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.