La importancia de los regalos entre arañas

Un obsequio suele verse como una muestra de buena voluntad. Así es en los humanos, y también en algunas especies de arañas. Ahora, una nueva investigación revela que la apariencia del envoltorio también es importante para las arañas que reciben el regalo, algo que en el caso humano equivaldría al valor extra que le atribuimos a un paquete envuelto hábilmente en lujoso papel de regalo, con respecto a otro envuelto en papel ordinario de embalar y toscamente pegado.

Las científicas Mariana C. Trillo, Valentina Melo González y María José Albo, del Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable en Uruguay, han hecho el llamativo descubrimiento en arañas de la especie Paratrechalea ornata. Las hembras escogen para el apareamiento a los machos que les hacen los obsequios de cortejo nupcial mejor envueltos en seda arácnida. No juzgan por tanto los regalos solo por su contenido sino también por el envoltorio de seda arácnida blanca.

Las investigadoras son autoras del que se considera el primer estudio que examina el papel de los envoltorios de seda durante el cortejo para el apareamiento de esta araña semiacuática sudamericana. Los resultados de este estudio se han presentado públicamente a través de la revista académica Naturwissenschaften - The Science of Nature (La Ciencia de la Naturaleza), la cual cumplió en 2013 cien años de actividad, desde su primer número, publicado el 3 de enero de 1913. La revista está editada por Springer, una editorial alemana fundada en 1842.

Un macho de Paratrechalea ornata ofreciendo un regalo nupcial a una hembra. (Foto: Mariana Trillo)

La araña Paratrechalea ornata es uno de los numerosos animales y especialmente invertebrados que ofrecen regalos durante su cortejo para el apareamiento. Durante su búsqueda de pareja, los machos de esta especie se acercan a la hembra que les gusta portando entre sus mandíbulas una presa envuelta en seda arácnida blanca.

Tiene sentido que las hembras juzguen a un macho por el aspecto del envoltorio que genera para envolver la presa que les regala, ya que es un indicador de su salud y vigor, y por tanto de su valor para el apareamiento. Se constató en el estudio que los machos en malas condiciones de salud traían regalos pobremente envueltos, mientras que los que estaban en mejor forma añadían más seda al envoltorio, lo que lo hacía parecer más blanco. En definitiva, las hembras evalúan la condición física del macho basándose en su trabajo a la hora de envolver con seda el regalo, y en qué aspecto tiene éste, ya que el envoltorio de seda es un rasgo dependiente de su estado físico y que muy probablemente permite a la hembra de Paratrechalea ornata conseguir información sobre su futura pareja, incluyendo su estado de salud y su vigor físico.

De hecho, se diría que un color blanco en la zona de la boca de un macho es un rasgo seductor para las hembras. En unos experimentos efectuados por las investigadoras, las partes bucales de algunos machos se pintaron en blanco, y otras no. Las hembras expuestas a machos con partes bucales blancas estaban más activas, mostraron más contacto físico y pasaron más tiempo frente a ellos. También aceptaron el apareamiento antes, y con mayor frecuencia, que aquellas expuestas a machos sin pintura.

Todo esto demuestra la gran importancia de las señales visuales durante el cortejo y para la elección de pareja en la Paratrechalea ornata.
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Descubren avispas con mandíbulas de “velcro”

El hallazgo –primero en el mundo– se consiguió al estudiar 16 especies de avispas sociales con diferentes formas de mandíbulas, pertenecientes a las colecciones del Instituto de Ciencias Naturales de la U.N. en Colombia.

La identificación de este rasgo evolutivo en las avispas fue llevada a cabo por los integrantes del Laboratorio de Sistemática y Biología Comparada de Insectos, el Instituto de Ciencias Naturales (ICN) de la Universidad Nacional de Colombia, la bióloga Diana Sofía López y el profesor Carlos Eduardo Sarmiento, después de indagar sobre la mecánica de las mandíbulas de estos insectos.

La relación entre estas mandíbulas y el velcro se da porque las avispas cuentan con una serie de dentículos en la membrana que, al entrecruzarse, la sostienen sin que intervengan los músculos de contracción. De esta forma, estas pequeñas estructuras adhesivas les permiten mantener la boca cerrada y ahorrar energía.

De acuerdo con investigadores del ICN, el trabajo se desarrolló por el interés que genera la alta precisión con que estos insectos construyen sus nidos a partir de materiales como corteza de madera masticada o barro.

Según el profesor Sarmiento: “las avispas se paran frente a un tronco y comienzan a rasparlo (de manera similar al proceso de cardado de la lana de las ovejas), mastican lo que lijan y adicionan secreciones de sus glándulas con las que forman el material base para hacer su refugio”.

Avispa con mandíbulas de “velcro”. (Foto: UN)

El objetivo de la investigación era analizar cómo las avispas logran desempeñarse de una manera tan fina y eficiente con materiales tan delicados como los de los avisperos, a través de su estructura mandibular.

Luego de observar con microscopía electrónica de barrido (técnica que permite apreciar con mayor facilidad texturas y objetos en tres dimensiones) unas espinas muy pequeñas y uniformes, encontraron que estas presentan muchas formas.

Según el profesor Sarmiento “los pelos, que se ven como ganchitos, están dispuestos de manera que cuando la mandíbula se cierra, se entrelazan y conectan de forma similar a lo que sucede con el velcro”. Es así, como los minúsculos ganchos se enredan y vuelven a separarse gracias a unas glándulas que liberan un lubricante en la membrana.

En este sentido, el valor agregado del proceso es que la boca se mantiene cerrada sin contraer los músculos, lo que ahorra energía y permite invertirla en otras acciones, como por ejemplo, en la recolección de material para la construcción de sus nidos.

Para los investigadores de la U.N., el trabajo fue posible gracias a la biodiversidad del país. La riqueza biológica facilitó hacer comparaciones entre los miembros de todo el grupo y averiguar cómo evoluciona esta característica.

“Uno de los hallazgos importantes es que ni el clima ni la región donde habita el insecto tienen nada que ver con esta particular característica física, pues es una adaptación evolutiva propia de las especies”, concluyó el investigador.

Con este trabajo, publicado en la revista científica Naturwissenschaften en 2013, se espera abrir las puertas para explorar nuevos enfoques investigativos sobre las particularidades evolutivas de los insectos.
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El origen de las dentaduras en forma de sierra

Los dientes con una forma y disposición que convierte a un conjunto de ellos en una eficiente sierra natural son un arma temible en diversos depredadores, que pueden despedazar a sus presas en un santiamén. Los resultados de una investigación reciente sugieren que los dientes en forma de sierra aparecieron por vez primera en la historia de la evolución en un animal conocido como Dimetrodon unos 40 millones de años antes que en los dinosaurios terópodos. Según estas conclusiones, el Dimetrodon, un carnívoro que existió hace entre 298 millones y 272 millones de años, fue el primer vertebrado terrestre en desarrollar una clase de dientes en forma de sierra.

La investigación, realizada por el equipo de Kirstin Brink y Robert Reisz de Departamento de Biología de la Universidad de Toronto en Mississauga, Canadá, se ha servido de tecnologías como por ejemplo la microscopía electrónica de barrido (SEM), para examinar dientes de esa bestia arcaica con un nivel de detalle muy superior al logrado en otros estudios. Gracias a ello, los científicos han descubierto patrones reveladores de la dentadura del animal, que han permitido esbozar una historia evolutiva del Dimetrodon más completa que la conocida hasta ahora.

Recreación artística del Dimetrodon. (Imagen: Danielle Dufault)

A juzgar por los rasgos de los dientes del Dimetrodon, éstos le permitían asestar mordeduras muy eficientes, hasta el punto de que la bestia estaba capacitada para devorar a animales mucho más grandes que ella.

El Dimetrodon, con unos cuatro metros de largo, estuvo en la cima de la cadena alimentaria terrestre en el Período Pérmico temprano, y está considerado como el precursor de los mamíferos.
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Los camellos son mencionados como animales de carga en las historias bíblicas de Abraham y otros. Pero los arqueólogos han mostrado que los camellos no fueron domesticados en la región histórica de Israel hasta siglos después de la Era de los Patriarcas (2000 a 1500 a. C.). Además de cuestionar la veracidad histórica de la Biblia, este anacronismo es prueba directa de que el texto fue preparado bastante después de los acontecimientos que describe.

Ahora, Erez Ben-Yosef y Lidar Sapir-Hen del Departamento de Arqueología y Culturas de Oriente Próximo en la Universidad de Tel Aviv, Israel, han usado datación por radiocarbono para determinar el momento en que llegaron los primeros camellos domesticados a la zona sur del Oriente Próximo, haciendo retroceder la estimación desde el siglo XII hasta el IX a. C. Los resultados acentúan aún más las discrepancias entre los textos bíblicos y la historia verificable, y también permiten vislumbrar que dicha introducción de los camellos coincidió con una época de cambios históricos importantes en la región y contribuyó a marcar un antes y un después.

La introducción del camello en esta región fue un avance económico y social muy importante. Analizando las evidencias arqueológicas presentes en los lugares donde se producía cobre en el Valle de Aravá, los investigadores han logrado establecer la fecha de esa introducción con una precisión del orden de décadas en vez de siglos.

Camellos de tiempos modernos en Israel. (Foto: Ministerio Israelí de Turismo www.goisrael.com)

Los arqueólogos han establecido que probablemente los camellos fueron domesticados en la Península Arábiga para usarlos como animales de carga hacia finales del segundo milenio a. C. En la zona sur del Oriente Próximo, donde se encuentra Israel, los huesos más antiguos conocidos de camellos domesticados proceden del Valle de Aravá, que se extiende a lo largo de la frontera entre Israel y Jordania, desde el Mar Muerto hasta el Mar Rojo y que fue un antiguo centro de producción de cobre.

La llegada de camellos domesticados al Valle de Aravá parece coincidir con cambios drásticos en la minería local del cobre. Se cerraron muchas de las minas y de los talleres de fundición, y los que se mantuvieron activos comenzaron a usar mano de obra más centralizada y tecnología sofisticada, según indican las evidencias arqueológicas. Los investigadores creen que los antiguos egipcios pudieron haber impuesto estos cambios (y haber traído camellos domesticados) después de que conquistaran la zona en una campaña militar mencionada tanto en fuentes bíblicas como del Antiguo Egipto.

La llegada de los camellos domesticados estimuló el comercio entre Israel y lugares lejanos y exóticos a los que antes era difícil acceder; los camellos pueden recorrer distancias mucho mayores que los burros y mulas que eran usados antes. En el siglo VII a. C, existían rutas de comercio como la Ruta del Incienso que iban de África a India a través de Israel. Los camellos abrieron Israel al mundo a través de los vastos desiertos, alterando profundamente su historia económica y social.
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Averiguan cómo funciona un nanomotor natural

Nuestras células producen miles de proteínas, pero más de un tercio de esas proteínas sólo puede desempeñar su función después de migrar hacia el exterior de la célula. Si bien se sabe que la migración de proteínas sucede con la ayuda de varios “nanomotores” que las empujan hacia fuera de la célula, poco se conoce sobre su funcionamiento mecánico exacto. Una nueva investigación realizada por el equipo de Anastassios Economou, del Instituto Rega, y el Laboratorio de Bacteriología Molecular, ambos centros adscritos a la Universidad de Lovaina en Bélgica, revela los entresijos de uno de tales nanomotores, llamado SecA.

La migración de proteínas es una cuestión fundamental en biología, y un fenómeno esencial para la vida. Ejemplos de proteínas que migran los tenemos en la insulina (la ausencia de la cual lleva a la diabetes), anticuerpos (esenciales para combatir infecciones), y los canales de membrana (cruciales para la función celular neuronal).

Los péptidos señalizadores actúan como direcciones postales y dirigen a las proteínas exportadas hacia la membrana para ser transportadas fuera de la célula.

Representación del nanomotor SecA. (Imagen: © T. Economou)

En investigaciones anteriores, el Dr. Economou, en colaboración con Babis Kalodimos (Universidad Rutgers en Estados Unidos), reveló cómo los péptidos señalizadores se enlazan a un receptor celular específico en la membrana, que después se conecta al canal de exportación que lleva al exterior de la célula. Se descubrió también que este receptor actúa como un nanomotor, con dos componentes mecánicos separados, comparables a pistones, que de alguna forma empujan a las proteínas fuera de la célula. El mecanismo exacto por el cual ocurría esto era un misterio. Hasta ahora.

En el estudio actual, Economou y su equipo han mostrado cómo el receptor SecA se mueve para empujar a las proteínas fuera de la célula: Cuando un péptido señalizador hace contacto, los dos pistones se excitan. Se colocan uno contra el otro en una serie de pasos definidos y modifican su forma. Esta serie de movimientos cuidadosamente orquestados abre el canal de exportación y atrapa la proteína exportada en su interior. En un paso final, las dos partes se disocian y el único pistón restante empuja la proteína hacia fuera en ciclos de movimientos repetidos.

El descubrimiento añade una pieza importante en el rompecabezas de la explotación de la migración de proteínas para mejorar la salud. El hallazgo ayudará en la búsqueda de antibióticos específicos contra las vías de secreción de proteínas bacterianas dañinas. Asimismo ofrece la posibilidad de optimizar la producción biotecnológica de biofármacos, utilizando “fábricas celulares” microbianas para secretarlos.

En la investigación también han trabajado Giorgos Gouridis, Spyridoula Karamanou, Marios Frantzeskos Sardis, Martin Alexander Schärer y Guido Capitani.
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Rastreo revolucionario de reacciones catalíticas en microrreactores

Por fin es posible hacer un seguimiento detallado no intrusivo de reacciones catalíticas en microrreactores.

Se ha abierto un camino para alcanzar una síntesis más eficiente de fármacos y otros productos químicos elaborados mediante microrreactores de flujo, gracias a un estudio en el que por primera vez se ha podido observar detalladamente la reactividad catalítica dentro de un microrreactor, de principio a fin. Los resultados no sólo proporcionan una mejor comprensión de la química que hay detrás de las reacciones catalíticas, sino que también han abierto oportunidades para la optimización, que ya han resultado en mejores rendimientos catalíticos.

El estudio fue llevado a cabo por un equipo de científicos del Laboratorio Nacional estadounidense Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) en California, y la Universidad de California en Berkeley.

El equipo empleó haces altamente enfocados de luz infrarroja y rayos-X para hacer un seguimiento de la evolución de una reacción catalítica con una resolución espacial de 15 micrones. Esta investigación la han dirigido los químicos Dean Toste y Gabor Somorjai.

Los catalizadores, sustancias que aceleran el ritmo de las reacciones químicas sin que ellos experimenten modificaciones químicas, se usan para iniciar casi cada proceso de fabricación que implique química. Hay dos tipos básicos de reactores catalíticos: por lotes, en el que el producto químico final es producido a lo largo de una serie de etapas separadas; y por flujo, en el cual las reacciones químicas se realizan en un flujo que discurre continuamente, proporcionando el producto final.

Dean Toste, a la izquierda, y Elad Gross. (Foto: Roy Kaltschmidt)

Con los microrreactores, la industria farmacéutica pretende cambiar del modo por lotes al modo por flujo, dado que los reactores de flujo proporcionan una instalación altamente reciclable, escalable y eficiente, que mejora la sostenibilidad y el rendimiento de los catalizadores. Sin embargo, la síntesis de fármacos es un proceso complejo multifase que necesita ser vigilado con cuidado. Hasta ahora, no existía la capacidad de seguir el proceso de producción multipaso de fármacos en reactores de flujo sin perturbar la propia reacción de flujo.

El nuevo método permite contemplar todo el proceso catalítico, como una historia narrada en una película, en vez de tener que deducir la historia sólo a partir de unas pocas fotos dispersas de algunas escenas del proceso catalítico. En la mayoría de los casos, los químicos tenían que extrapolar información sobre el proceso de reacción basándose en el análisis del producto final. Con la nueva técnica, ya no hay que conformarse con suponer lo que ocurrió en la primera escena, basándose en lo que se ve en la escena final, ya que ahora es posible observar, por así decirlo, toda la historia en una película en alta resolución.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Elad Gross, Xing-Zhong Shu, Selim Alayoglu, Hans Bechtel y Michael Martin.
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Registrada la masa atómica más precisa del electrón

El último dato sobre la masa atómica del electrón facilitado por el grupo de trabajo del Comité de Información para Ciencia y Tecnología (CODATA) que se dedica a las constantes fundamentales era 0,00054857990943(23) –medido en unidades de masa atómica unificada (u)–.

Ahora, un equipo alemán liderado desde el Instituto Max-Planck de Física Nuclear ha calculado que ese valor es 0,000548579909067(14)(9)(2), donde los números entre paréntesis corresponden respectivamente a la incertidumbre estadística, sistemática y teórica. En gramos, la masa atómica del electrón ronda los 9,109 x 10^-28.

La nueva medida es 13 veces más precisa que la anterior, según publican los autores en la revista Nature. Para obtenerla han utilizado una triple trampa de Penning, un dispositivo donde se estudian partículas cargadas mediante campos magnéticos y eléctricos, y la base teórica ha sido la electrodinámica cuántica.

La masa del electrón es una medida clave de la física fundamental, ya que es responsable de la estructura y propiedades de átomos y moléculas. “Es un parámetro importante para el modelo estándar de la física (que explica los componentes básicos de la materia y sus interacciones)”, subraya a SINC Sven Sturm, el primer autor del trabajo.

Los investigadores han utilizado una triple trampa de Penning para estudiar la masa atómica del electrón. (Foto: S.Sturm et al.)

“Una manera de buscar nueva física es comparar las predicciones del modelo estándar con resultados experimentales precisos –añade–, y el elemento de unión entre las predicciones y los resultados experimentales son las constantes fundamentales como la masa del electrón, por lo que este dato permitirá tener una visión mucho más detallada para esa nueva física”.

La unidad de masa atómica se define como la doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12. Para la partícula del estudio, los investigadores la han calculado al medir un solo electrón unido a un ion de referencia (un núcleo de carbono desnudo) de masa atómica conocida.

“El nuevo valor para la masa atómica del electrón es un eslabón en una cadena de medidas que permitirá hacer un test del modelo estándar de la física de partículas con una precisión superior a una parte por trillón, además del impacto que tiene en los datos de otras constantes fundamentales”, destaca también en Nature el investigador Edmund G. Myers, de la Universidad Estatal de Florida 
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Nuevo y eficaz revestimiento antihumedad para paredes

El vapor de agua generado mientras cocinamos, tomamos una ducha o ponemos a secar ropa húmeda, puede condensarse en paredes frías, fomentando el crecimiento de moho y microbios.

Unos científicos han desarrollado un revestimiento especial para paredes capaz de evitar ese problema. Su capacidad para absorber el exceso de humedad del aire a fin de impedir su condensación en sitios indeseados es bastante mejor que la de los recubrimientos convencionales.

El nuevo revestimiento, desarrollado por el equipo de Thomas Stahl, un físico especializado en arquitectura, de los Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de los Materiales (EMPA, también conocidos colectivamente como Instituto EMPA), y sus colegas de la empresa Sto AG, puede absorber 90 gramos de vapor de agua por metro cuadrado. Esto excede la capacidad de muchos recubrimientos convencionales. Además, el nuevo revestimiento es fácil de aplicar y no es mucho más caro que los productos alternativos.

Las ventajas económicas y de salud ofrecidas por una humedad del aire relativamente estable son enormes. Se reduce el estrés ambiental en los ocupantes y en el mobiliario. También disminuye el consumo de energía para calefacción (y por tanto el dinero gastado en dicho consumo) porque el aire seco puede alcanzar una temperatura confortable más rápidamente que el aire húmedo.

Thomas Stahl. (Foto: EMPA)

El nuevo revestimiento absorbe el exceso de humedad en el aire de la habitación y la almacena, liberándola al entorno poco a poco horas después. Esto evita la típica condensación de agua en paredes tras una ducha caliente o al cocinar, y basta con ventilar un poco la habitación periódicamente, con la misma normalidad con que se hace en habitaciones sin problemas de humedad excesiva.
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Inusual fusión entre dos galaxias de masa muy pequeña

La Galaxia de Andrómeda está rodeada por un enjambre de pequeñas galaxias satélite. Se ha detectado una especie de filamento o río de estrellas en una de ellas, una galaxia enana llamada Andrómeda II y cuya masa es de menos de un uno por ciento de la de nuestra galaxia, la Vía Láctea. El movimiento de las estrellas denota que lo que estamos observando es lo que queda de una fusión entre dos galaxias enanas. No se habían observado con anterioridad fusiones entre galaxias de tan baja masa.

Las galaxias en el universo temprano empezaron siendo pequeñas, y la teoría más aceptada entre los astrónomos es que las galaxias bebé crecieron y acumularon más masa gradualmente a base de colisionar con otras vecinas para formar nuevas galaxias más grandes. Las galaxias grandes y masivas atraen constantemente a las más pequeñas debido a la gravedad, y al final acaban fusionándose y de este modo la galaxia grande crece todavía más.

Pero no todas las galaxias pequeñas han sido “tragadas” por las grandes. Algunas de ellas permanecen en una órbita alrededor de la galaxia grande. La mayor en nuestro vecindario cósmico es la Galaxia de Andrómeda, que se halla a unos 2,3 millones de años-luz de distancia. Como la nuestra, la Vía Láctea, Andrómeda es una gran galaxia espiral.

La galaxia de Andrómeda, conocida también como M31. (Foto: Bill Schoening, Vanessa Harvey/REU Program/NOAO/AURA/NSF)

Andrómeda está rodeada por un enjambre de galaxias pequeñas (los astrónomos han contado más de 20). Las estrellas de una galaxia enana típica se mueven de una manera que difiere bastante de como lo hace cierto grupo de estrellas de Andrómeda II. Este patrón inusual de movimiento ha sido descubierto por el equipo de Nicola C. Amorisco, del Centro de Cosmología Oscura en el Instituto Niels Bohr, dependiente de la Universidad de Copenhague en Dinamarca, así como expertos de otras instituciones.

Estos investigadores han observado que el filamento o río de estrellas se está desplazando de forma diferente a la del resto, pero de un modo muy coherente. Estas estrellas, todas ellas viejas, están situadas en un anillo casi completo, y están girando alrededor del centro de la galaxia. A partir de los patrones observados, se ha deducido que el fenómeno es la huella de una colisión y fusión entre dos galaxias enanas, que tuvo un efecto muy grande en la dinámica de la galaxia resultante.

Las fusiones entre galaxias pequeñas debieron ser habituales en épocas pasadas con una gran actividad de formación de galaxias, pero son poco frecuentes en la actualidad, y de hecho no habían sido vistas hasta ahora. Andrómeda II es el ejemplo menos masivo hasta la fecha de una fusión galáctica.
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Una sonda espacial fotografía a otra en órbita a la Luna

Que una nave espacial logre retratar a otra mientras ambas están moviéndose en órbitas distintas es muy difícil, porque las velocidades a las que viajan suelen ser muy superiores a las de cualquier avión convencional. Sin embargo, en un alarde de coordinación y precisión, la sonda espacial LRO de la NASA, en órbita a la Luna, pudo captar una imagen de otra sonda, la LADEE, también de la NASA, cuando, circulando en una órbita distinta alrededor de la Luna, pasó por debajo de la LRO.

La LADEE está en una órbita ecuatorial (del Este al Oeste), mientras que la LRO está en una órbita polar (del Sur al Norte). Las dos sondas a veces se acercan bastante y recientemente las dos pasaron a unos 9 kilómetros (5,6 millas) una de la otra, durante un instante fugaz. Ambas sondas están orbitando la Luna con velocidades cercanas a 5.800 kilómetros por hora (unas 3.600 millas por hora), y las capacidades técnicas de la LRO no fueron diseñadas para tomar fotos de objetos en movimiento tan rápido por su campo visual. Pese a ello, y sabiendo con antelación que se iba a producir ese encuentro entre ambas naves, sus respectivos equipos de científicos trabajaron juntos para hacer posible esta inusual proeza de precisión.

La LADEE pasó directamente por debajo del plano de la órbita de la LRO pocos segundos antes de que la LRO cruzara el plano de la órbita de la LADEE, es decir, si la cámara hubiera tomado una imagen directamente hacia abajo no habría captado a la LADEE. Los equipos de científicos de ambas sondas encontraron una solución: Rotar 34 grados hacia el oeste a la LRO para que el detector LROC estuviera en la posición correcta cuando la LADEE pasara por debajo.

La borrosa pero delatadora foto de la LADEE cruzando a enorme velocidad el campo visual de la LRO. (Foto: NASA Goddard / Universidad Estatal de Arizona)

Tal como estaba previsto, la LADEE entró en el campo de visión de la cámara NAC de la LRO durante 1,35 milisegundos y se captó una imagen borrosa pero delatadora de la LADEE. La LADEE aparece distorsionada de derecha a izquierda.

Aunque la foto está borrosa, es posible vislumbrar en ella detalles de la sonda, que tiene alrededor de 1,9 metros (4,7 pies) de ancho y 2,4 metros (7,7 pies) de largo. Se pueden apreciar la tobera del motor y el brillante panel solar.

La LADEE fue lanzada al espacio el 6 de septiembre de 2013. La LADEE está recopilando información detallada sobre la estructura y composición de la tenue atmósfera lunar (tan tenue que apenas merece ser llamada atmósfera) y está determinando si el polvo lunar se eleva a cierta altura sobre la superficie.

La LRO fue lanzada al espacio el 18 de septiembre de 2009. La LRO continúa enviándonos vistas asombrosas de la superficie lunar y una valiosa colección de datos lunares.
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La lepra puede ser la más antigua enfermedad infecciosa específica del Ser Humano

Los resultados de un estudio reciente han aclarado definitivamente algunos aspectos confusos de la lepra, y apuntan además a que ésta puede ser la más antigua enfermedad infecciosa específica del Ser Humano.

La lepra, que a lo largo de los siglos fue una enfermedad incurable, causaba también una fuerte estigmatización social, tanto por el aspecto que adquirían los enfermos en fase avanzada, como por el riesgo de contagio. Por todo ello, la figura del leproso se convirtió en uno de los terrores más punzantes de diversas épocas y culturas humanas, incluyendo por ejemplo la Edad Media, cuyas leproserías fueron descritas a veces como cementerios para vivos.

Aunque la lepra hoy está casi erradicada en bastantes países, en algunas partes del mundo aún aparecen nuevos casos, del orden de cientos de miles al año en todo el mundo. Por suerte, esta enfermedad que ataca sobre todo a la piel y los nervios del paciente, se puede ahora tratar, aunque un diagnóstico tardío complica las cosas. Si se diagnostica mal o no se trata, la enfermedad puede llevar a considerables lesiones cutáneas, deformidades en la cara y las extremidades del paciente, discapacidades e incluso la muerte.

Xiang Han, del Centro Oncológico M.D. Anderson (llamado así en honor de Monroe Dunaway Anderson) adscrito a la Universidad de Texas, en Estados Unidos, y Francisco J. Silva del Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva, dependiente de la Universidad de Valencia en España, han llegado a la conclusión de que es muy probable que la lepra haya existido desde hace millones de años. Esta teoría fue construida a partir de relacionar varios hechos conocidos y estudios publicados.

Cultivo con 15 variedades de Micobacterias. El género Mycobacterium contiene más de 70 especies, entre ellas la M. leprae y la M. tuberculosis, patógenos responsables de la lepra y la tuberculosis, respectivamente. (Foto: CDC)

Una de las pruebas es el hecho de que la lepra es una enfermedad estrictamente humana, sin otros anfitriones o reservorios. Una vez fuera del cuerpo humano, la bacteria de la lepra no puede crecer en un medio artificial. Una excepción es que la Mycobacterium leprae puede encontrarse en armadillos salvajes, pero sólo en América. Se cree que estos animales adquirieron por primera vez la infección de los exploradores foráneos que llegaron al continente siglos atrás.

Una segunda prueba, que sugiere una larga historia para la lepra, reside dentro del genoma bacteriano. Todas las cepas mundiales de Mycobacterium leprae analizadas hasta ahora, más de 400 en total, han resultado tener genomas casi idénticos. Esto sugiere que algunos de los seres humanos que dejaron África hace alrededor de 100.000 años, para poblar el resto del mundo, llevaban consigo la bacteria de la lepra. También implica que la bacteria de la lepra es extremadamente estable dentro de sus anfitriones humanos, un signo de vida parasitaria madura mucho más antigua que 100.000 años.

Una tercera prueba está relacionada con el último ancestro común de las dos especies de bacteria de la lepra conocidas, que completó una evolución reductora hace unos 10 millones de años, lo que resultó en un genoma más liviano y la pérdida de la habilidad de vivir en solitario, sin depender de humanos. Un parásito bien adaptado tiene un genoma liviano, se halla confinado en su respectiva especie anfitriona y es improbable que se cambie a otra.

Por último, la edad más antigua de los pseudogenes de la bacteria de la lepra sugiere que la inactivación genética empezó hace unos 20 millones de años. Ese es probablemente el momento cuando el ancestro de la bacteria de la lepra saltó a nuestros ancestros humanos primitivos e hizo la transición desde su estado de vida en solitario hasta su vida estrictamente parasitaria. En esencia, la teoría unifica la evolución reductiva de la bacteria de la lepra y su estilo de vida estrictamente parasitario en humanos en un largo proceso único y continuo.

En 2008, Han y otros científicos descubrieron una nueva especie causante de lepra, llamada Mycobacterium lepromatosis. Con anterioridad, sólo se conocía una especie de bacteria, denominada Mycobacterium leprae, que causara la lepra.
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La posible clave para generar células madre totipotentes

Uno de los principales retos en la investigación de células madre ha sido reprogramar las células diferenciadas a un estado totipotente. En ese estado, una célula es capaz de conducir el desarrollo completo de un organismo.

Las células diferenciadas pueden ser inducidas a regresar a un estado pluripotente parecido al de las células madre, ya sea induciendo de manera artificial la expresión de cuatro factores llamados factores de Yamanaka, o como se ha mostrado recientemente, sometiéndolas a una tensión ambiental subletal, como por ejemplo un descenso del pH o de la presión hasta valores hostiles. No obstante, los intentos de crear células madre totipotentes capaces de dar lugar a un organismo completamente formado, a partir de células diferenciadas, han fracasado.

En una nueva y prometedora investigación, el equipo del Dr. Shunsuke Ishii, del Instituto RIKEN en Japón, se propuso identificar en el oocito mamífero la molécula que induce la reprogramación completa del genoma que lleva a la generación de células madre embrionarias totipotentes. Éste es el mecanismo subyacente en la fertilización común, así como en la técnica de clonación conocida como transferencia nuclear de células somáticas (SCNT por sus siglas en inglés).

Esta imagen muestra células iPS (en verde) generadas utilizando las histonas TH2A y TH2B, y dos factores de Yamanaka, concretamente Oct3/4 y Klf4. (Imagen: RIKEN)

Ishii y sus colaboradores han conseguido identificar una pareja de proteínas, concretamente las histonas TH2A y TH2B, que mejoran de forma espectacular la generación de células madre pluripotentes inducidas (células iPS) y que además pueden ser la clave para generar células madre totipotentes inducidas.
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El cerebro, un sofisticado procesador de imágenes

Como una cámara digital a la hora de procesar una imagen, un núcleo del cerebro (el núcleo geniculado lateral del tálamo) es el encargado de recibir información directamente de la retina y enviarla a la corteza cerebral para su análisis. Un equipo liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España, ha descubierto que la función que lleva a cabo este núcleo es muy parecida a la que cumple una cámara digital o un teléfono móvil a la hora de ampliar la resolución de una fotografía. Los resultados aparecen publicados en la revista Neuron.

El ojo funciona como una cámara digital, en la cual, la superficie receptora está formada por un conjunto de píxeles. Por eso la resolución de la imagen que proporciona el ojo al cerebro está limitada por el número de píxeles, o células ganglionares, de la retina.

“Los circuitos neuronales que forman el núcleo del cerebro interpolan para obtener una imagen retiniana con mayor número de píxeles y, por lo tanto, mayor resolución aparente. Esto permite al cerebro incrementar el tamaño de la imagen retiniana antes de proceder a un análisis más detallado”, asegura Luis Martínez, investigador del CSIC en el Instituto de Neurociencias de Alicante (centro mixto del CSIC y la Universidad Miguel Hernández).

Incrementar la resolución por interpolación es algo habitual en el tratamiento de imágenes. Sin embargo, este proceso tiene una deficiencia: reduce el contraste local, lo que hace que las imágenes se vean desenfocadas. Sólo con un filtro es posible incrementar el contraste local y disimular este efecto.

El ojo funciona como una cámara digital. (Foto: CSIC)

Según Martínez, en el cerebro, el problema es similar o más grave, ya que la resolución final del ojo es de apenas un megapíxel. “Hemos descubierto que la relación entre los dos tipos celulares principales del tálamo, dos masas esféricas de tejido gris, situadas dentro de la zona media del cerebro, permite compensar los efectos adversos de la interpolación de la misma manera que lo haría, por ejemplo, una cámara digital”, precisa el investigador del CSIC.

Mediante modelizaciones matemáticas, los investigadores han concluido que los circuitos de la retina y el tálamo implicados en estas dos operaciones, interpolación e incremento del contraste local de las imágenes visuales, se generan durante el desarrollo embrionario. La única limitación es la cantidad de cable utilizada para conectar la retina con el cerebro, que es la mínima necesaria para generar un circuito funcional, un principio ya enunciado por Cajal hace más de un siglo.

Esa necesidad de mantener el tamaño del ojo lo más reducido posible y la longitud de axones o cables que lo unen con el cerebro lo más corta posible supone un límite al número de píxeles que tiene el ojo.

“La razón es que, aunque un mayor tamaño del ojo mejoraría la calidad y resolución de la imagen, lo haría a costa de incrementar el gasto metabólico y el espacio requerido para enviar esa información visual al cerebro. Este problema también se da a la hora de diseñar dispositivos artificiales de tratamiento de imágenes, como una cámara digital o una impresora”, agrega Martínez.
http://noticiasdelaciencia.com/not/9624/el_cerebro__un_sofisticado_procesador_de_imagenes/

Microorganismos podrían sellar fisuras en el cemento

Con el aislamiento de microorganismos que forman calcita (cristales de carbonato de calcio) se estudia la producción de un material que aporta mayor durabilidad al cemento.

Este tipo de microorganismos ayudan a sellar, de manera amigable con el ambiente, las microfisuras presentes en la estructura interna del biocemento, ya que en la mezcla para elaborarlo pueden quedar pequeños espacios.

Para ello, Sandra Milena Montaño Salazar, estudiante de Biología de la Universidad Nacional de Colombia en Bogotá, recolectó muestras de paredes y andenes de distintas edificaciones de la U.N. (Colombia), y en el Laboratorio de Microbiología las sumergió en solución salina y las sometió a un proceso de agitación a 10 grados centígrados por 15 días, con lo cual aisló el material para la respectiva liberación de los microorganismos.

Posteriormente, los sembró en plaquetas de cultivo, generando así la precipitación de calcita y permitiendo, a su vez, conocer cuáles son los microorganismos que la producen.

“Como resultado se encontraron dos cepas que generan carbonato de calcio, algo que no se ha registrado en la literatura científica; además se halló una bacteria que ayuda a mejorar la durabilidad y resistencia del cemento”, expresó la investigadora.

Material que aporta mayor durabilidad al cemento. (Foto: UN)

Actualmente se realizan estudios para conocer la composición exacta de la calcita, mediante la identificación molecular y la caracterización de los cristales que la forman.

A futuro se realizarán ensayos agregando las bacterias a la mezcla de cemento y se moldearán cubos para probar el desempeño frente a otros que no contengan las calcitas.
http://noticiasdelaciencia.com/not/9613/microorganismos_podrian_sellar_fisuras_en_el_cemento/