Los "relámpagos oscuros" de las tormentas; rayos gamma en vez de luz visible

Se sabe desde hace casi una década que las tormentas eléctricas son capaces de generar breves pero poderosas ráfagas de rayos gamma, conocidas como destellos terrestres de rayos gamma. Estos destellos son tan luminosos que pueden deslumbrar a los instrumentos satelitales situados a centenares de kilómetros de distancia en el espacio exterior. Como estos destellos pueden originarse cerca de las mismas altitudes por las que circulan los vuelos comerciales, se ha estado intentando determinar desde su descubrimiento si representan una fuente peligrosa de radiación para los ocupantes de los aviones.

Hasta hace muy poco, no había forma de responder con suficiente fiabilidad a esa pregunta, ya que era muy poco lo que se sabía sobre cómo las tormentas generan estos rayos gamma, y las estimaciones iniciales sobre la dosis de radiación fueron muy variadas. Ahora, un equipo de científicos del Instituto Tecnológico de Florida (Florida Tech) ha desarrollado un modelo que promete ser capaz de representar con precisión cómo las tormentas logran producir esta radiación de alta energía.

Según el modelo del equipo de Joseph Dwyer, Ningyu Liu y Hamid Rassoul, en lugar de crear relámpagos normales, a veces las tormentas pueden producir un tipo exótico de fenómeno eléctrico en el que intervienen electrones de alta energía y sus correspondientes partículas de antimateria, llamadas positrones. La interacción entre los electrones y los positrones causa un crecimiento explosivo en el número de partículas de alta energía, emitiendo los citados destellos de rayos gamma mientras descargan eléctricamente al nubarrón con gran rapidez, a veces incluso más rápidamente que un relámpago normal. Aún cuando se emitan copiosos rayos gamma en este proceso, se produce muy poca luz visible, por lo que a estos fogonazos de rayos gamma se les puede describir como "relámpagos oscuros".

El reciente trabajo de modelación de los relámpagos oscuros muestra que el mecanismo descrito puede explicar muchas de las propiedades observadas de los destellos terrestres de rayos gamma.

El modelo también calcula las dosis de radiación recibidas por las personas que viajan a bordo de los aviones que puedan estar justo en un lugar inoportuno en un momento inoportuno.

Cerca del borde superior de las nubes de tormenta, las dosis de radiación recibidas de los tipos de destellos terrestres de rayos gamma que pueden verse desde el espacio, son equivalentes a unas 10 radiografías de tórax, o aproximadamente la cantidad de radiación natural que recibiríamos en el transcurso de un año.

Sin embargo, cerca de la zona media de las tormentas, la dosis de radiación podría ser unas 10 veces mayor, parecida a someterse a un escaneo de tomografía computerizada de cuerpo entero.

De todas formas, las probabilidades de que un avión esté en el momento y lugar más inoportunos son muy bajas. Y por otro lado, ya se investiga en el diseño de medidas extra de protección para esos eventuales casos.

Miden la autoría humana en los cambios de la vegetación mundial

El clima gobierna la estacionalidad del desarrollo de la vegetación. En las húmedas latitudes medias, la temperatura es el factor que más influye en el crecimiento de la planta. En las áreas predominantemente secas, sin embargo, el factor limitante es la disponibilidad de agua, y en las latitudes altas lo es la radiación solar incidente.

Sin lugar a dudas, la humanidad también ejerce una influencia que contribuye a modificar el ecosistema. La pregunta clave ha sido: "¿En qué medida?".

Desde la década de 1980, los satélites han estado registrando cómo está cambiando la vegetación en la superficie terrestre. En los últimos treinta años, por ejemplo, la vegetación ha aumentado en el hemisferio norte pero ha menguado en el hemisferio sur. Sólo recientemente ha sido posible comenzar a cuantificar hasta qué punto la variabilidad climática, la actividad humana o una combinación de ambos factores, han sido responsables.

Un equipo interdisciplinario encabezado por los geógrafos Rogier de Jong y Michael Schaepman, así como por el matemático Reinhard Furrer, de la Universidad de Zúrich en Suiza, ha desarrollado ahora un nuevo modelo junto a colegas holandeses que puede mostrar separadamente las influencias de la actividad humana y la variabilidad del clima en la vegetación. Con este fin, los científicos usaron datos satelitales sobre el aumento o la disminución de la cubierta vegetal y su densidad, de los últimos treinta años. A eso le añadieron observaciones climáticas y estimaciones mediante modelación digital del clima, así como datos del uso de los suelos.


A la izquierda, la contribución relativa de los efectos climáticos a los cambios de la vegetación global entre 1982 y 2011. A la derecha, los cambios climáticos en la temperatura, la cubierta nubosa, la precipitación y la evaporación potencial entre 1982 y 2008. (Imágenes: UZH)

Los científicos han llegado a la conclusión de que más del 30 por ciento de los cambios en la actividad de la vegetación global se debe a las acciones humanas. Cerca del 54 por ciento de los cambios en dicha actividad puede atribuirse a la variabilidad climática. Y alrededor del 10 por ciento restante no puede explicarse totalmente como consecuencia de la acción climática ni de la humana. Los autores del estudio sospechan que esta última porción se debe a efectos por ahora inexplicados de las interacciones entre la humanidad y el clima.

El CO2 atmosférico ya rebasa el umbral de las 400 partes por millón

Después de diversos análisis de datos, se ha verificado que el pasado 9 de mayo, la concentración media diaria de dióxido de carbono en la atmósfera sobre la estación de monitorización de Mauna Loa, en Hawái, superó las 400 ppm (partes por millón) por primera vez desde que empezaron las mediciones en 1958. Puesto que las emisiones de CO2 a la atmósfera siguen a buen ritmo, no hay razón para creer que esta medición sea una rareza irrepetible, sino que todo apunta a que acabamos de asistir al primer paso inequívoco en la instauración de las 400 partes por millón como el nuevo valor normal y global de la concentración media de dióxido de carbono en la atmósfera terrestre.

Mediciones independientes realizadas por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos (NOAA por sus siglas en inglés) y el Instituto Scripps de Oceanografía, dependiente de la Universidad de California en San Diego, han estado en sintonía con este nivel por esas fechas. Este hecho marca un hito importante porque la estación de Mauna Loa, al ser la estación de vigilancia sistemática de dióxido de carbono (CO2) con la serie más larga de mediciones en el mundo, es el principal punto global de referencia sobre la evolución en las últimas décadas de la concentración atmosférica de este potente gas de efecto invernadero.

El dióxido de carbono, bombeado a la atmósfera por la quema de combustibles fósiles y otras actividades humanas, es el gas de efecto invernadero que más contribuye al cambio climático. Su concentración ha aumentado cada año desde que los científicos empezaron a hacer mediciones sistemáticas hace medio siglo en las laderas del volcán Mauna Loa. El ritmo de crecimiento se ha acelerado desde que empezaron las mediciones. De aproximadamente un crecimiento de 0,7 ppm por año a finales de la década de 1950, ha pasado a 2,1 ppm por año durante los últimos 10 años.

"Ese aumento no es una sorpresa para los científicos", explica Pieter Tans, de la División de Monitorización Global del Laboratorio de Investigación del Sistema Tierra, de la NOAA, en Boulder, Colorado. La comunidad científica lleva muchos años alertando sobre este proceso. "La evidencia es concluyente en cuanto a que el fuerte crecimiento de las emisiones globales de CO2, producto de la quema de carbón, petróleo, y gas natural, es la fuerza motriz que causa esta aceleración."

Hacia un conocimiento más detallado de las causas del glaucoma y del desprendimiento de retina

Usando nuevas tecnologías y nuevos enfoques de estudio, un equipo de científicos espera poder explicar las causas exactas de la pérdida de visión que se sufre en enfermedades oculares tales como el glaucoma y el desprendimiento de retina.

Hasta ahora, las investigaciones sobre enfermedades oculares tales como el desprendimiento de retina y el glaucoma se han concentrado en el proceso bioquímico que, en conexión con esas enfermedades, se produce en el ojo.

En cambio, Fredrik Ghosh y Linnéa Taylor, de la Universidad de Lund en Suecia, se concentran en tratar de entender el proceso biomecánico asociado a esas enfermedades, y su enfoque ya ha despertado grandes expectativas entre los expertos.

El glaucoma y el desprendimiento de retina tienen un fuerte componente mecánico, y los resultados conseguidos en el desarrollo de una nueva técnica para explorar dicho componente mecánico podrían ser el primer paso hacia la elaboración de una explicación mucho más completa y profunda de por qué aparecen estas enfermedades.

La nueva técnica para investigar la importancia del entorno biomecánico dentro del sistema nervioso central se basa en hacer crecer tejido retinal de cerdos adultos en un estado estirado similar al que experimenta dicha clase de tejido cuando está presente en un ojo vivo y soporta las tensiones mecánicas normales asociadas a su función.

Bastan unos pocos cigarrillos al día para incrementar el riesgo de sufrir artritis reumatoide

anto el número de cigarrillos fumados al día como la cantidad de años que una persona ha fumado, aumentan el riesgo de artritis reumatoide, según los resultados de una nueva investigación. El riesgo disminuye después de dejar de fumar, pero en comparación con personas que nunca han fumado, el riesgo todavía es elevado 15 años después de abandonar el tabaco.

Investigadores del Instituto Karolinska y el Hospital Universitario Karolinska analizaron datos de 34.000 mujeres suecas de entre 54 y 89 años de edad, 219 de las cuales tenían artritis reumatoide.

Los resultados del estudio muestran que incluso si solo se fuma un poco, eso va unido a un aumento en el riesgo de padecer artritis reumatoide. Fumando de 1 a 7 cigarrillos por día, se duplica el riesgo. Cuando en la investigación se comparó a las mujeres que habían fumado durante 25 años con las no fumadoras, se encontró que el riesgo también aumenta con la duración del hábito de fumar.

Dejar de fumar disminuye las posibilidades de desarrollar artritis reumatoide, y el riesgo continúa disminuyendo con el paso del tiempo después de haber abandonado el tabaco. En la investigación se determinó que después de 15 años tras dejar de fumar, el riesgo de artritis reumatoide se había reducido a la tercera parte. Sin embargo, en comparación con las mujeres que nunca habían fumado, el riesgo seguía siendo significativamente mayor, aún después de 15 años tras abandonar el hábito.

Progresos en el ensayo clínico de una nueva terapia contra la Enfermedad de Lou Gehrig

Un tratamiento para una forma heredada de la Enfermedad de Lou Gehrig ha pasado con éxito la primera fase de un ensayo clínico, determinándose que la terapia no produce efectos secundarios severos en pacientes con esa dolencia.

La enfermedad de Lou Gehrig es una afección degenerativa neuromuscular, conocida también como esclerosis lateral amiotrófica, y que padece, por ejemplo, el famoso físico Stephen Hawking.

Los resultados obtenidos por el equipo de investigación, de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington en San Luis, y el Hospital General de Massachusetts, ambas entidades en Estados Unidos, también indican que el medicamento alcanzó con éxito el sistema nervioso central.

El tratamiento utiliza una técnica que desactiva el gen mutado que causa la enfermedad. Esta estrategia no había sido probada antes contra enfermedad alguna de las que dañan las células nerviosas del cerebro y la médula espinal.

Estos resultados son un paso adelante en el desarrollo de este tipo de terapias, y también sugieren que la misma táctica se podría aplicar a otros genes mutados que causan trastornos del sistema nervioso central, tal como valora el Dr. Timothy Miller, coautor del estudio y profesor de neurología en la Universidad Washington. Algunas otras afecciones para las que podría ser útil esta estrategia son la enfermedad de Parkinson, la de Huntington, y ciertas formas del Mal de Alzheimer, entre otras dolencias.

La esclerosis lateral amiotrófica destruye los nervios que controlan a los músculos, conduciendo gradualmente a la parálisis y a la muerte. Para el tratamiento de la enfermedad, el único medicamento aprobado por la Administración estadounidense de Alimentos y Medicamentos (FDA), tiene sólo un efecto menor contra la enfermedad.

Nueva hipótesis sobre el mecanismo de la Enfermedad de Alzheimer

Unos científicos han presentado una nueva hipótesis sobre cómo puede aparecer la Enfermedad de Alzheimer.

Esta hipótesis también ofrece nuevos puntos de partida para intentar desarrollar nuevas terapias mucho más eficaces que los recursos hoy disponibles.

El equipo de Thorsten Müller, Katrin Marcus y Helmut E. Meyer, de la Universidad del Ruhr en Bochum, Alemania, analizó la interacción de las proteínas FE65 y BLM, que regulan la división celular.

En el modelo de cultivo celular, descubrieron estructuras esféricas en el núcleo que contenían FE65 y BLM. La interacción de las proteínas generaba una señal incorrecta para la división celular. Esto podría explicar la degeneración y la muerte de células nerviosas en los pacientes con Mal de Alzheimer.

La proteína precursora de amiloide (APP por sus siglas en inglés) es fundamental para la Enfermedad de Alzheimer. La APP fija la proteína FE65 a la membrana, que fue el objetivo del estudio actual.

En los pacientes con Mal de Alzheimer, la proteína APP, una compañera de interacción de la FE65, cambia. La interacción de las dos moléculas es importante para el transporte de FE65 hacia el núcleo, donde ésta regula la división celular en combinación con la BLM. El equipo de Müller supone que la interacción alterada entre la APP y la FE65 envía incorrectamente la señal de dividirse a las células. Como las células nerviosas normalmente no pueden dividirse, entonces sufren cambios nocivos y mueren.

Salvan la vida de un bebé con un dispositivo salido de una impresora 3D

Kaiba Gionfriddo, que ahora tiene 20 meses, nació con una enfermedad conocida como traqueobroncomalacia, una rara enfermedad que puede producir el colapso de las vías respiratorias y que le impedía respirar por sí mismo.

Según un comunicado de la Universidad de Michigan (Estados Unidos), el niño tenía muy pocas posibilidades de salir con vida del hospital y sus padres dieron autorización para que se utilizase con su hijo un método que estaba siendo desarrollado por el departamento médico de esta universidad.

Fue así como Glenn Green, doctor de otorrinolaringología pediátrica y Scott Hollister, investigador de ingeniería biomédica y mecánica y profesor asociado de cirugía, en colaboración con el Hospital Infantil de Akron, obtuvieron una autorización de emergencia de la Food and Drug Adminsitration (FDA) para crear un dispositivo que ayudara a Kaiba a respirar.

Green y Hollister diseñaron una férula que podría ser unida a las vías respiratorias del bebé para expandir sus bronquios y ayudar a su sistema respiratorio a crecer de manera adecuada.

La férula fue creada con un biomaterial reabsorbible por el cuerpo en tres años. (Foto: NEMJ)

Los doctores reprodujeron este dispositivo mediante una impresora 3D y utilizaron un biomaterial llamado policaprolactona, que es reabsorbible por el cuerpo en tres años a medida que el tejido sano crece y lo reemplaza. La descripción del caso se ha presentado esta semana en el New England Journal of Medicine.

“Fue increíble, tan pronto se implantó la férula, los pulmones comenzaron a subir y bajar por primera vez. En ese momento supimos que Kaiba iba a estar bien", ha señalado Green.

Green y Hollister diseñaron el dispositivo personalizado y a medida utilizando imágenes de alta resolución y diseño asistido por ordenador. Fue creado a partir de una tomografía de la tráquea y los bronquios del bebé.

El comunicado de la Universidad de Michigan señala que para cuando el dispositivo implantado se reabsorba, los pulmones del niño y sus vías respiratorias ya se habrán desarrollado suficientemente como para mantenerse abiertos por sí mismos.

Tras insertar el dispositivo, los médicos mantuvieron al bebé con respiración asistida durante 21 días, tras los cuales abandonó el hospital con una traqueotomía. Un año después de la cirugía, no se ha observado ningún problema relacionado con la férula, según los doctores.

“Este caso muestra que la alta resolución de imagen, el diseño asistido por ordenador y los biomateriales de impresión tridimensional, pueden, en su conjunto, facilitar la creación de dispositivos implantables para ayudar a solucionar condiciones específicas de los pacientes”, concluyen los investigadores.

Nuevo y espectacular caso de transmisión cultural en los cetáceos

Los cetáceos son capaces de aprender de uno a otro individuo nuevas estrategias de caza, tal como podemos hacer los humanos. Así se ha confirmado en una investigación hecha con individuos de la especie conocida popularmente como ballena jorobada.

Los autores del estudio, dirigidos desde la Universidad de St. Andrews en el Reino Unido, han descubierto que una nueva técnica de caza se ha extendido al 40 por ciento de una población de ballenas jorobadas.

La comunidad de ballenas jorobadas de las aguas costeras de Nueva Inglaterra, Estados Unidos, se vio obligada a buscar nuevas presas después de que las existencias de arenques (su alimento preferido) se redujeran drásticamente a principios de la década de 1980.

La solución que algunas ballenas idearon (golpear el agua con sus colas al dar caza a una presa diferente) ha terminado extendiéndose a muchos otros individuos de su población mediante la transmisión cultural. En 2007, se había visto usar esa nueva técnica de caza a casi el 40 por ciento de la población.

Tal como subraya Luke Rendell, del equipo de investigación, este estudio muestra cuán vital es la transmisión cultural en las poblaciones de ballenas jorobadas. No sólo aprenden unas de otras sus famosas "canciones", sino que también aprenden técnicas de caza que les permitan amortiguar los efectos nocivos de una ecología cambiante.

Confirmado el magnetar más antiguo y más débil

Un estudio, liderado por el CSIC (España), ha confirmado la existencia del segundo magnetar –estrella de neutrones de campo magnético muy intenso– anómalo conocido hasta el momento.

Este cuerpo celeste, denominado SGR 0418+5729, es el más antiguo y más débil de los detectados de su tipología. El hallazgo, publicado en la revista The Astrophysical Journal, aporta información que podría ayudar a comprender la evolución de las estrellas de neutrones y las explosiones de supernovas.

La confirmación de SGR 0418+5729 como magnetar anómalo ha sido posible gracias a la observación obtenida durante tres años por los telescopios espaciales Chandra, XMM Newton, RXTE y Swift, de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA. 

“Se han necesitado las observaciones de tantos instrumentos espaciales porque para medir el campo magnético con alta precisión, se necesita obtener observaciones durante muchos años y de forma muy regular”, comenta el investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Espacio Alessandro Papitto.

“Este magnetar, detectado en 2010, presenta las erupciones violentas y repentinas en altas energías típicas de un magnetar clásico pero tiene un campo magnético mucho más débil. La debilidad de su campo magnético nos ha permitido estimar la edad de este objeto en unos 550.000 años, lo que lo convierte en el más antiguo de los conocidos hasta el momento”, explica la investigadora del CSIC Nanda Rea, del Instituto de Ciencias del Espacio.

Una de las hipótesis alternativas para justificar una rotación más lenta de lo esperado es la existencia de un disco de polvo alrededor del magnetar que podría estar frenando su rotación. Sin embargo, los investigadores han descartado esa posibilidad después de no haber hallado ningún rastro del disco en las observaciones con diferentes longitudes de onda.

Imagen artística y real del magnetar. (Foto: NASA / Swift, Chandra, XMM-Newton, William Herschel Telescope, Plateau de Bure)

“La no detección del disco implica que este, si existe, no es lo suficientemente masivo como para modificar la rotación de la estrella, y el pequeño frenado que se observa sólo puede ser debido a un campo magnético débil”, añade la investigadora Aina Palau, también del Instituto de Ciencias del Espacio.

Los magnetares son estrellas de neutrones que poseen campos magnéticos muy intensos, unas 1.000 veces más que los radio púlsares, cuya intensidad es, a su vez, mil billones de veces mayor que la del Sol. Nacidas de las explosiones de supernovas, las estrellas de neutrones se caracterizan por rotar a gran velocidad y tener una masa un poco mayor que la del Sol pero concentrada en un radio de unos 10 kilómetros aproximadamente. Su edad se determina a partir de la velocidad de rotación ya que a medida que evolucionan van girando más lentamente.

El estudio sobre SGR 0418+5729 sugiere que las erupciones de rayos gamma podrían ser un indicio de la formación de magnetares. “Haber encontrado magnetares con campos magnéticos tan débiles indicaría que el ritmo de nacimiento de estos objetos es entre cinco y diez veces superior a lo que se creía, pero deben encontrarse escondidos en el Universo ya que se detectan solo durante dichas erupciones de alta energía, que son poco frecuentes.

Misteriosas manchas de mayor temperatura en una estrella supergigante roja

Una nueva imagen de la atmósfera exterior de Betelgeuse, una inmensa estrella de una clase conocida como supergigante roja, y una de las más cercanas a la Tierra de este tipo, revela la estructura detallada de "nubes" de materia que están siendo expulsadas de la estrella.

La imagen, tomada por el conjunto de radiotelescopios e-MERLIN, gestionado desde el Observatorio de Jodrell Bank en el Reino Unido, también muestra regiones de gas sorprendentemente caliente en la atmósfera exterior de la estrella y un arco de gas más frío.

Betelgeuse es fácilmente visible a simple vista como la brillante estrella roja en el hombro de Orión, el cazador. La estrella en sí es enorme (1.000 veces más grande que nuestro Sol), pero al estar a una distancia de unos 650 años-luz aparece vista desde la Tierra como un puntito luminoso en el cielo. A fin de lograr captar más detalles de la estrella, hay que recurrir a técnicas especiales, combinando perspectivas desde distintos puntos geográficos de la Tierra, en lo que se conoce como interferometría. De este modo, es factible distinguir algunos detalles de la estrella y de la región alrededor de ella.

La nueva imagen de Betelgeuse brindada por el conjunto e-MERLIN muestra que la atmósfera de la estrella se extiende hasta cinco veces el tamaño de su superficie visual. Revela también dos puntos calientes dentro de la atmósfera exterior y un tenue arco de gas frío que se extiende incluso más lejos, concretamente más allá de la superficie estelar mostrada en la banda de las ondas de radio.

Los puntos calientes están separados por aproximadamente la mitad del diámetro visual de la estrella, y tienen una temperatura de entre 3.700 y 4.700 grados centígrados más o menos, mucho más alta que la temperatura media de la superficie estelar captada en la banda de las ondas de radio, aproximadamente 900 grados centígrados, e incluso más alta que la de la superficie captada visualmente (3.300 grados centígrados).

El arco de gas frío se encuentra a casi 7.400 millones de kilómetros de distancia de la estrella, una distancia similar a la que separa Plutón del Sol. Se estima que este arco tiene una masa de casi dos tercios de la masa de la Tierra y una temperatura de aproximadamente 120 grados centígrados bajo cero.

Desarrollan un nuevo material basado en el silicio

Un equipo liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha logrado un material artificial basado en el silicio con propiedades ópticas y electromagnéticas prometedoras que podrían proporcionar avances tecnológicos y científicos.

Tradicionalmente sólo existen materiales artificiales basados en metales nobles como el oro, de mayor coste económico. Ese nuevo material, sin embargo, no aparece de forma espontánea en la naturaleza.

La investigación ha sido dirigida por el científico Francisco Meseguer, investigador del CSIC en la Unidad Asociada del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid en la Universidad Politécnica de Valencia, y los resultados los ha publicado hoy la revista Nature Communications.

Las "nanoesferas" de silicio que ha conseguido desarrollar el equipo de científicos son las que han dado lugar a este nuevo material artificial. Son100 veces más pequeñas que el grosor de un cabello humano.

La edad del Silicio

Francisco Meseguer, responsable del estudio, afirma que normalmente los metamateriales se fabrican a partir de metales nobles como el oro. "Nuestro hallazgo supone varias ventajas respecto a él: a diferencia del oro, el silicio es transparente a la radiación infrarroja donde tiene su aplicación y es hasta 1.000 veces más barato", ha explicado.

El equipo de Meseguer lleva ocho años trabajando en las nanopartículas esféricas de silicio, un periodo durante el que han descubierto algunas de sus propiedades singulares, entre ellas su alta capacidad para bloquear la radiación solar.

La gran cantidad de aplicaciones que se han encontrado para el silicio en los últimos sesenta años han propiciado que este periodo sea conocido como "la Edad del Silicio", según el CSIC. Este elemento es empleado en circuitos de ordenadores y en las células fotovoltáicas de los paneles solares.

"En los últimos años, debido a las limitaciones de la tecnología actual, y a la aparición de nuevos materiales y tecnologías, muchos se preguntan si la Edad del Silicio está tocando a su fin", ha señalado Francisco Meseguer.Pero para el investigador, "las ventajas tecnológicas que supone su avance, así como el reconocimiento de la publicación en la revista Nature Communications, sugieren que el silicio todavía tiene mucho camino que recorrer".

Homínidos africanos algo duros de oído

Los chimpancés oyen el habla humana como si fueran un poco duros de oído, como una persona con sordera moderada que no distingue bien los sonidos bajos o en un entorno ruidoso. El Homo sapiens, sin embargo, tiene un oído muy fino para esas frecuencias, algo tan imprescindible para la comunicación compleja mediante el lenguaje como la capacidad de pronunciar sonidos muy rápidamente y, por supuesto, un cerebro capaz de generar y procesar la información. Es lógico, pues, que los científicos se pregunten cuándo surge en la evolución humana esa adaptación del sistema auditivo de banda ancha frente a la banda estrecha de otros primates.

Una pista importante ha salido a la luz ahora con el descubrimiento y análisis anatómico de los pequeños huesos del oído de un par de homínidos africanos de hace dos millones de años, el Paranthropus robustus y el Australopithecus africanus. Son dos géneros hermanos del ancestro de la humanidad Homo habilis, también africano, explica el paleontólogo Ignacio Martínez. Resulta que en esos dos homínidos, uno de los tres huesecillos del oído, el martillo, es ya claramente parecido al humano actual, aunque el yunque y el estribo siguen siendo primitivos. “Por su tamaño y forma, el martillo se distingue claramente de los de nuestros parientes actuales, es decir, chimpancés, gorilas y orangutanes, siendo uno de los pocos rasgos de esos homínidos similar a nuestra especie”, afirman los científicos, incluido Martínez, que han presentado el descubrimiento en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias de EE UU. La conclusión es que la capacidad auditiva de los P.robustus y A.fricanus sería ya algo diferente de la de los chimpancés, pero aquellos homínidos seguramente todavía eran algo duros de oído.

El martillo, el yunque y el estribo, que exclusivamente tienen los mamíferos, son las tres piezas óseas más pequeñas del esqueleto humano (el tamaño del estribo es la mitad del de una mosca común). Y esos tres huesecillos son los que se encargan de transmitir la vibración del tímpano al oído interno, al receptor sensorial, permitiendo la audición. El gran parecido del martillo del humano actual con el de los P.robustus y losA.africanus —no así el yunque y el estribo—, indica que ese cambio anatómico debió surgir muy pronto en la historia evolutiva. “El bipedalismo \[caminar con dos pies\] y la reducción del tamaño de los caninos se consideran, desde hace tiempo, los hitos de la humanidad ya que parecen estar presentes en los fósiles humanos más antiguos recuperados hasta ahora; pero nuestro estudio sugiere que esa lista tal vez debe ser puesta al día para incluir también los cambios en el martillo”, comenta el científico Rolf M.Quam (State University, Nueva York), líder de la investigación.
 

El autotrasplante de células madre adultas mejora la artrosis de rodilla

Poco a poco, las células madre van llegando a la clínica. Todavía no son esos resultados espectaculares que se esperan (regenerar corazones, tratar el párkinson), pero son muestras del potencial de esta técnica. Un equipo español acaba de publicar en la revista Trasplantation, de la asociación americana de trasplantes, un trabajo en el que demuestra la utilidad del autotrasplante de células madre mesenquimales (de adulto) para tratar la artrosis de rodilla. En el ensayo, con 12 pacientes, 11 manifestaron una gran mejoría en la calidad del cartílago articular medido mediante resonancia, además de disminuir el dolor y facilitar la movilidad de los afectados.

El ensayo lo han llevado a cabo investigadores agrupados en la Red de Terapia Celular del Instituto de Salud Carlos III, que pertenecen al Instituto de Biología y Genética Molecular (centro mixto de la Universidad de Valladolid y el CSIC), y al Centro Médico Teknon de Barcelona. Se trata de la variante más sencilla de este tipo de tratamiento en el que se sacan las células de la grasa del propio paciente y tras purificarlas se le reinyectan en la rodilla. Esto supone un paso sobre la situación actual, ya que los tratamientos que se usan ahora para la artrosis no crean cartílago sano, sino que son sintomáticos. Al usar células del propio paciente no hay riesgo de rechazo.

Esta es una de las pocas aplicaciones de las células madre que han llegado a la clínica, como manifestó hace poco en un congreso Rafael Matesanz, director de la Organización Nacional de Trasplantes, quien hizo la advertencia como una llamada para que personas con toras dolencias no acudan al extranjero a lo que se denomina ya turismo de células madre.La artrosis o degeneración del cartílago articular es la enfermedad reumatológica más frecuente. Según el estudio ArtRoCad1 de la Sociedad Española de Reumatología, la artrosis de rodilla afecta a un 10% de la población y la de cadera a un 4% (en total, más de 5 millones de españoles) y generan un gasto de superior a los 4.700 millones de euros anuales, indica el Instituto de Salud Carlos III en una nota.

Un neandertal de destete temprano

Los dientes de un muchacho neandertal de hace unos 100.000 años y cuyos restos fósiles fueron descubiertos en la cueva de Scladina (Bélgica) indican que el individuo se alimentó de la leche materna exclusivamente hasta los siete meses, que en los siete siguiente recibió complemento alimenticio y que fue totalmente destetado cuando tenía algo más de un año. La información permite a los científicos ir adentrándose más y más en la biología de aquellos humanos y el nuevo análisis que ha permitido conocer este dato es esperanzador para extender este tipo de conocimientos a otras especies. El conocimiento que los investigadores logran extraer de los fósiles va ya mucho más allá de los datos anatómicos que los paleontólogos lograban tradicionalmente. La sociobiología del pasado avanza a buen ritmo.

“Las transiciones de la dieta a edades tempranas reflejan aspectos fundamentales de la evolución de los primates y son factores determinantes para la salud en las poblaciones humanas contemporáneas”, escriben Manish Arora (Escuela de Medicina Mount Sinai, Nueva York) y sus colegas en la revista Nature, al explicar su investigación sobre el la alimentación infantil del neandertal. “El destete es crítico para el desarrollo y para las tasas de reproducción: si es temprano puede actuar en detrimento de la salud [de la cría] pero permite acortar en la madre los intervalos entre partos, lo que influye en el crecimiento de la población”. La cuestión es cómo conocer, más allá de los humanos, esas transiciones de la dieta en especies extintas sin algún tipo de marcador preciso.

Manish, junto con Christine Austin y el resto del equipo han descubierto que la edad del destete queda marcada en el tejido de los dientes del individuo. Cuando nace y empieza a mamar aumenta la cantidad de bario que ingiere ya que el contenido de este elemento es superior en la leche de la madre que en el suero que recibía a través del cordón umbilical. Ese bario se acumula en el esmalte y la dentina y su distribución disminuye drásticamente cuando la cría depende de otras fuentes de alimento.

Para validar su método, los investigadores han hecho análisis de los dientes de niños de los que se tenían datos precisos de sus calendarios de alimentación y de macacos en cautividad con la dieta controlada. Después, han estudiado los niveles de bario en un diente del muchacho neandertal, que moriría con unos 10 o 12 años y que, según los datos que han obtenido, fue completamente destetado a los 14 meses. El período de dependencia exclusiva de la leche materna de ese individuo neandertal, siete meses, es equiparable al plazo observado en sociedades cazadoras y recolectoras humanas y en chimpancés en libertad, que empiezan a suministrar complementos alimenticios a sus crías hacia los seis meses de vida, explican Arora y sus colegas.

El virus emergente H7N9 es transmisible entre mamíferos

El nuevo virus de la gripe H7N9 apenas ha causado una treintena de muertos desde el 31 de marzo, cuando se detectaron las primeras infecciones humanas en Shanghái. Pero esta vez los científicos chinos no parecen dispuestos a correr ningún riesgo, y los principales institutos del país se han volcado en una investigación de urgencia del virus emergente. Según sus datos recién obtenidos en hurones —el sistema modelo de la gripe humana—, el H7N9 es capaz de replicarse en las vías respiratorias altas (lo que facilita su transmisión) y también en las profundas (lo que agrava sus síntomas). El virus se contagia eficazmente entre hurones por contacto directo, y con menos eficacia por el aire.

“En las condiciones apropiadas, la transmisión de persona a persona puede ser posible”, concluyen en la revista Science 30 investigadores del Centro Conjunto de Investigación de la Gripe, que pertenece a las universidades de Shantou y Hong Kong, el Centro Chino de Control y Prevención de Enfermedades, en Pekín, y otros institutos chinos en colaboración con la Universidad de Toronto y los virólogos del Hospital Infantil St Jude en Memphis, un grupo de referencia mundial en gripe. La posibilidad de contagio eficaz entre personas es la gran preocupación de los epidemiólogos.

Como es habitual con los virus de la gripe emergentes, el H7N9 es producto de un mestizaje entre varios virus de otras especies. Primero entre dos virus distintos de las aves acuáticas (uno puso la hemaglutinina del subtipo H7, y otro la neuraminidasa de la clase N9, que antes nunca habían aparecido juntas); y después entre ese primer híbrido acuático y otro virus de la gripe (H9N2) bastante extendido por las granjas de pollos del este asiático.

De los 125 casos humanos confirmados a primeros de este mes, tres cuartas partes habían tenido contacto con pollos de granja, que por tanto son los principales sospechosos como foco de las infecciones humanas. Los investigadores también han registrado algunos casos de brotes familiares, por lo que consideran probable que el H7N9 tenga cierta capacidad de contagio de persona a persona, aunque obviamente limitada (otra cosa habría supuesto ya una pandemia). La secuencia genética del virus también apunta a que ya ha experimentado algunas mutaciones favorables a su replicación en humanos, o al menos en la generalidad de los mamíferos.

Obtenidas mediante clonación células madre embrionarias de personas

Un grupo de científicos estadounidenses ha conseguido por primera vez células madre embrionarias con el mismo ADN (clonadas) de un adulto.El trabajo es el primer éxito en humanos de la técnica que dio origen, por ejemplo, a la oveja Dolly, pero los autores insisten en que no se trata de obtener personas clonadas, sino en llegar a la fase de blastocisto del embrión (alrededor de los cinco o seis días de desarrollo) para extraer las células madre. Teóricamente, estas podrían luego diferenciarse en tejidos que el paciente necesitara para un autotrasplante, que, como tendrían el mismo material genético que el receptor, podría usarse sin riesgo de rechazo. El ensayo, dirigido por Shoukhrat Mitalipov, de la prestigiosa OHSU (Oregon Health & Science University ), se publica en Cell.

La técnica utilizada es la de transferencia nuclear:: se toma un óvulo de una donante, se le extrae el núcleo y se le inserta una célula adulta —también se ha ensayado con otras fetales, más adaptables— del posible receptor. Luego, el óvulo se activa, y empieza a dividirse en los primeros pasos del desarrollo embrionario. Al llegar a la fase de blastocisto (una especie de pelota de células), se destruye y se obtienen las células madre. Esto sucede porque al cambiar el material genético el óvulo deja de tener una sola cadena de ADN para tener dos, lo normal en las células. Esta es la situación que se da en la naturaleza cuando hay una fecundación (el padre aporta una copia del material genético y la madre otra), salvo que estas células tendrían las dos copias de un mismo individuo: son, por eso, una clonación.

El método ya se había ensayado con éxito en distintos animales —ovejas, cabras, vacas, perros, gatos, ratones, cerdos y macacos—, pero nunca había funcionado en personas. Fue el fraude que anunció para apuntarse el éxito el coreano Hwang Woo-suk en 2004, por ejemplo. Por eso, Anna Veiga, directora del banco de líneas celulares del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMRB), valora especialmente que se ha conseguido mejorar la técnica para que funcione en humanos.

Pero esta mejoría, con todo su impacto, no oculta que se acerca, al menos un paso, a un tema tabú (en España, por ejemplo, está expresamente prohibido por la ley de reproducción humana asistida): la clonación humana. Visto hasta aquí, el artículo es muy importante, y tanto a Veiga como a Jorge Cuadros, miembro de la junta directiva de la Asociación para el Estudio de la Biología de la Reproducción (Asebir), les gustaría que el interés por el trabajo se quedara aquí. “Ya es bastante importante”, dice Cuadros. “Lo que nos interesa a los científicos serios es esta parte, su utilidad para la medicina regenerativa”. Pero ambos son conscientes, como también lo son los autores del artículo, de que se ha dado, al menos en teoría, un paso hacia la clonación humana. El propio Mitalipov lo alude —y lo intenta conjugar— en el resumen que ha hecho en una nota de prensa: “Nuestra investigación está directamente dirigida a conseguir células madre para usarlas en el futuro para combatir enfermedades. Aunque los avances en la técnica de transferencia nuclear conducen a menudo a la discusión pública sobre los aspectos éticos de la clonación humana, ese no es nuestro objetivo. Y tampoco creemos que nuestros hallazgos puedan ser utilizados por otros para avanzar en esa dirección”, ha dicho.

Clonación de células humanas

La demolición de una pirámide maya en Belice indigna a los arqueólogos

“Horrendo, deplorable e imperdonable”. Así ha calificado Jaime Awe, director del Instituto de Arqueología de Belice, la demolición casi total de una pirámide maya de 2.300 años de antigüedad y unos 30 metros de altura en el yacimiento de Nohmul, en el distrito de Orange Walk, al oeste del pequeño país centroamericano. El edificio fue destruido por las excavadoras de una empresa constructora que buscaba grava para arreglar una carretera.

“Es verdaderamente increíble que se destruyera la pirámide”, asegura Awe por correo electrónico a este periódico. “La empresa constructora era muy consciente de que se trataba de un lugar histórico. O estaban pensando que nadie se iba a enterar, lo cual es increíblemente estúpido, o suponían que podrían destruir el yacimiento y salirse con la suya. Es indignante pensar que no tienen amor por nuestro patrimonio cultural”, remata.

La pirámide era el centro de un asentamiento de unos 32 kilómetros cuadrados donde vivían unas 40.000 personas y se ubicaban 81 edificios de ladrillos de piedra caliza, un material muy apreciado por los constructores para mejorar las carreteras, según la web local7NewsBelize.

“La pirámide destruida era una de las más grandes en el yacimiento de Nohmul. Obviamente fue un templo importante, que se usó para destacadas ceremonias y rituales, incluyendo el entierro de miembros de la élite de la ciudad”, prosigue Awe. Casi todo el edificio quedó demolido, aunque según el arqueólogo hay una parte pequeña a su izquierda que puede rescatarse. Este miércoles Awe tenía previsto acudir a Noh Mulen para ver qué información podía aún recuperar de la pirámide.

“Nuestras leyes contra este tipo de acciones son claras y contundentes”, continúa Awe, “es ilegal destruir deliberadamente monumentos antiguos". "Seguiremos adelante con nuestro programa de divulgación de educación para sensibilizar al público sobre la importancia de nuestro patrimonio y la necesidad de preservar el patrimonio nacional. La responsabilidad es de todos, no sólo del Instituto de Arqueología".

El arqueólogo británico Normand Hammond, que trabajó durante más de 20 años en Belice, aseguró a la agencia AP que la demolición de montículos mayas para rellenar carreteras era un problema endémico en el país centroamericano, pero que esto suena "mucho peor".

Desde el vecino México, el arqueólogo Leonardo López Luján, que dirige las excavaciones del Templo Mayor, en pleno centro del DF, recuerda que este tipo de incidentes sucedían antes en su país con relativa frecuencia. “Ahora pasa mucho menos, porque para emprender cualquier infraestructura tiene que intervenir un equipo de la Dirección de Salvamento Arqueológico”, cuenta a EL PAÍS. Así por ejemplo, la autopista a Acapulco, tuvo que desviar su trazado.

De momento, la policía ha cerrado el yacimiento de Noh Mulen y ha abierto una investigación mientras la fiscalía baraja presentar cargos criminales. Destruir un monumento antiguo está penado con hasta 10 años de cárcel o una multa de 10.000 dólares. La empresa D-Mars ha retirado sus máquinas del lugar.

Me dijeron que no tenía capacidad de liderazgo científico”

A sus 30 años, el lucense Diego Martínez está considerado como el mejor físico europeo joven por la Sociedad Europea de Física, que otorga estas menciones cada dos años. Un reconocimiento que no le ha servido para conseguir una beca Ramón y Cajal, el programa estrella de incorporación de científicos de alto nivel que proporciona contratos de cinco años para que se queden en España. La comisión que juzgó su solicitud señaló su “poca relevancia internacional”. Martínez ha trabajado en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) de Ginebra y ahora lo hace para el Instituto de Física de Partículas de Holanda (Nikhef).

Pregunta. ¿Le sorprendió que no le dieran la beca del programa Ramón y Cajal?

Respuesta. Un poco, pero hay que tener en cuenta que el número de becas Ramón y Cajal que se dan es muy bajo. La parte sorprendente fue no estar ni siquiera en lista de espera, así como algunas partes del informe.

P. ¿Qué opina de la expresión “falta de liderazgo internacional” con la que despachan su candidatura?

R. La frase textual es: “El solicitante ha alcanzado en su campo un nivel de relevancia internacional algo menor que el de investigadores de edades similares a la suya. No ha demostrado todavía claramente capacidad de liderazgo científico”. No tiene justificación, más aún cuando ponen explícitamente “edades similares a la suya”. Y en el currículum que envié, había información más que suficiente, incluidos roles de coordinación de grupos internacionales.

P. ¿Cree que la capacidad científica española podrá recuperarse en el futuro de los recortes a la investigación?

R. No creo que recortar en investigación o en educación sea positivo. Entiendo que España tenga problemas con su presupuesto en estos momentos, pero no creo que I+D sea el mejor sitio para recortar. Dicho así, un poco simplificado en una economía global, un país puede tener tres cosas: o recursos naturales, que tampoco es que tengamos demasiados, o gente capacitada con un nivel educativo alto y una industria que pueda generar valor añadido o, si no, solo te queda tener mano de obra barata. Sobre el futuro, la capacidad científica seguro que se puede recuperar, pero la distancia respecto a otros países será más grande.

P. Muchos científicos jóvenes y no tan jóvenes se están yendo porque sus perspectivas son mejores fuera. ¿Por qué quería usted volver a España?

R. Bueno, primero hay que aclarar una cosa. Que un investigador joven pase unos cuantos años fuera de su lugar de origen es razonable y común en toda Europa. Lo que sí es cierto es que en el caso de España es mucho más difícil volverse. En cuanto a por qué volver, bueno, en algún momento uno se cansa de estar emigrado. Y, al menos en mi campo, desde España se puede trabajar con buenos medios. Hay que tener en cuenta que, como Estado miembro del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), las universidades españolas pueden hacer uso de sus instalaciones y recursos. Los datos del LHC o el software del analisis del CERN están tan disponibles tanto para alguien de Berlín, como para alguien de Santiago.

P. Estuvo trabajando y a punto de obtener una plaza de cinco años en el CERN. ¿Cree que en el extranjero tratan mejor a sus investigadores?

R. Evidentemente, hay países que dedican mucho más presupuesto a I+D en proporción al PIB.

Robot de aire marciano para explorar los hielos de Groenlandia

El Grove mide casi dos metros de alto, pesa 400 kilos y puede desplazarse por la nieve autónomamente, a una velocidad de dos kilómetros por hora y sin contaminar, con un radar para explorar las capas de nieve que se acumulan formando los glaciares. Tiene un indudable sabor a los robots rodantes, o rover, de exploración planetaria que la NASA envía a la superficie de Marte, como el Curiosity. Pero en este caso el entorno en que el vehículo tiene que desenvolverse, por desértico y extremo que sea, está en el planeta Tierra: los hielos de Groenlandia.

El prototipo está listo y las pruebas con el nuevo aparato en Groenlandia comienzan el 3 de mayo para durarar algo más de un mes. El objetivo científico, aún en la fase de ensayos, es detectar la capa de nieve que se formó allí el pasado verano tras un excepcional episodio de fusión del 97% de la superficie helada de Groenlandia debido a las altas temperaturas registradas.

La idea surgió de un grupo de estudiantes de ingeniería entusiastas de los rover que, durante sus prácticas en el Centro Goddard de la NASA, plantearon a una científica, Lora Koening, si sería de utilidad un rover en sus investigaciones de la acumulación de capas en los glaciares. Los datos normalmente se adquieren desde satélites y aviones, o los toman los científicos desplazándose en motos de nieve en condiciones a menudo realmente difíciles. A Koening le gustó la idea del robot, la encontró útil y propuso a los jóvenes colocar un radar en el vehículo autónomo, convirtiéndose también en asesora del proyecto. “Los robots como el Grover nos proporcionarán una nueva herramienta para los estudios de glaciología”, explica la científica en un comunicado de la NASA.

Al Grover (Greenland Rover Goddard Remotely operated Vehicle for Exploration and Research), se le unirá en las pruebas de campo otro robot rodante, el Cool Robot, desarrollado en el Dartmouth College, con financiación de la Fundación Nacional para la Ciencia (NSF)estadounidense, diseñado para llevar diferentes instrumentos de muestreo atmosférico y de glaciares.

Las soluciones técnicas aplicadas en el rover de los hielos no son idénticas a las del Curiosity o de similares misiones de la NASA fuera del planeta, pero los retos guardan similitudes: “El Grover es exactamente como un vehículo espacial operando en el suelo: tiene que sobrevivir durante meses sin ayuda en un entorno hostil, con unos pocos comandos para conocer su condición y darle instrucciones para desenvolverse en las situaciones que encuentre”, explica Michael Comberiate, ingeniero retirado de la NASA y responsable de los cursos de verano de ingeniería en Goddard. También sería útil en la Antártida, señala. No hay que olvidar que el Curiosity, como sus antecesores Spirit,Oportunity y Sojourner son plantaformas de ensayos de tecnologías, además de misiones científicas.