Un encuentro submarino

Salomon August Andreé

Mirando atentamente su foto, y tras su serio semblante, pocos podrían adivinar la clase de hombre que llegó a ser Salomon August Andrée. De su cara, adornada con unos prominentes bigotes de tipo morsa, no podríamos vislumbrar el hambre de conocimientos, aventuras y arriesgadas hazañas a las que se lanzó durante su azarosa vida.

Andrée era un tipo inconformista. Le gustaba indagar en las causas de las cosas, y siempre que pudo prefirió comprobarlas por sí mismo. De su cabeza brotaban constantemente preguntas que necesitaban respuestas. Cuestiones en algunos casos aparentemente irrelevantes, como ¿cuántos huevos puede comer un ser humano? Una noche entró en un restaurante, pidió cuarenta huevos duros con pan, mantequilla y leche… y se los comió de una tacada.

Las crónicas de la época no nos cuentan cómo terminó aquel empírico atracón; lo que sí sabemos con seguridad es que no era la primera vez que Andrée se ponía a prueba intentando comprender el mundo. Con solo diez años, construyó un globo impulsado por una cápsula fulminante que funcionó perfectamente… por lo menos hasta que cayó encima de la casa de unos vecinos y la quemó por completo.

El "río" en medio del océano

En el año 1513, Ponce de León avistó por primera vez lo que él creía que era una isla y la bautizó como Florida. Tras varios días de navegación por su costa, anotó en su diario que “existía una corriente de fuerza tal que, a pesar del viento favorable, no los dejaba a avanzar y por el contrario los obligaba a retroceder, lo cual resultó ser un acierto; al final supimos que la corriente era más fuerte que el viento“. Aquella anotación era la primera constancia escrita de la existencia de la corriente del Golfo, la primera vez que los europeos descubrían que existía un gran río oceánico. Otra de las embarcaciones que viajaban con Ponce de León trató de echar el ancla en aquel lugar y pronto, anotó su capitán, “fue arrastrada por la corriente y se perdió de vista, aunque el día era claro”.

La corriente del Golfo es un inmenso río oceánico que se desplaza desde el golfo de México hasta el Atlántico Norte y el motor del giro que regresa al continente americano a través de las Canarias. La corriente tiene una profundidad de unos 100 metros y una anchura de más de 1.000 km en gran parte de su recorrido, lo que la hace visible desde el espacio. “Hay un río en el océano”, escribió el científico estadounidense Mathew Fontaine Maury en 1855 para describir este fenómeno que regula la circulación de agua del Atlántico, que no solo desempeña un papel crucial en el equilibrio climático del planeta, sino que ha sido parte fundamental de la historia de occidente desde el descubrimiento de América hasta nuestros días.

El libro “La corriente del Golfo”, de Stan Ulanski, es un resumen de esta maravillosa historia de barcos cargados de oro, corsarios y tormentas a la vez que una disección de la corriente del Golfo desde el punto de vista científico y de la fauna marina. En sus 300 páginas, Ulanski ofrece un retrato fascinante de la corriente del Golfo desde todos los ángulos, explica cómo los marinos españoles encontraron la ruta de regreso a Europa por el norte del Atlántico, cómo los piratas se establecieron en torno a estas rutas, cómo influye en la vida de las especies marinas o cómo, siglos después, Benjamin Franklin descubrió la enorme diferencia de temperatura que se producía entre el interior de la corriente y el resto del océano.

Con un caudal de unos 80 millones de m³/s, este gigantesco flujo no es comparable con ningún río de la Tierra. “La corriente del Golfo mueve aguas en dirección al polo norte a una velocidad que equivale varios cientos de veces al flujo combinado de los ríos Amazonas y Misisipi“, escribe Ulanski. El río es visible a simple vista, en las zonas limítrofes se advierte el cambio de coloración al pasar de un lado a otro. La corriente se mueve a gran velocidad y el agua es más caliente, incluso la fauna es distinta. Las temperaturas del agua superficial son de unos 27ºC, unos ocho grados más elevadas que fuera de la corriente. Para hacerse una idea de la energía que transporta en su viaje hacia el polo, se calcula que la cantidad de calor que traslada la corriente del Golfo supone cuatrocientas veces el consumo de energía de EEUU en un año.

El puente de Tacoma Narrows

La resonancia es uno de los fenómenos físicos más espectaculares y divertidos.  Lo notamos cuando cantamos en la ducha, pulsamos el botón del microondas o empujamos el columpio del niño.  Su estructura interna es bastante sencilla: una fuerza externa periódica con la frecuencia adecuada, un sistema que no quiere moverse de donde está, quizá algo de disipación (energética, se entiende), y poco más.  Es capaz de hacer estallar copas, hundir puentes y si los Piratas del Caribe lo usan adecuadamente, pueden conseguir que arriba sea abajo y volcar un barco.

Me refiero al puente de Tacoma Narrows.  Durante décadas, los profes de Física lo hemos utilizado como ejemplo de libro cuando explicamos el tema de la resonancia, y los libros de texto suelen incluirlo con profusión de fotografías. El libro de Física de  Giancoli afirma que el colapso del puente fue debido a un fenómeno resonante ocurrido “como resultado de fuertes ráfagas de viento impulsados al claro en un movimiento oscilatorio de gran amplitud.” El de Serwett-Jewett lo explica en términos similares: “fue destruido por las vibraciones de resonancia … los vórtices generados por el viento que soplaba a través del puente se produjeron a una frecuencia que coincidió con la frecuencia natural de oscilación del puente.”
Sin embargo, el que considero mejor libro de texto en física general (el Tipler) ni siquiera menciona el puente.  Y otro libro me dice que “hay dudas al respecto”.  ¿Qué dudas va a haber?  ¿Quién osa poner en duda el ejemplo de los ejemplos?  Molesto por tamaña falta de fe, me dispuse a averiguar la verdad.  Y lo cierto es que, en cierto modo, todos tienen razón.  Hubo resonancia en el puente de Tacoma Narrows, pero no fue esa la causa de su colapso.

Pongámonos en situación.  Nos vamos a los EEUU de los años treinta, época de crisis económica en la que el Estado invierte fuertemente en infraestructuras (¿les suena?).  La ciudad de Tacoma, en el noroeste del país, necesita un puente para conectarse con la península de Kitsap, al norte. El resultado fue un hermoso puente colgante, inaugurado el 1 de julio de 1940. Su forma recuerda al famoso Golden Gate de San Francisco, y era sólo algo más pequeño: más de 1.800 metros de longitud, con una separación de 850 metros entre soportes.  Fue en su momento el tercer puente más grande del mundo, una mole compuesta por miles de toneladas de acero y cemento, diseñado para durar.  Y duró, ciertamente.  Exactamente cuatro meses y seis días.

Ya desde su nacimiento estaba claro que el puente de Tacoma era algo especial.  Y no precisamente por su diseño o sus dimensiones –que también– sino porque disfrutaba de una particularidad única: era el único puente del mundo que hacía doblete como atracción de feria.  Los suaves vientos de la zona hacían que el tablero del puente subiese y bajase cada pocos segundos.  Evidentemente, eso no era lo que debía suceder, pero al público le encantó.  Los conductores recorrían decenas de kilómetros para cruzar por “Gertrudis galopante,” como la bautizaron los obreros que la construyeron.  Eso eran buenas noticias, no sólo para el turismo local, sino para la cuenta de resultados del puente, que era de peaje.

El motivo de las galopadas de Gertrudis es la resonancia.  Veamos cómo es eso posible, y con esto comienza la clase de hoy.  En la naturaleza existen muchos sistemas que, alejados de la posición de equilibrio, tienden a volver a él.  Eso le sucede, por ejemplo, a un muelle cuando lo estiramos, o a un péndulo cuando lo separamos de la horizontal. Eso implica una fuerza que tiende a restaurar el estado inicial.  Cuando esa fuerza es proporcional a la distancia que el cuerpo se ha alejado del equilibrio, tenemos el llamado movimiento armónico simple.  La solución es sencilla: el sistema efectúa un movimiento sinusoidal con una frecuencia angular ω_o (también llamada frecuencia natural). Le pondría la consabida fórmula “x igual A por coseno etc, etc” pero me he apostado que no voy a incluir ni una sola ecuación en este artículo.  Manías que me han dado hoy.  De momento, voy ganando.

La naturaleza, por su parte, suele imponer fuerzas disipativas (viscosidad, rozamiento, amortiguamiento magnético), así que ni el muelle ni el péndulo van a estar oscilando eternamente, y la amplitud de las oscilaciones se va reduciendo con el tiempo.  Para compensarlo, podemos efectuar una fuerza externa.  Es lo que todo abuelo que se precie hace con el columpio de su nieto.

Tenemos, pues, tres fuerzas en juego: la fuerza recuperadora, que depende de la posición del cuerpo; la fuerza disipativa, que podemos representarla como algo proporcional a la velocidad, y por último la fuerza externa que hacemos para que el sistema no se pare.  Si esa última fuerza es sinusoidal (e incluso si es periódica, es decir, que va repitiéndose con el tiempo), tenemos el llamado movimiento armónico forzado.  La expresión para su movimiento es similar a la anterior, pero con algunas diferencias.  La más significativa es que la amplitud A ya no es constante, sino que depende de los parámetros del sistema.

Lo divertido del caso viene cuando la frecuencia de la fuerza externa coincide con la frecuencia ω_o.  En ese caso tenemos el fenómeno de la resonancia: la amplitud A puede tomar valores muy grandes, incluso para fuerzas externas pequeñas.  Lo que sucede entonces es que la energía que recibe el sistema, por así decirlo, es absorbida por el sistema en su forma más eficiente.  Las oscilaciones crecen tanto más cuanto menor sean las fuerzas disipativas; y si éstas son muy pequeñas, el sistema oscilará como si se lo llevasen los diablos.
Eso lo vemos a diario.  Las vibraciones de la maquinaria suelen deberse a que oscilan en una frecuencia resonante.  Cuando conectamos el móvil, las ondas entran en resonancia con un circuito que sirve para aumentar su intensidad. También el abuelo que ve a su nieto en el columpio lo sabe.  Por eso empuja con una cadencia igual a la frecuencia natural del sistema, y con una intensidad tal que el columpio no oscile más de lo debido.

Y eso es lo que sucedió en el puente de Tacoma Narrows.  En ese caso, el papel de abuelo lo hacía el viento, que soplaba transversalmente.  El puente estaba formado por un tablero horizontal y dos paneles verticales a los lados (todo sujeto a dos grandes torres por medio de la consabida maraña de cables), de forma que si le diésemos un corte transversal tendríamos una figura en forma de H, con el trazo horizontal mucho más largo que los verticales.  El viento viene horizontalmente, digamos de izquierda a derecha.  Cuando topa con el panel izquierdo, se desdobla en dos flujos de aire, que recorren el puente.  Pero como el puente carecía de línea aerodinámicas, el aire formaba remolinos en la parte superior, y también en la inferior.

Un falo con redecilla

Existe una familia de hongos denominados phallaceae por su evidente forma de falo. El ejemplo más notable de la especie tiene el descriptivo nombre de Phallus impudicus. Su olor nauseabundo suele ser detectado incluso a 20 metros de distancia, hasta el punto de que los campistas que tienen la mala suerte de colocar su tienda cerca de uno de estos ejemplares acaban por tener que mudarse de sitio. El capuchón con forma de colmenilla desprende un olor fétido a carroña que tiene como objetivo atraer a las moscardas y moscas verdes; ya que, a diferencia de otros hongos que esparcen sus esporas por el aire, estas especies se sirven de las moscas para transportar las esporas que quedan adheridas a sus patas.

El hongo en su fase inicial adopta forma de huevo, que generalmente huele a rábano, y es comestible. En su fase adulta no tiene valor culinario. Pero quizás no resulte sorprendente que en China se consideren un delicatessen y, como no podía ser de otro modo, ¡un afrodisíaco!

Entre los hongos de la familia phallaceae destaca Dyctiophora duplicatus una especie muy rara en España que presenta una red colgante membranosa y frágil, a modo de faldilla, denominada indusio. En zonas tropicales abundan especies muy bellas con estos indusios.

La química, matemáticas de la vida

Conferencia de Francisco R. Villatoro

Ecolocalización humana

El chico que protagoniza el vídeo situado bajo estas líneas se llamaba Ben Underwood. Perdió la visión tras sufrir un cáncer de retina a los dos años de vida; el tratamiento requirió la extirpación de ambos globos oculares. Murió en 2009 a consecuencia de la misma enfermedad que lo dejó ciego.



Hay varios elementos a destacar en lo que acaban de ver, como el chasquido que Ben produce haciendo chocar la lengua contra el paladar (0:44 y 1:03 en adelante, por ejemplo). Se puede decir con cierta seguridad que esto le permite realizar el lanzamiento del balón a la canasta y advertir la presencia de los objetos que encuentra a su paso mientras camina por la calle (1:44). La parte del futbolín es dudosa y la del videojuego lo único que dice es que el muchacho era bastante espabilado, y eso suponiendo que estuviese jugando bien, cosa que no se puede deducir.
Al igual que otros mamíferos como murciélagos y delfines, el ser humano también viene equipado con su propio sistema biológico de sónar, aunque mucho más rudimentario.

La maniobra Valsava

Resulta que cuando hacemos un esfuerzo muscular intenso de corta duración, tendemos a apoyarnos en la acción de contener el aire en los pulmones, en lugar de expulsarlo (espirar). Muchos usuarios de las salas de musculación y deportistas recurren a esta maniobra cuando mueven pesos de cierta magnitud. Desde CuerpoSapiens nos hemos propuesto desmontar su utilidad en el entrenamiento de la fuerza, con objeto de resaltar su riesgo cardiovascular.

Pues no, Valsalva no es un compañero de entrenamiento, cuando se trata de mover el hierro hasta quedar sin aliento. En realidad, Antonio Maria Valsalva (imagen 2) fue un médico italiano nacido en el siglo XVII, que describió y dio nombre a una maniobra relacionada con la dinámica de dicho aliento. Así, la maniobra de Valsalva consiste en expulsar el aire forzadamente (espirar), pero tapando la nariz y cerrando la boca, al tiempo que se cierra la glotis.  Estas acciones aumentan la presión en las trompas de Eustaquio. Si las trompas están permeables, el aire entrará de manera forzada en el oído medio.

Curiosamente, también determina una serie de sucesos musculares y cardiovasculares que tienen su importancia cuando suceden entrenando la fuerza. Para hacerse una idea el lector, se identifica fácilmente al usuario de un gimnasio que se apoya en dicha maniobra, por la “cara de inflar globos” al levantar pesos. Podemos encontrar entrenadores o técnicos de Fitness que desaconsejen realizar dicha maniobra, guiados por criterios de salud. Por razones de rendimiento deportivo, otros encuentran adecuada su aplicación.

La maniobra de Valsalva al desnudo:
Al espirar contra la glotis cerrada; aumenta la presión intratorácica, lo que afecta a la presión arterial (PA) que disminuye, debido a que se reduce el retorno venoso (RV).
Podemos decir que, la presión arterial aumenta al comenzar nuestro esfuerzo con esta maniobra, por el aumento de presión intratorácica, sumado a la presión aórtica. Sin embargo, a los pocos segundos desciende, porque la gran presión dentro del tórax (presión intratorácica) llega a comprimir las venas. Ésto provoca que disminuya el retorno venoso y el gasto cardíaco (GC). La disminución de la PA es detectada entonces por unas terminaciones nerviosas, los barorreceptores, que inhiben su actividad, lo que reduce el tono vagal y aumenta el tono simpático¹ del corazón y vasos periféricos. Como resultado, se induce la elevación de la frecuencia cardíaca (FC) (taquicardia), el aumento de la fuerza de contracción del corazón y vasoconstricción de los vasos periféricos. Todo ello contribuye al aumento el GC.

1) El sistema nervioso autónomo se compone de los sistemas simpático y parasimpático. Las acciones de ambos sistemas son opuestas entre sí, pero actúan en equilibrio conjuntamente. El nervio Vago inerva al corazón y el aumento del tono vagal, o actividad parasimpática de dicho nervio, reduce al FC. El aumento del tono simpático se refiere a la estimulación de la inervación del corazón que eleva su FC, e implica la reducción del tono vagal. En ejercicio físico predomina la estimulación simpática con aumento de activación cardíaca, de la PA y vasoconstricción en músculos no activos, en reposo (recuperación) predomina la actividad parasimpática, con los efectos opuestos.

Al terminar la maniobra y abrir la glotis, regresa a la normalidad la presión intratorácica. Lo mismo ocurre con el GC, aunque continúe la vasoconstricción de los vasos periféricos. Al incrementarse la PA de nuevo, la respuesta de los barorreceptores estimula la actividad del nervio Vago e inhibe la actividad simpática, lo que produce disminución de la FC (bradicardia) y vasodilatación de los vasos periféricos. De esa manera regresa la presión a los valores normales².

2) Los cambios en la PA producen una respuesta de los barorreceptores, destinada a recuperar sus valores normales. Este sistema de regulación se conoce como “reflejo barorreceptor”.

Aburrido, ¿no?, pues esto puede observarlo el lector cuando tose. También ocurre al estornudar, al trata de abrir un bote con tapa de rosca (con más hambre que fuerza) o en alguna que otra necesidad fisiológica que realizan hasta los toreros, por muy valientes que parezcan.
A parte de las situaciones citadas, esta maniobra se empleó en su tiempo para sacar cuerpos extraños desde el oído y para tratar la hipoacusia. Hoy su utilidad  es variada, en medicina, por ejemplo, puede tener función diagnóstica o apoyar las acciones de esfuerzo o “pujo” en un parto. También es muy importante en la inmersión en el buceo, para igualar la presión de nuestros oídos en relación a un aumento paulatino de la presión exterior del agua, tratando de evitar un posible barotrauma.

La alimentacion del panda

Un oso panda gigante, y su intento de pulgar a mitad de camino, aferrados a un bambú. Lo que antes era un animal omnívoro, se había transformado con el paso de los años en un consumado herbívoro. A diferencia de sus parientes lejanos, como por ejemplo el oso polar, nada de carne, ni mucho menos grasas. Solo cañas y hojas verdes de una planta considerada milenaria. ¿Qué pasó en el medio?, se preguntaron los científicos.
Las respuestas no abundan. Pero creen que todo comenzó a definirse hace aproximadamente cuatro millones de años atrás. Para algunos, un cambio ocurrido en un gen habría sido responsable de una pérdida en su capacidad para degustar la carne. Otros piensan que pudo ser debido a fenómenos de recompensa. Mientras tanto, el misterio continúa.

Sabor umami

Una primera pista tiene que ver con que los pandas han perdido la posibilidad de paladear el sabor umami. El denominado quinto sabor, presente en gran variedad de carnes rojas y que suele ser generado por aminoácidos tales como el L-glutamato, no logra despertar interés en dichos animales. Estudios previos han permitido determinar que se debería en parte a mutaciones ocurridas hace ya tiempo en un gen. Más precisamente en T1R1, principal responsable de brindar la información necesaria para percibir el sabor umami.
Pero Yufang Zheng, investigador de la Universidad Fudan, en China, cree que la cuestión del cambio en el patrón alimentario del animal fue un tanto más compleja. Para él no alcanza con T1R1. La mutación no logra explicar por qué el oso eligió ingerir hasta un 6 por ciento de su peso en bambú diariamente para poder sobrevivir. En comparación con carnes o frutas, el rendimiento energético de la planta es mucho menor.
El investigador considera que el sabor no es el único factor que condiciona la elección de uno u otro alimento. Un nutriente de alto contenido calórico puede ser además detectado por otro sentido, como por ejemplo el olfato. Por si esto fuera poco, T1R1 se encuentra intacto en vacas y caballos, verdaderos herbívoros irrenunciables.

En busca de recompensa

En los seres humanos comer por primera vez un chocolate dispara un mecanismo de recompensa a nivel cerebral. Una sensación placentera motorizada por una serie de escuadrones de compuestos químicos hedonistas, entre los que se encuentra la dopamina. El núcleo accumbens, un conjunto de neuronas ubicado en la base del cerebro, es frecuentemente invadido por dopamina luego del primer bocado. Lo que sigue no es solo glotonería, sino también el refuerzo de una conducta y una búsqueda repetitiva de la sensación vivida.
Ocurre que el hedonismo no siempre se llevó bien con la homeostasis. Los sabios griegos acuñaron ese último término. Deriva del latín y significa similar posición o estabilidad. En fisiología se ha empleado para graficar la capacidad que tienen los seres vivos de regular su propio medio interno con el fin de mantener una condición estable y constante. Intente comer chocolates todos los días, o si prefiere hamburguesas de alto contenido calórico, y verá reflejado en la balanza algún que otro descalabro en su homeostasis. La dopamina parece que ahí también manda. ¿Pero qué ocurre con el sistema de recompensa de los pandas?

Genes egoístas

En su libro “El gen egoísta”, Richard Dawkins, un divulgador científico británico, afirmó que los genes son las unidades evolutivas fundamentales. Para el autor, los seres vivos no son más que máquinas de supervivencia de dichos genes. Aseguró que la base biológica de las distintas conductas de los organismos reside en ellos.
Zheng en tanto lideró un grupo de científicos. Estudiaron sectores del genoma del panda que están involucrados en los mecanismos de respuesta a estímulos placenteros. Más precisamente 166 genes. Los cuales luego fueron comparados con secuencias genéticas disponibles de seres humanos y otros animales. En un trabajo, publicado en la revista PLoS one, lograron detectar que en solo uno de ellos existió algún tipo de variación.
Se trata del gen que codifica la función de una enzima denominada catecol-orto- metiltransferasa (COMT). Al parecer esto propiciaría que COMT, especialista en transformar a la dopamina en metabolitos inertes, se muestre como más inactiva en los pandas. Ensayos anteriores en ratones de laboratorio asociaron al incremento de dopamina -a nivel de la corteza cerebral- con una mayor motivación para buscar comida. En seres humanos algunas mutaciones en el gen COMT han sido vinculadas con desórdenes alimentarios y también con el trastorno obsesivo compulsivo.

Kilos de bambú para el falso pulgar del panda

Dicen expertos en zoología que el oso panda invierte entre 10 a 16 horas diarias en tareas de alimentación. Para Zheng, si bien el gen COMT tendría en parte que ver con ese comportamiento, nuevos estudios deberán aclarar un poco más este enigma. “Sería interesante un estudio bioquímico más detallado de la enzima COMT del panda”, manifestó el investigador.
Solo el 20 por ciento del bambú ingerido es aprovechado por el animal. Ocurre que a pesar del paso de millones de años su aparato digestivo continúa en la actualidad más adaptado para digerir carnes que fibras vegetales. ¿Por qué a pesar de ello evolucionó hasta comer casi 20 kilos de dicha planta por día para poder subsistir? Nadie lo sabe. Para los científicos el desarrollo de nuevas investigaciones enfocadas en los componentes químicos del bambú, y por supuesto en su injerencia en el sistema de recompensa cerebral, quizás ayuden a develar la incógnita.

¿De dónde vienen las ideas?

Eres libre?  Seguramente crees que sí, aunque tal vez esa libertad quede un poco diferente en tu mente después de hacer juntos el experimento que estoy a punto de proponerte. ¿Estás listo? Bien porque en este juego voy a adivinar tu pensamiento. ¿Estás preparado para algo así?

Para participar lo único que has de hacer es pensar en lo primero que se te pase por la cabeza, ¿de acuerdo? Si yo te digo que pienses por ejemplo en la primera marca de coche que te venga a la mente, la primera en la que pienses quédate con esa, ¿ok? Bueno, esto era solamente de prueba. Ahora viene la buena, ¿lista? Bien, vamos allá.

Piensa en la primera herramienta que te venga a la cabeza. ¿La has pensado ya?

Ahora piensa en una fecha, ¿ya? Bueno, prepárate entonces para que lea tu pensamiento, esta experiencia te hará entender mejor tu forma de pensar si reflexionas lo suficiente sobre ello.

Veamos, tu color favorito es el azul, ¿me equivoco? La herramienta en la que has pensado es el martillo o puede que hayas cambiado sin saberlo finalmente y hayas pensado que es mejor la llave inglesa. No lo sé muy bien, esas son las dos herramientas que me vienen a la mente ahora. En cuanto a la fecha, deja que piense. Veo velas, veo una tarta. Veo gente cantando…”cumpleaños feliz”. ¡Has elegido tu fecha de cumpleaños! ¿Qué tal ha ido la adivinación?
Seguramente he acertado y te estarás preguntando qué diantres ha pasado. La explicación es sencilla e inquietante al mismo tiempo. Sencilla por lo intuitivo de la respuesta, inquietante por las implicaciones del resultado.
Y seguramente ya habrás imaginado por dónde van los tiros. La respuesta la encontrarás en el menú de tu teléfono móvil. ¿Hay una llave inglesa dibujada como icono de alguno de los apartados? Ahí está la respuesta.

La explicación tiene que ver con nuestra memoria y con la forma en la que aprendemos las cosas. Una forma mediante la cual conseguimos que se nos queden los conceptos es la repetición. Si queremos que se nos meta algo en la cabeza lo repetimos una y otra vez. Hay veces en que repetimos las cosas sin darnos cuenta. Eso es precisamente lo que ha ocurrido aquí.

En el caso del martillo y la llave inglesa, han sido utilizadas con mucha frecuencia como iconos y lo siguen siendo, para representar las herramientas. Así que cuando nos piden que pensemos en la primera herramienta que nos venga a la cabeza, pensamos en una de esas dos.

Es decir, que al igual que hacíamos en el colegio para aprendernos la lección, repetir una y otra vez, hay lecciones que hemos aprendido sin pretenderlo, por repetición. Y lo curioso es que esas ideas aprendidas sin darnos cuenta aparecen inocentemente en nuestras cabezas como si de ocurrencias nuestras se tratasen, pensamos que se nos ha ocurrido a nosotros, y no es más que una idea aprendida del entorno.

Y eso da lugar a la siguiente pregunta. ¿Se puede llegar a cambiar nuestra forma de pensar manipulando nuestro entorno, pueden conseguir que tomemos por ideas y decisiones propias las que realmente no lo son? ¿Puede convertirse así nuestro propio pensamiento en un enemigo de nuestra libertad? Y lo que es más importante, ¿hay gente que conoce cómo funciona nuestra mente y lo usa para su propio beneficio?
Cuando planificamos el futuro en nuestro cerebro se activan casi las mismas zonas que cuando recordamos el pasado. No sería raro que usáramos el pasado para imaginar nuestro futuro, y que por lo tanto nuestro futuro estuviera condicionado por nuestro entorno del pasado.

Por cierto, casi se me olvidaba. Con la fecha suele ocurrir algo similar. El de nuestro nacimiento es un momento importante para nosotros y la fecha está muy presente en nuestras vidas, así que pensamos en ella enseguida.

En cuanto al color, es simplemente estadística, casi la mitad de las personas tienen como color preferido el azul, seguido del verde y después el rojo por ese orden. ¡Y yo que me sentía muy especial por tener de colores favoritos el azul y el verde!

Un segundo experimento

Ahora vamos con un segundo experimento sobre algo relacionado y que complementa éste de forma bastante interesante. Puede que esta segunda parte no funcione al ser presentada por escrito, cosa que sí sucede al enseñarlo de forma hablada. Si no te funciona, existe la posibilidad de que lo pruebes con personas de tu entorno, presentándolo del mismo modo en que aquí se hace pero de viva voz. Vamos allá…¿Está bien dicha y escrita la frase “aré lo que pude”? Piensa en ello y antes de seguir leyendo da una respuesta.

Si eres como la mayoría de la gente habrás respondido que está mal dicho, que la forma correcta de decirlo sería “hice lo que pude”. Bueno, cambiemos un poco la frase. ¿Está correcta la expresión “aré la tierra lo que pude”?

Ahora te habrás dado cuenta de forma rápida de que el verbo que acabo de usar es el verbo arar y no hacer, y que por lo tanto está bien dicha la frase, tanto ésta como la de arriba. Pero sin embargo al principio no te diste cuenta de que el verbo utilizado era el verbo arar. ¿Por qué el error? ¿Por qué se produce antes un despiste y después con la palabra tierra de por medio ya no?

El verbo hacer lo usamos con mucha más frecuencia que el verbo arar y lo usamos además asociado a la expresión “hice lo que pude” mucho más que el otro verbo. Así que nos ha pasado igual que antes con el martillo, que es lo primero que nos viene a la mente, pensamos mucho antes en el verbo hacer que en el verbo arar. Sobre todo con la expresión utilizada.

Aquello que aparece en nuestra memoria, nos ayuda a entender la frase de una manera u otra, en el caso que nos ocupa conduciéndonos al error. Cuando hemos mencionado la palabra tierra, el error desaparece, ¿por qué? Porque está relacionada dicha palabra con el verbo arar, al mencionarla en la frase consigue traer rápidamente a nuestra mente consciente dicho verbo y propicia que interpretemos la frase de la forma correcta desde el principio.

Así que no solamente nuestro entorno influye en nuestros pensamientos sino que además esos pensamientos pueden hacer que entendamos la realidad de una forma o de otra dependiendo de cuales sean. Usamos nuestro conocimiento del mundo para entender la realidad y ese conocimiento lo adquirimos del entorno, aunque sin ser conscientes de ello muchas veces. Y lo aprendemos de una determinada forma, de tal modo que eso hará que nuestra forma de pensar dependerá en parte no solamente de qué aprendimos, sino de la forma en la que lo hicimos. ¿Aprendimos siempre dos hechos de nuestra vida como inseparables sin darnos cuenta por ejemplo? ¿Hemos aprendido a entender determinados aspectos de nuestras vidas con las mismas ideas? ¿Y si a unas situaciones que entendemos siempre con unas ideas les aplicamos otras que corresponden con situaciones muy distintas?

Si utilizamos las ideas de nuestra mente consciente en un momento dado no parece raro que un mismo estímulo nos cause sensaciones e impresiones muy diferentes en función de nuestro aprendizaje previo. ¿Alguna vez has leído un libro y al leerlo por segunda vez todo te pareció diferente? ¿Las cosas del libro tenían un sentido muy distinto de la que tuvieron durante la primera lectura? Tal vez sea porque el lector no era exactamente el mismo la segunda vez, hubo un aprendizaje en medio. El sistema educativo se basa en esto mismo, en lo que Piaget llamaba la zona de desarrollo próximo. Un niño chico no podrá entender la filosofía que hace de la vida un físico teórico. Le falta un largo camino interior de enlazar ideas hasta llegar a sentir y comprender al físico.

Todo lo comentado es lo que lleva también a la gente a encontrar una cara en una roca de marte oa ver platillos volantes en una mancha de una foto,o a tener prejuicio contra el diferente. Es lo que hace que “en ocasiones” la frase “cree el ladrón que todos son de su condición” tenga razón. De cualquier forma, si algo nos caracteriza como especie es nuestra capacidad para el aprendizaje. Estamos a tiempo de aprender.

Experimento mental: ¿Tu forma de vestir cambia tu forma de pensar?

Ponerse una bata de médico mejora tu capacidad de atención. Pero si te pones la misma bata, y te dicen que es de pintor, no se produce el mismo efecto. El experimento lo cuenta Sandra Blakeslee en The New York Times y ha sido publicado en The Journal of Experimental Social Psychology. La idea de origen era indagar en cómo nuestra manera de vestir puede influir en nuestros procesos cognitivos y conocer mejor un proceso bautizado como “cognición corporal”.

Desde hace algún tiempo, algunos neuropsicólogos han descubierto que nuestros procesos mentales pueden verse sutilmente alterados por determinadas condiciones externas. Así, por ejemplo, se ha comprobado que cuando sostenemos una bebida caliente, nuestro interlocutor nos parece más cercano, mientras que si la bebida es fría, nos parece más distante. O que si llevamos una carpeta pesada, nos sentimos más importantes.

“Sabemos que la forma de vestir afecta a cómo nos perciben los demás y a cómo pensamos sobre nosotros mismos”, asegura el doctor Adam D. Galinsky, de la Northwestern University, que ha encabezado el estudio. Para poner este fenómeno a prueba, el equipo de Galinsky realizó varios experimentos. En el primero de ellos reunió a 58 estudiantes y les asignó al azar ropa de calle o una bata blanca de laboratorio. Después realizó un test de atención y descubrió que aquellos que llevaban la bata cometían la mitad de errores que aquellos que iban vestidos de calle.

En el segundo experimento, Galinzky reunió a 74 estudiantes y les dio tres opciones: llevar una bata de médico, una de pintor o simplemente mirar la de doctor. Después les sometió a una prueba de atención que consistía en encontrar las diferencias entre dos cuadros en el menor tiempo posible. Aquellos a los que dijeron que llevaban la bata de médico – que era idéntica a la de pintor- encontraron más diferencias. Los otros dos grupos encontraron significativamente menos diferencias.

La conclusión de estas pruebas y otras similares, según este equipo, es que ponerse determinada ropa cambia el estado psicológico de los sujetos. Muchos de los que se han disfrazado alguna vez para Halloween, argumentan, han sentido esta sensación de cambio mental, aunque sea jugando. Pero, ¿qué sucede en el cerebro de una persona cuando uno lleva las 24 horas del día el traje de cura o de policía?, se preguntan. Aún no hay respuesta pero prometen seguir investigando.

El universo por Neil Tyson

Jóvenes, sanos y delgados

La relación entre cáncer y envejecimiento es bien conocida desde hace décadas. Pese a los desgraciados ejemplos que podamos tener más o menos cercanos de pérdida de vidas jóvenes a causa del cáncer, es evidente que el mayor factor de riesgo para el desarrollo de una enfermedad neoplásica es la edad. La explicación más evidente a este fenómeno es que el cáncer se produce tras la acumulación de daños no resueltos convenientemente y que comprometen las funciones esenciales de nuestras células. Del mismo modo, muchos investigadores sugieren que esa acumulación de células dañadas en nuestros tejidos con el paso de los años son la base del envejecimiento.

El laboratorio que dirige Manuel Serrano, del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) en Madrid, intenta indagar en el funcionamiento de los genes que nos protegen frente al cáncer de manera natural, los denominados “supresores de tumores”. Estos genes codifican proteínas cuya actividad se ha demostrado esencial para prevenir el desarrollo de cáncer y se encuentran inactivados o ausentes en las células tumorales. En los últimos años, el trabajo de este grupo ha puesto de manifiesto que dichos genes supresores de tumores podrían estar actuando de un modo más general como mecanismos de defensa frente a distintos tipos de daño.

Utilizando modelos de ratón modificados genéticamente para portar copias extra de algunos de estos genes supresores de tumores (en condiciones normales un ratón, al igual que un humano, tiene solo dos copias de cada gen), el grupo de Manuel Serrano describió que es posible aumentar las defensas antitumorales, lo que abriría la posibilidad a futuras terapias preventivas, algo sin embargo aún más cercano a la especulación teórica que a una aproximación real.
Sin embargo, un dato adicional que estos modelos animales ofrecieron para sorpresa de muchos, es que reforzar estas defensas naturales anticancerígenas conlleva también una mayor protección frente al envejecimiento. Los ratones que portan copias extra de estos supresores de tumores no solo no desarrollan menos cáncer, sino que además se encuentran protegidos de los rigores del paso del tiempo, demostrando mejores parámetros de salud, coordinación motora, mejor metabolismo, etc. La interpretación que se dio a esta observación, repetida usando varios modelos animales distintos, es que estos genes podrían representar unas defensas naturales frente a diversos tipos de daño y, como ya hemos comentado al principio, el cáncer y el envejecimiento tienen una base común en la acumulación de células dañadas que no han sido reparadas adecuadamente, por lo que aumentar las defensas parece un método eficaz frente a ese daño.

Continuando con esta línea de trabajo, el grupo de Manuel Serrano se preguntó si estas observaciones serían también extensibles a un nuevo gen supresor de tumores más, el gen PTEN. Ana Ortega, una joven estudiante de doctorado del laboratorio, comenzó hace ahora cinco años la tarea de desarrollar un ratón que portase copias extra de este gen como parte de su tesis doctoral.
Confirmando las observaciones realizadas con otros modelos animales anteriores, Ana encontró que sus ratones estaban más protegidos frente al cáncer y, de nuevo, eran también más longevos. Pero además, y para su sorpresa, estos ratones presentaban otra característica destacable. Los ratones eran sorprendentemente más delgados (un 28% de media) pese a comer igual, o incluso más que los ratones de referencia no modificados. Además de controlar mejor el peso, los ratones con copias extra de PTEN mostraban también una mayor sensibilidad a la insulina, lo que está directamente relacionado con una mayor protección frente a la diabetes, y si eran alimentados con una dieta rica en grasas, sus hígados soportaban mucho mejor el exceso.

Cuando Ana se puso a buscar cuál era la causa de esta mayor protección metabólica que permitía a los animales comer sin engordar, la respuesta la halló en el tejido de más reciente descripción para los humanos y el que mayor atención está recibiendo en los últimos años en la investigación de la obesidad, la grasa parda. Este tipo de tejido graso permite quemar la energía de manera desacoplada a la producción de energía. Es un tejido esencial en los animales que hibernan y en los bebés humanos, permitiendo la generación de calor.

Los ratones con más PTEN son capaces de activar la grasa parda, poniéndola en marcha para que quemen la energía procedente de la dieta incluso cuando esta es rica en grasas. Esto es lo que les permite estar más protegidos frente a la obesidad, la diabetes y el conocido como síndrome metabólico.
Bioquímicamente, la actividad más reconocida de PTEN es la de actuar como enzima fosfatasa, oponiéndose a la ruta de señalización que gobierna otra enzima llamada PI3K. Para demostrar que esa vía es también la responsable de los efectos descritos en estos animales con más copias de PTEN, Ana administró un compuesto experimental desarrollado en el CNIO capaz de inhibir la enzima PI3K a ratones normales. Del mismo modo que los ratones modificados genéticamente con más PTEN, los ratones tratados con inhibidor de PI3K mostraron también una mayor capacidad de activar la grasa parda, demostrando con ello que esa es la vía alterada responsable del efecto observado.

Podríamos, por tanto, estar ante una primera demostración de que es posible activar la grasa parda mediante un compuesto sintético que nos permita quemar los excesos de nutrientes, nos proteja de la obesidad y la diabetes, y quizás al mismo tiempo suponga una barrera frente al desarrollo tumoral y contribuya a alargar nuestro periodo de vida saludable. Vamos, una joya para cualquier farmacéutica. Pero para ello, aún quedan muchos pasos que dar, pero este es sin duda un salto hacia adelante.
Por tanto, tenemos en PTEN un nuevo ejemplo de la acción protectora de los denominados hasta ahora (quizás haya que considerar ampliar su nombre) genes supresores de tumores. No solo protegen frente al desarrollo del cáncer, si no que además aumentan la longevidad y actúan frente a la obesidad y enfermedades asociadas a ésta.

Si la evolución ha seleccionado genes con una actividad protectora tan eficiente y valiosa, ¿por qué terminamos desarrollando cáncer, envejeciendo, y engordando y con diabetes? Todo parece indicar que mientras somos jóvenes estamos protegidos por la acción de este tipo de genes, pero el paso del tiempo parece desactivar estas defensas o, al menos, las hace incapaces de solventar la acumulación de daño experimentada con los años. A fin de cuentas, a la evolución le da lo mismo un organismo desechable que ya ha superado la edad reproductiva.

Cómo calienta un microondas

Siempre me sorprendo de lo extendida y aceptada que está la errónea explicación que le atribuye al fenómeno de la resonancia el mérito de ser el principio físico de funcionamiento de los hornos microondas, ya sea en la sabiduría popular como entre los propios físicos. Dicha explicación sostiene que la frecuencia de trabajo de estos aparatos (2,45 GHz) está especialmente escogida por su proximidad con la supuesta frecuencia natural del agua. Debido a esto, las moléculas de agua entrarían en resonancia absorbiendo mucha más energía de la que obtendrían a otras frecuencias. Puede que precisamente aquí se halle uno de los orígenes del miedo a muchas de las tecnologías inalámbricas que utilizan bandas de frecuencias coincidentes o adyacentes (véase WiFi, Bluetooth, móviles, etc.). Nada más lejos de la realidad.
Lo cierto es que la elección de la frecuencia de trabajo no es casual, así en el caso de los hornos microondas como en dichas tecnologías de comunicaciones. Sin embargo, la razón subyacente no tiene nada que ver con la excitabilidad del agua; es más simple. Como sabréis, el reparto del espectro electromagnético está regulado y, en general, se requiere el pago de licencias para su aprovechamiento. No obstante, existen ciertas bandas de frecuencias llamadas ISM (Industrial, Scientific and Medical) que no requieren licencia: cualquiera puede emitir en ellas respetando unos límites. Esto ha hecho que se encuentren saturadas de aplicaciones que se molestan mutuamente.
La elección de frecuencias ISM responde, por tanto, a su gratuidad. La utilización en concreto de la banda de 2,4 GHz, y no otra, en comunicaciones responde a un compromiso: por un lado, en frecuencias más altas se dispone de mayor ancho de banda (caben más datos, a más velocidad) y las antenas son más pequeñas; por otro lado, a medida que aumenta la frecuencia, se encarece el equipamiento para generarla. En el caso de los hornos microondas, el compromiso es similar: a mayor frecuencia, más energética es la radiación y más calentará, pero tampoco queremos que los electrodomésticos se disparen de precio.

El funcionamiento de un horno microondas se basa en la vibración de las moléculas de agua al ser excitadas por un campo electromagnético debido a que se trata de una molécula polar. Cualquier onda electromagnética aporta energía al medio por el que se propaga, pero, en el caso del agua, se acentúa este aporte a causa de esta vibración. No obstante, hay frecuencias mucho más adecuadas para perseguir ese propósito. Esto se aprecia muy bien en los diagramas de absorción en función de la frecuencia y el medio: es decir, la energía que pierde la radiación (y que gana el medio, que se calienta) a diferentes frecuencias.
En la figura 2 se aprecian sendas curvas para el oxígeno (línea continua) y el agua (línea discontinua). Se ve claramente que la frecuencia de 2,4 GHz no es nada especial en cuanto al calentamiento del agua se refiere (y hay que tener en cuenta que esta curva se corresponde con el vapor de agua: para agua líquida, los valores de absorción son menores). Sí que hay picos de absorción (frecuencias de resonancia, podríamos llamar), pero son tan lejanos que se sitúan por encima de los 100 GHz.

La capacidad de calentamiento se sustenta, por tanto, en la potencia. Potencia, potencia y potencia dentro de una cavidad que hace rebotar las ondas una y otra vez. Así, cualquier frecuencia es capaz de cocinar alimentos. De hecho, el primer microondas utilizaba radiofrecuencia en el rango de los 10-20 MHz.

El cielo de Canarias

Uniendo la técnica timelapse y la fotografía astronómica se logra captar la verdadera belleza del paisaje y el cielo nocturno en un mismo vídeo, reproduciendo de forma real pero acelerada el movimiento del cielo. Lo que ocurre en horas o días podemos verlo en segundos. Lo que el ojo no puede ver por falta de luz, lo podemos captar y mostrar en forma de vídeo con unos colores y matices imposibles de captar durante el día.
Todos los vídeos son reales, los paisajes, estrellas, constelaciones, vía láctea etc se han grabado usando técnicas de obtención de imágenes astronómicas y sistemas especiales (grúas y raíles) para lograr el efecto de movimiento del paisaje y cielo en la misma secuencia.
Todas las escenas están grabadas por la noche, la única luz que ilumina el paisaje es el de la Luna y en ocasiones, algunos pequeños focos.

Neuronas bajo cero

Vivir en aguas que se encuentran a tan solo unas décimas de grado de la congelación no es fácil. Y sin embargo, hay unas cuantas especies que viven bajo cero en aguas polares. La mayoría de animales que allí viven son, además, ectotermos; esto es, son animales cuya fuente de calor corporal es externa, es el entorno. Quiere esto decir que su temperatura corporal es la misma que la ambiental; o sea, sus propios fluidos corporales se encuentran en el límite de la congelación.

Hay especies emparentadas entre sí que viven en ambientes térmicos muy dispares. Unas viven en mares ecuatoriales y otras en aguas polares. Cuando ocurre eso, lo normal es que las características de las enzimas metabólicas (V_max y K_M) [1] sean tales que funcionen perfectamente a las temperaturas propias de las aguas en las que vive cada especie. También es normal que haya diferencias en la composición lipídica de las membranas celulares de unas y otras especies.

Las de las especies de aguas frías tienen una mayor proporción de lípidos insaturados, porque esos lípidos proporcionan una mayor fluidez a la membrana y gracias a esa mayor fluidez los procesos que dependen de esa característica no se ven paralizados por los efectos del frío. En aguas calientes ocurre lo contrario, los lípidos de membrana tienen un mayor grado de saturación y gracias a ello, las membranas no alcanzan una fluidez excesiva. Ese fenómeno se denomina “adaptación homeoviscosa” y junto con el ajuste enzimático citado, permite mantener similares tasa metabólicas bajo diferentes condiciones térmicas y, por lo tanto, similares niveles de actividad.

Hay un aspecto en la adaptación a medios de muy diferente régimen térmico que ha sido poco estudiado hasta ahora; es el de la conducción del impulso nervioso y, en concreto, el del efecto de la temperatura sobre la apertura y cierre de los canales iónicos que intervienen. Los impulsos nerviosos consisten en despolarizaciones transitorias de la membrana neuronal que se desplazan a lo largo del axón; a esas despolarizaciones, que cursan con extraordinaria rapidez, se las denomina “potenciales de acción”.
El potencial de acción es un fenómeno “todo-o nada” que se produce porque hay unos canales de sodio en la membrana axónica que se abren cuando sube el potencial de membrana, y se disipan por dos razones: porque los anteriores canales de sodio se inactivan rápidamente, y porque hay otros canales, estos de potasio, que se abren a continuación, aunque más lentamente. De forma muy resumida puede decirse que al abrirse los canales de sodio en respuesta a una (incluso ligera) elevación del potencial de membrana, este catión entra en la célula y hace que la cara interna de la membrana adquiera carga eléctrica neta positiva; posteriormente, cuando se abren los de potasio, sale este otro catión del interior de la célula y de esa forma es el exterior de la membrana la que adquiere la carga neta positiva, quedando negativa la cara interior.

En realidad ocurren algunas cosas más, porque también hay una bomba de sodio/potasio que saca sodio y mete potasio, y algún que otro ión más que también puede moverse a un lado y otro de la membrana, pero lo esencial es lo que ocurre con los dos principales cationes animales, el sodio y el potasio.

Se da la circunstancia de que el canal de sodio no es demasiado sensible al cambio térmico, pero el de potasio sí lo es. La cinética de la apertura y cierre de un canal de potasio es muy dependiente de la temperatura. Por esa razón, siempre se había pensado que las especies que viven en aguas polares tendrían canales muy diferentes de los de las que viven en aguas calientes. De otra forma, si las neuronas de una especie del océano antártico tuviesen, por ejemplo, el mismo canal de potasio que las de una del mar Caribe, los canales de potasio de la especie polar tardarían tanto en abrirse que no sería posible que se generasen secuencias de potenciales de acción (secuencias de impulsos nerviosos). De ocurrir eso, el sistema no podría funcionar, porque para que funcione es imprescindible que el potencial de membrana, tras elevarse debido a la entrada de sodio en la neurona, descienda por la posterior salida de potasio. Sin ese descenso no volverían a desencadenarse nuevos potenciales de acción; o sea, no habría señales nerviosas, al menos tal y como las conocemos.

Y no solo se había pensado que los canales de las especies de aguas calientes y los de las especies de aguas frías serían diferentes, sino que, además, esas diferencias obedecerían a diferentes secuencias de nucleótidos en el gen que codifica la proteína que configura el canal.

Esta cuestión se ha analizado recientemente y para ello se han utilizado, como modelos animales, dos especies de pulpos. Una pertenece al género Pareledone, habitante típico de aguas que se encuentran a -1’8ºC, en las que esos animales viven desde hace bastantes millones de años. La otra es Octopus vulgaris procedente de aguas de Puerto Rico, donde la temperatura fluctúa entre los 25ºC y 35ºC. Pues bien, resulta que los investigadores analizaron los ortólogos (las dos secuencias de genes homólogos) del gen del canal de K⁺ y se encontraron con la sorpresa de que esas secuencias eran muy parecidas, demasiado como para que puediran explicar, por sí mismas, el que ambos canales funcionen con normalidad a temperaturas tan diferentes. Solo diferían en cuatro posiciones.

Por si acaso, decidieron expresar los dos ortólogos en ovocitos del anfibio anuro Xenopus para poder caracterizar los canales resultantes a tres temperaturas, 2º, 15º y 25ºC. La conclusión a la que llegaron era que ambos canales eran virtualmente idénticos. Es más, la velocidad de apertura y cierre del canal obtenido a partir del ortólogo de la especie de aguas frías era muy inferior a la de la especie de aguas calientes, cuando ambos canales se encontraban a las que habrían sido sus respectivas temperaturas normales (14 veces más lenta la apertura y 60 veces más lento el cierre).
Los investigadores contemplaron, entonces, la posibilidad de que la adaptación térmica fuese el resultado de algún mecanismo postranscripcional. Y evaluaron si en este caso se produce lo que se conoce como “edición del ARN” (RNA editing), proceso mediante el cual la información contenida en una molécula de ARN se ve alterada por un cambio químico en su composición de nucleótidos. Y efectivamente, encontraron que se produce tal edición, dando lugar a que numerosas tripletas que debían haber sido decodificadas como adenina fuesen leidas como guanosina. El ARN del pulpo antártico había sido editado en 18 sitios, nueve de los cuales habían provocado cambios en la secuencia de aminoácidos del canal iónico, y el del pulpo tropical había sido editado en 15 sitios, de los que 10 habían dado lugar a cambios en la secuencia de aminoácidos.

La cuestión que se plantearon a continuación fue si esos cambios afectaban a la función del canal, y para ello decidieron profundizar en el estudio de cuatro sitios, dos candidatos a ser los que propiciaban la adaptación al frío y otros dos candidatos a ser los que propiciaban la adaptación al calor. Para caracterizar sus efectos, cada una de las cuatro ediciones fue introducida por separado en el genoma original (sin editar) y el canal que expresaba en cada caso fue estudiado a 15º y a 25ºC.

Y resultó que tres de los sitios dieron lugar a cambios funcionales en las propiedades del canal. Los dos sospechosos de propiciar la adaptación al calor ejercían efectos de similares características en la cinética de apertura y cierre del canal: ambos hacían más lento el cierre y la inactivación del canal. Y de los dos sospechosos de propiciar la adpatación al frío, uno de ellos resultó tener un efecto mínimo, mientras el otro (I321V) ejercía efectos muy importantes sobre la cinética del canal, entre los que destacaba la duplicación de la velocidad de cierre.

Finalmente, los investigadores pensaron que si la edición del codón I321 constituye un mecanismo de adaptación al frío, era esperable que en otros pulpos adaptados al frío también se produjese el mismo fenómeno y que, con carácter general, el grado de edición de ese codón fuera diferente en función de la temperatura característica de la localidad propia de cada especie de pulpo. Y, efectivamente, existe una relación negativa muy clara entre el grado de edición de ese codón y la temperatura ambiental; esto es, cuanto menor era la temperatura característica de las aguas de las que procedía el pulpo, mayor era el porcentaje de edición que experimentaba el codón. Así pues, la última fase del estudio sirvió para confirmar que la adaptación al frío de la función nerviosa de los pulpos se basa, en una importante medida al menos, en la edición postranscripcional del ARN.

Se desconoce aún lo sustancial del modo en que se desarrolla un fenómeno de edición de ARN como el mencionado en estas líneas. Pero tal y como se ha puesto de manifiesto en este trabajo con el factor térmico, dicha edición puede obedecer a una presión ambiental. Los pulpos, aunque mantienen el plan básico original de los canales de potasio, pueden construir versiones de cierre rápido mediante el mecanismo citado, y lo hacen en una medida proporcional a las necesidades. Este estudio no permite determinar si el mecanismo en cuestión, -la edición de ARN-, constituye una respuesta a corto plazo al cambio térmico o si, por el contrario, es una adaptación a largo plazo; el modo en que la temperatura ambiental induce el proceso de edición sería diferente bajo cada una de las dos posibilidades.

En todo caso, y sea cual sea el mecanismo preciso que interviene, lo que muestran investigaciones como esta es que las herramientas de que disponen los animales para adaptarse a muy diferentes condiciones ambientales son variadas y muy versátiles. Y gracias a ellas pueden llegar a exhibir una flexibilidad enorme, flexibilidad que les permite adaptarse a un abanico muy amplio de condiciones ambientales.

La imágen más precisa de la Nebulosa de Carina

La mayoría de estrellas muy masivas de la Vía Láctea se forman en nebulosas en las profundidades de la galaxia. Estas estrellas de gran masa influyen profundamente en su entorno, y aunque es posible que dispersen las nubes moleculares natales, también pueden comprimir las nubes a su alrededor, creando nuevas posibilidades de formación a nuevas generaciones de estrellas.

Esta interacción es muy importante en los procesos estelares de formación, pero los mecanismos astrofísicos exactos que tienen lugar en estas situaciones no se comprenden del todo, mayormente porque las regiones con interacciones entre estrellas masivas están demasiado lejos para ser estudiadas con detalle.

La nebulosa de Carina, en la constelación de Carina (la Quilla), es un excelente candidato de estudio en este aspecto. Situada en el brazo de Sagitario, a una moderada distancia de 2,3 kpc (unos 7.500 años luz), puede ser objetivo de detallados exámenes para comprender mejor el desarrollo de los procesos mencionados.

Esta nebulosa contiene numerosos estrellas de tipo O (las que tienen temperaturas superiores a los 33.000 K), como Eta Carinae, una de las más brillantes de la Vía Láctea y que es muy probable explote en forma de supernova en un futuro cercano desde el punto de vista astronómico.

La mayoría de investigaciones en el Complejo de la Nebulosa de Carina se centran en la física de la violenta formación de estrellas masivas, pero hay muy pocos estudios orientados hacia las poblaciones de estrellas jóvenes y con poca masa.

Este reciente trabajo se ha centrado en detectar estrellas más débiles y menos masivas que nuestro Sol, y la imagen resultante es lo bastante profunda como para localizar también enanas marrones de corta vida.
A pesar de que la nebulosa es un excelente laboratorio para los científicos que se concentran en desentrañar los procedimientos en los que florecen las estrellas, muchos de sus secretos aún siguen ocultos bajo densas nubes de gas y de polvo.

Como las regiones del espacio en las que el polvo es abundante absorben la mayor parte de radiación visible, los astrónomos necesitan utilizar otros instrumentos para penetrar estas barreras cósmicas y poder estudiar al detalle los inmensos conjuntos de estrellas ocultas.

Un grupo de científicos capitaneados por Thomas Preibisch, del Observatorio Universitario, en Munich, han utilizado la cámara infrarroja HAWK-I, en el Very Large Telescope de ESO, para estudiar la parte central de la Nebulosa, de unos 0,36 grados cuadrados.

Los datos que así se han recopilado muestran más de 600.000 fuentes independientes de radiación infrarroja. Los resultados de un estudio reciente en rayos X se han usado para eliminar las contaminaciones que producen otros cuerpos astronómicos de los alrededores.

A continuación, los científicos analizaron diagramas de color-magnitud para obtener información sobre las masas y las edades de las estrellas de baja masa.

La imagen que podemos ver es una combinación de muchas fotografías para crear un mosaico de la Nebulosa de Carina, el más detallado hasta la fecha.

En esta imagen se puede apreciar notablemente la estrella Eta Carinae, que se muestra como un poderoso foco de luz en la parte inferior izquierda de la imagen. El cúmulo Trumpler 14 es la agrupación estelar hacia el centro de la imagen. En la parte inferior derecha de la imagen se aprecian los Pilares del Sur, creados por la permanente erosión de la radiación y el viento estelar.

Las edades de las estrellas de baja masa mostradas en los resultados de estas investigaciones concuerdan con estimaciones previas, y los diagramas de color-magnitud sugieren que unas 3200 estrellas de las seleccionadas del estudio en Rayos X tienen una masa mayor o igual a una masa solar. Las imágenes de HAWK-I confirman que alrededor del 50% de las estrellas jóvenes de Carina están distribuidas ampliamente.

En la imagen en luz visible se pueden observar las nubes de gas y de polvo. Las zonas donde se están formando estrellas aparecen como zonas oscuras en la esquina superior izquierda e inferior derecha de la imagen en infrarrojos.
Para terminar, la publicación sugiere que el mayor tamaño de la última generación de estrellas en Carina se puede deber a los altos grados de interacción que las estrellas más masivas mantienen con el entorno a su alrededor, y que esto sería mejor a la hora de activar los procesos de formación de estrellas que el mucho menor grado de interacción que mantienen las regiones con poblaciones más bajas de estrellas muy masivas.

Apple apuesta por las pilas de hidrógeno

De acuerdo al diario The Telegraph, la compañía Apple ha solicitado recientemente (en dos documentos) a la oficina de patentes de E.U. el uso de pilas de hidrogeno.  Esta filtración de información es factible y bien podría brindarnos futuros laptops y smartphones mucho más ligeros y delgados de los que ahora contamos.  Ahora bien, en palabras llanas: ¿qué es un pila de hidrogeno?

Una pila de hidrogeno es…

Actualmente, las pilas que regularmente utilizamos funcionan a base de reacciones químicas para producir energía eléctrica.  Lamentablemente en el proceso también producen desechos químicos muy tóxicos y difíciles de degradar.
Como bien nos cuenta Pedro Gómez Romero en un artículo, en una pila de hidrogeno, la energía química se convierte directamente en energía eléctrica a través de una reacción electroquímica, alcanzando valores de eficiencia de hasta aprox. 70%, lo cual se considera alto.  El dispositivo es conceptualmente muy simple; una celda de hidrogeno individual está formada por dos electrodos separados por un electrolito que permite el paso de iones pero no de electrones.  En el electrodo negativo tiene lugar la oxidación del combustible (normalmente H2, de donde se toma el nombre de la pila de hidrogeno, aunque puede ser también metanol u otras sustancias) y en el electrodo positivo se produce la reducción del oxígeno del aire.  Las reacciones que tienen lugar son las que se indican en la figura siguiente, donde también se muestra un esquema conceptual del dispositivo.

De este modo, los iones de H+ migran a través del electrolito mientras que los electrones (e-) circulan a través del circuito externo; es decir, se obtienen la corriente eléctrica que puede hacer funcionar a nuestro aparato electrónico. Como material de desecho lo que se obtiene es agua pura, la cual parece que la podemos consumir.  De cierto es que contamos con sistemas excelentes de filtraje de agua, tanto que incluso algunos astronautas beben su propia orina después de ser filtrada.Por lo cual beber agua proveniente de una pila de hidrogeno es poco descabellado.
Ahora bien, para generar más voltaje, las celdas se conectan en serie (igual que las pilas comunes) hasta que se obtiene el voltaje necesario para encender un teléfono celular, por ejemplo.
Sin embargo, se requiere una energía eléctrica inicial que comience la reacción química en la pila de hidrogeno.  Después la ganancia de electricidad producida en la pila es mucho mayor.  De hecho, la energía eléctrica inicial se obtiene de otra fuente de energía; por ejemplo: energía solar o eólica.  Actualmente, las investigaciones sobre el uso masivo de las pilas de hidrogeno se enfocan en su almacenamiento y transporte. Con todo, observando tendencias,  vaticino que en cinco años se tendrán pilas de hidrogeno en el mercado.

Un viejo conocido redescubierto

Las pilas de hidrogeno se conocen desde el año de 1839. Pues el inglés William Grove (ilustrado en la figura 2), en uno de sus primeros experimentos, unió en serie cuatro celdas electroquímicas, cada una de las cuales estaba compuesta por un electrodo con hidrógeno y otro con oxígeno, separados por un electrolito (como se ve en la figura 3), de la reacción electroquímica del hidrogeno y oxigeno se generó la corriente eléctrica.

En ese momento, este experimento solo fue tomado como una curiosidad más de la naturaleza, sus aplicaciones tendrían que esperar un tiempo.

Es fácil de hacer una pila de hidrogeno

Realizar un experimento de pilas de hidrogeno es tan fácil que en el siguiente video, estos chavales de bachillerato nos muestran con orgullo como realizaron la suya en el Instituto.  Su diseño es simple: consiste de un recipiente lleno de una disolución de sosa caustica (NaOH – hidróxido de sodio), que funcionará como el electrolito. También utilizan un metal (acero inoxidable) en una solución de acido clorhídrico (HCl) para producir hidrogeno.
Por otro lado, construyeron una serie de tubos donde se encuentran otros tubitos invertidos de ensayo.  En cada tubito se introduce un electrodo (acero inoxidable), y mediante una fuente de alimentación externa, producen la reacción química (electrólisis) en el interior de los tubos.  Los tubitos se llenan de gas; uno de hidrógeno, y el otro de oxígeno.  Después, se desconecta la fuente de alimentación externa, y se logra obtener la pila, alimentada por el hidrógeno y el oxígeno acabado de generar. El siguiente video muestra el experimento.



Efectivamente, realizar un experimento de celdas de hidrogeno es sencillo, con la supervisión adecuada para evitar accidentes.  Por tanto, sólo falta esperar que los prototipos comerciales de celdas de hidrogeno alcancen la miniaturización, aumenten su eficiencia y vida útil para que sean parte de nuestra tecnología cotidiana.  Así, en un futuro cercano, de tu teléfono celular o laptop podrías obtener el agua para hacerte un café gracias a sus pilas de hidrogeno