dispone de un inventario completo de todos los glaciares de la Tierra. Ahora sabemos cuántos glaciares hay, dónde están, y cuáles son sus extensiones y volúmenes. En zonas habitadas cercanas a glaciares, es común que el deshielo parcial estacional de éstos constituya una fuente importante de agua potable, independiente de la aportada por la lluvia. Por otro lado, en muchos aspectos, los glaciares son como el "canario en la mina" en lo que se refiere al calentamiento global. Sus patrones de cambio pueden revelar el alcance real de dicho calentamiento en cada parte del globo donde haya glaciares.

Los perfiles digitales ahora disponibles permiten por vez primera efectuar cálculos fiables del desarrollo futuro de los glaciares, y por tanto sus contribuciones a la hidrología regional y a la elevación del nivel global de los mares.

Gracias a los esfuerzos de un equipo internacional que incluye a Tobias Bolch, un glaciólogo de la Universidad de Zúrich en Suiza, así como del Instituto de Cartografía de la Universidad Técnica de Dresde en Alemania, se han logrado cartografiar todos los glaciares del mundo. Esto permitirá ahora a los glaciólogos estudiar con una precisión sin precedentes el impacto de un clima cambiante sobre los glaciares de todo el mundo, y determinar la extensión total y el volumen de todos ellos.

El glaciar de Zhadang en el Tíbet, China. (Foto: Tino Pieczonka, Universidad Técnica de Dresde)

En conjunto, los glaciares cubren un área de aproximadamente 730.000 Kilómetros cuadrados, y poseen un volumen de unos 170.000 Kilómetros cúbicos. Bolch, Tad Pfeffer de la Universidad de Colorado en Estados Unidos, Graham Cogley de la de Trent en Ontario, Canadá, Frank Paul de la de Zúrich, y varias decenas de colegas suyos, han catalogado casi 200.000 glaciares, pero, tal como advierten, esta cifra cambia de manera constante, debido a la desaparición de bastantes glaciares pequeños o a la fragmentación de glaciares grandes.

La extensión total de los glaciares catalogados tiene el tamaño aproximado de Alemania sumada a Suiza y Polonia. Según algunos estudios, el volumen total correspondiente equivale a entre 35 y 47 centímetros de agua del nivel del mar, es decir, éste último aumentaría en esta cifra si los glaciares se fundieran por completo y toda su agua fuese a parar al mar. Esto es menos de lo que indicaban la mayoría de las estimaciones anteriores, y menos del 1 por ciento de la cantidad almacenada en las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida.

Sin embargo, el deshielo completo de los glaciares ajenos a dichas capas provocaría en bastantes partes del mundo desbordamientos de lagos, con las consiguientes inundaciones de terrenos agrícolas, pastizales o zonas edificadas. La rápida reducción del tamaño de los glaciares durante los pasados 20 años es también claramente reconocible en los Alpes y otras partes del mundo. En estos sitios, la disminución de los glaciares tiene asimismo un impacto negativo sobre la hidrología a escala regional y municipal, sobre los riesgos naturales, y sobre el sustento cotidiano de la población, en regiones montañosas poco húmedas. El conocimiento preciso de las reservas de agua y su futura evolución es por tanto vital para las autoridades locales que deban implantar medidas de mitigación tempranas.

En la confección de este inventario han trabajado más de 70 científicos de instituciones de 18 países, incluyendo Estados Unidos, Austria, Canadá, Noruega, Suecia y Reino Unido.
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Nuevas observaciones del misterioso elemento químico 117

Un equipo internacional, trabajando en el laboratorio alemán del acelerador GSI, ha creado y observado varios átomos del elemento superpesado cuyo número atómico (número total de protones que tiene su átomo) es 117. Las propiedades de semidesintegración medidas coinciden con datos anteriores, fortaleciendo la posibilidad de que el 117 sea reconocido pronto como un nuevo elemento. Los nuevos hallazgos obtenidos en el presente trabajo marcan un paso importante hacia la capacidad de observar núcleos superpesados de vida aún más longeva, como se espera que existan en la “isla de estabilidad” de los elementos superpesados.

La tabla periódica de los elementos se está poblando en el lado de sus miembros más pesados, como ilustra la obtención reciente de pruebas de la creación artificial del elemento 117 en el Centro Helmholtz para la Investigación de Iones Pesados, en Darmstadt, Alemania. El experimento fue puesto en marcha por un equipo internacional de químicos y físicos entre quienes figuran Christoph Düllmann, de ese centro y de la Universidad Johannes Gutenberg en la ciudad alemana de Maguncia, y Khuyagbaatar Jadambaa de la primera institución citada. El equipo incluye 72 científicos e ingenieros de 16 instituciones en Australia, Finlandia, Alemania, India, Japón, Noruega, Polonia, Suecia, Suiza, el Reino Unido y los Estados Unidos.

Los elementos con número atómico más allá del 104 son denominados elementos superpesados. Los que tienen una vida más larga deberían estar situados en un punto numérico conocido como "isla de estabilidad", donde deberían encontrarse núcleos atómicos con períodos de semidesintegración extremadamente largos.

El elemento 117, que fue descubierto por un equipo ruso-estadounidense, incluyendo científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, ha sido reproducido por un consorcio internacional. (Imagen: Laboratorio Nacional Lawrence Livermore)

Aunque no se han encontrado elementos superpesados en la naturaleza, pueden ser producidos mediante haces de núcleos atómicos acelerados y disparados hacia los núcleos objetivo más pesados que sea posible. La fusión de dos núcleos, un suceso muy infrecuente, produce ocasionalmente un elemento superpesado. Aquellos a los que actualmente podemos acceder generalmente existen sólo durante un corto tiempo.

Los primeros informes sobre el descubrimiento de un elemento con el número atómico 117 fueron presentados en 2010, por un equipo de científicos rusos y estadounidenses, con participación del Laboratorio Nacional estadounidense Lawrence Livermore, trabajando en el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear de Dubna, en Rusia, tal como los redactores de NCYT de Amazings informamos en nuestro artículo publicado el 12 de mayo de 2010. En aquella ocasión se produjeron seis átomos del elemento 117.

Dicho elemento aún no ha sido bautizado: Un comité formado por miembros de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC, por sus siglas en inglés) revisará estos nuevos hallazgos, junto con los originales, y decidirá si se necesitan experimentos adicionales antes de que se reconozca el descubrimiento del elemento. Sólo después de tal aceptación final los descubridores podrían proponer un nombre para él.

En los nuevos experimentos, los científicos bombardearon un blanco de berkelio mediante iones de calcio hasta que colisionaron y formaron el elemento 117. Éste se desintegró entonces, dando lugar a los elementos 115 y 113. Narek Gharibyan, Dawn Shaughnessy y Evgeny Tereshatov, del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, participaron en estos experimentos.
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Vitamina B3 de origen extraterrestre

Un nuevo análisis de las muestras de ocho meteoritos diferentes, ricos en carbono, de la clase conocida como condritas carbonáceas de tipo CM-2, ha revelado presencia en ellas de vitamina B3 en niveles que van desde las 30 a las 600 partes por millar de millones. La vitamina B3, también identificada como ácido nicotínico o niacina, es un precursor del NAD (nicotinamida adenina dinucleótido), el cual es esencial para el metabolismo y probablemente tiene un origen muy antiguo.

El equipo de Karen Smith, de la Universidad Estatal de Pensilvania, en el cual también han trabajado especialistas del Laboratorio Analítico de Astrobiología adscrito al Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA en Greenbelt, Maryland, todas estas entidades en Estados Unidos, encontró además otros ácidos piridinocarboxílicos en concentraciones similares, y, por primera vez, halló ácidos piridinodicarboxílicos.

Ésta no es la primera vez que se descubre vitamina B3 en meteoritos. En 2001, un equipo dirigido por Sandra Pizzarello, de la Universidad Estatal de Arizona en la ciudad estadounidense de Tempe, encontró vitamina B3 junto con otros ácidos piridinocarboxílicos en el Meteorito del Lago Tagish. En dicho meteorito, que cayó al citado lago helado canadiense en el año 2000, también se detectaron niveles récord de ácido fórmico en un estudio posterior publicado el 8 de julio de 2009. El ácido fórmico es un compuesto químico implicado en los procesos asociados al origen de la vida en la Tierra y probablemente en otros mundos.

En la antigüedad, la Tierra pudo recibir vitamina B3 de una fuente extraterrestre, concretamente meteoritos ricos en carbono, según las conclusiones a las que ha llegado el equipo de Smith en el nuevo estudio. Los resultados apoyan la teoría de que el surgimiento de vida en la Tierra pudo ser ayudado por un suministro de sustancias bioquímicamente fundamentales, creadas en el espacio y traídas a la Tierra por los impactos de cometas y meteoritos.


Residuo resultante de un experimento de laboratorio en el que se simularon las condiciones reinantes en el espacio interestelar. En el residuo se encontró vitamina B3 y otros compuestos relacionados con ella. El resultado de este experimento podría ayudar a explicar el origen de la vida en la Tierra. (Foto: Karen Smith)

Aunque la vitamina B3 podría haberse producido en la Tierra primitiva antes de la aparición de vida en ella, gana peso la idea de que un porcentaje importante de esa vitamina llegó del espacio en material asteroidal o cometario. El equipo de Smith ha realizado experimentos de laboratorio preliminares simulando las condiciones en el espacio interestelar, y los resultados indican que la síntesis de vitamina B3 y otros ácidos piridinocarboxílicos podría ser factible en granos de hielo.

Los científicos piensan que nuestro sistema solar se creó cuando una densa nube de gas, polvo y granos de hielo se derrumbó sobre sí misma como consecuencia de su propio campo gravitacional. El colapso hizo que se formasen grumos de hielo y polvo, los cuales se acumularon en grumos mayores, dando lugar a cometas y asteroides, algunos de los cuales chocaron entre sí quedando unidos, hasta conformar objetos del tamaño de la Luna u otros satélites, o planetesimales. Con el tiempo, algunos de estos cuerpos se fusionaron entre ellos conformando planetas.

El espacio en nuestra región del cosmos recibe bastante radiación de las estrellas cercanas, así como de fenómenos astrofísicos violentos desencadenados por regla general a mayor distancia, como por ejemplo explosiones de estrellas y la actividad de agujeros negros devorando materia. Esta radiación, en la infancia del sistema solar, pudo alimentar diversas reacciones químicas en la nube (nebulosa) de la que se formó el sistema solar, y algunas de esas reacciones químicas pudieron producir moléculas biológicamente importantes, como la vitamina B3.

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Secuencian y analizan el genoma de la trucha

Un equipo internacional ha secuenciado y analizado el genoma de la trucha, concretamente la especie Oncorhynchus mykiss, conocida popularmente como trucha arcoíris. Este logro constituye la primera publicación del genoma de un salmónido (la familia de los peces salmónidos abarca salmones y truchas). Esta secuencia descubre un nuevo escenario en la evolución del genoma en los vertebrados y abre nuevas perspectivas para la acuicultura.

La trucha arcoíris es una especie importante para la acuicultura en todo el mundo. La familia a la que pertenece esta especie es de gran importancia como recurso alimenticio.

El trabajo de secuenciación y análisis realizado por el equipo de Yann Guiguen, del  Instituto Nacional francés de Investigación Agronómica (INRA), brinda nuevas pistas sobre la evolución del genoma en los vertebrados. Las duplicaciones completas del genoma son eventos que moldearon profundamente el contenido y la estructura de muchos genomas, incluyendo el humano. Desafortunadamente, no se conocen bien los mecanismos subyacentes en la evolución de un genoma después de ocurrir dicha duplicación en los animales, y en particular los pasos que se producen durante las primeras decenas de millones de años tras la duplicación.

Truchas arcoíris. (Foto: © INRA / B. Nicolas)

Para esta clase de investigaciones, la trucha arcoíris es una especie de particular interés porque su genoma se duplicó por completo hace relativamente poco tiempo (unos 100 millones de años), en el ancestro común de todos los salmónidos actuales. La sorprendente conclusión de este estudio es que la evolución de los genomas en los vertebrados después de una duplicación completa es un proceso lento y gradual. Aunque han pasado 100 millones de años desde que ocurrió este evento, las dos copias permanecen bien conservadas. No sólo la estructura general de las dos copias se ha mantenido similar, sino que también el contenido de los genes está muy bien preservado, y muchos de los genes ancestrales todavía están presentes y son funcionales. Este resultado pone en duda la hipótesis comúnmente aceptada de que en la evolución de un genoma después de una duplicación completa se produce una rápida serie de cambios en su estructura y en el contenido de los genes.

Aceptación social de forasteras en colonias de avispas

Hormigas, avispas y seres humanos vivimos en sociedades muy complejas. La organización social humana comparte algunas características básicas con las de esos insectos sociales.

En un nuevo estudio, la bióloga Floria Mora-Kepfer Uy, de la Universidad de Miami en Estados Unidos, ha examinado la aceptación de congéneres sin parentesco en colonias de avispas sociales.

Concretamente, la especie estudiada ha sido la Mischocyttarus Mexicanus. Las colonias de esta avispa están compuestas exclusivamente por hembras y ellas toman decisiones sobre la composición de las colonias en función de las presiones sociales y ecológicas a las que están expuestas.

Mudarse a otra colonia es común durante el período inicial de establecimiento de colonias. Cuando una avispa intenta unirse a otra colonia, los miembros existentes en ella tienen que decidir si aceptan o rechazan a la recién llegada. Las avispas saben distinguir entre congéneres de su avispero (por lo general, emparentadas con ellas) y congéneres ajenas al avispero (por lo general sin ningún parentesco).

Avispas interactuando en un entorno social. (Foto: Floria Mora-Kepfer Uy, Universidad de Miami)

Para poder distinguir entre una compañera de colonia y una forastera, las avispas se valen de señales químicas que son específicas de cada colonia.

Si se acepta en una colonia a una forastera, puede que ésta se integre debidamente, actuando como una obrera más en la colonia. O también puede ocurrir que no se integre, actuando de manera egoísta y deshonesta, haciendo cosas como intentar asumir la función reproductiva dominante, que le corresponde a la reina legítima de la colonia, o tomando comida recolectada por sus nuevas compañeras sin ayudarlas en nada, o incluso canibalizando a las crías de la colonia. Aceptar a una forastera es por tanto una decisión que entraña ciertos riesgos. Las hembras intentan, por consiguiente, determinar en cada caso si los beneficios potenciales de tener ayuda adicional son más importantes en la actual situación de la colonia que los posibles daños que perpetre la forastera si resulta ser deshonesta.

A juzgar por los resultados del estudio, una avispa forastera tiene más probabilidades de ser aceptada por la comunidad si es joven que si es madura. Y una colonia lo bastante nueva, integrada en su mayor parte por avispas jóvenes, es más proclive a aceptar a una avispa forastera, en comparación con una colonia integrada en su mayor parte por avispas maduras. Probablemente, en la fase inicial de una colonia, recibir ayuda extra es lo más importante, mientras que cuando la colonia ya está consolidada, resulta más importante mantener las cosas tal como están y evitar riesgos innecesarios.
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¿Hacia las neveras domésticas con refrigeración magnética?

Un nuevo descubrimiento en el campo de la física podría llevarnos al aprovechamiento doméstico de una forma de refrigeración totalmente distinta a la convencional, lo que permitiría un aumento notable en la eficiencia de neveras, bombas de calor y otros aparatos que se fabricasen sobre la base de este fenómeno físico, y esta situación podría llegar quizá dentro de tan solo una década.

Un equipo de físicos y de expertos en ciencia de los materiales, dirigido desde la Universidad de Virginia en Estados Unidos, ha descubierto una ley universal que gobierna las propiedades magnéticas de los metaimanes, aleaciones metálicas que pueden experimentar grandes incrementos en la magnetización cuando se les aplica un pequeño campo magnético externo, como el procedente de un imán permanente o un electroimán modesto.

El equipo del físico Bellave Shivaram, de la Universidad de Virginia, ha descubierto que ese efecto magnético, que aparentemente pueden experimentar todos los metaimanes, no es lineal. Cuando estos metaimanes son colocados en un campo magnético inicial y éste es duplicado, multiplican por más de dos su fuerza magnética. Esto es importante ya que ofrece una forma muy eficaz de generar un campo magnético, lo bastante como para aprovecharlo en innumerables aplicaciones, algunas de las cuales no son viables para un uso doméstico con la tecnología convencional disponible. Entre estas últimas está la refrigeración doméstica.

El nuevo descubrimiento podría conducir a la fabricación de neveras domésticas con refrigeración magnética, una forma de refrigeración totalmente distinta a la convencional. (Imagen: Recreación artística por Jorge Munnshe en NCYT de Amazings)

La recién anunciada propiedad no lineal puede ser explotada de muchas maneras. Una aplicación muy útil de este tipo de magnetismo se encuentra en la refrigeración magnética. Ya hay dispositivos de refrigeración mediante magnetismo, pero básicamente están anclados a laboratorios y se usan para refrigerar a temperaturas bajísimas, mucho más bajas incluso que las de los congeladores industriales alimentarios. Entre otros componentes aparatosos y caros, emplean electroimanes superconductores. Obviamente, no sirven para refrigeración doméstica.

Pero recurriendo al aprovechamiento del nuevo hallazgo sobre esa propiedad de los metaimanes, la refrigeración magnética podría pasar a ser una tecnología doméstica más, abarcando bombas de calor (las cuales sirven para dotar de aire acondicionado a una vivienda en verano y de calefacción en invierno), neveras o heladeras y otros aparatos por el estilo.

Las neveras actuales se hallan entre los principales aparatos consumidores de energía en el hogar. Incluyen varias piezas móviles, que las hacen costosas de reparar, y pueden tener fugas de fluorocarbonos hacia la atmósfera, que pueden reducir la capa de ozono. Las neveras del futuro, utilizando metaimanes, tendrían menos piezas móviles, no necesitarían sustancias refrigerantes, y, muy probablemente, usarían menos electricidad.

En la investigación también han participado Brian Dorsey, hasta no hace mucho de la misma universidad, David Hinks, del Laboratorio Nacional de Argonne en Illinois, y Pradeep Kumar, de la Universidad de Florida, todas estas entidades en Estados Unidos. Se sigue trabajando en esta línea de investigación, y una incorporación reciente al equipo es la de Vittorio Celli, de la Universidad de Virginia.
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Perfumería bacteriana

Desde una fragancia de flores que parece traída por la brisa matinal, hasta el aroma de arándanos a punto de ser comidos, los perfumes que se perciben en el laboratorio de Shota Atsumi del Departamento de Química en la Universidad de California en la ciudad estadounidense de Davis, parecen fáciles de identificar, pero su origen no es el que podríamos suponer. Ni flores, ni bayas, ni otras de las fuentes tradicionales de esas fragancias son el origen de los aromas elaborados en el laboratorio. Los artífices de los olores son nada más ni nada menos que bacterias, modificadas para que realicen trabajos químicos de perfumería.

Concretamente, estas bacterias producen ésteres, que son sustancias ampliamente usadas para colonias y aromatizantes, así como también en procesos químicos para elaborar pinturas, combustibles y otros productos.

Infinidad de sustancias químicas industriales, desde aromatizantes artificiales hasta pinturas, derivan de combustibles fósiles. El equipo de Atsumi aspira a cambiar esta situación, desarrollando una vía, industrialmente útil, para elaborar productos equivalentes pero hechos a partir de recursos renovables.

En las fábricas convencionales, los ésteres se elaboran por vía química, mediante la reacción entre un alcohol y un ácido orgánico. Pero la termodinámica de esta reacción significa que tiende a funcionar en sentido contrario; es más fácil descomponer un éster que formarlo.

Gabriel Rodríguez, a la izquierda, y Shota Atsumi, con un cultivo de bacterias E. coli modificadas para que produzcan un éster de olor dulzón. (Foto: Andy Fell / UC Davis)

Las células vivas pueden también fabricar ésteres. Por ejemplo, las levaduras producen pequeñas cantidades de ésteres que les dan sabores al vino y la cerveza, sin requerir altas temperaturas o condiciones muy especiales.

En pocas palabras, la reacción es químicamente difícil pero biológicamente fácil.

Introduciendo el pequeño cambio adecuado a cada caso en la enzima usada, se cambia el tipo de éster que la bacteria produce.

El equipo de Atsumi, Gabriel Rodríguez y Yohei Tashiro tomó genes responsables de ciertas vías bioquímicas de levaduras y los introdujo dentro de bacterias Escherichia coli. Los ajustes oportunos permiten a estos científicos seleccionar qué éster quieren que las bacterias elaboren.

La técnica abre un camino prometedor hacia la producción de muchos ésteres diferentes en sistemas biológicos. La materia prima que emplean las bacterias está basada en azúcares, los cuales se pueden obtener de la biomasa renovable. La meta final del equipo de Atsumi es lograr la incorporación de estas vías biológicas en cianobacterias (conocidas popularmente como algas verdeazules), organismos unicelulares que pueden extraer energía directamente de la luz solar y el carbono de la atmósfera.
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