Esta semana, en lugar de hablar de un artículo científico, he preferido contaros el estreno de la película «Talentos ocultos», que cuenta la historia de la afroamericana y matemática Katherine Johnson y sus dos colegas, Dorothy Vaughan y Mary Jackson, quien, mientras estaba trabajando en el división segregada de Ordenadores de Área Del oeste de Langley Research Center, ayudaron a la NASA en la carrera espacial.
Un equipo internacional de investigadores, co-dirigido por científicos de la Universidad de York y la Universidad Normal de Yunnan, ha obtenido la primera evidencia multidisciplinar de la gestión de poblaciones de ganado en el norte de China, alrededor de la misma época en que la domesticación de la ganadería tuvo lugar en el Cercano Oriente, hace más de 10.000 años.
La domesticación del ganado es un logro fundamental en la historia humana. Hasta ahora, los investigadores creían que los seres humanos comenzaron a domesticar el ganado hace unos 10.000 años en el Cercano Oriente, lo cual dio lugar al ganado sin joroba (toros), mientras que dos mil años más tarde los humanos comenzaron la gestión del ganado con joroba (Cebús) en Asia meridional.
Sin embargo, la nueva investigación revela evidencias morfológicas y genéticas de la gestión del ganado en el noreste de China alrededor de hace 10.000 años, en la misma época en que tuvo lugar la primera domesticación del ganado taurino en el Cercano Oriente. Esto indica que los seres humanos pudieron haber comenzado a domesticar ganado vacuno en más regiones de todo el mundo de lo que previamente se pensaba.
Una garrapata en acción, como nunca antes vista, es la protagonista de un vídeo científico que muestra su extraño método para engancharse a la piel y chupar la sangre de sus víctimas.
Una vez que eligen el punto para perforar, pinchan la piel con un par de ejes de estructura telescópica con dedos armados con púas en forma de gancho llamados quelíceros. Estos ejes realizan una serie de movimientos como de brazada, abriendo espacio para otra pieza con estructura de arpón llamada hipostoma.
Una vez que el hipostoma, junto con quelíceros, se insertan, la garrapata está lista para alimentarse y es muy difícil desengancharla.
Lo que aún no han desentrañado los científicos es cómo se sueltan voluntariamente una vez que han tenido su ración de sangre.
Un raro microbio, nunca antes visto, que sobrevive sin apenas alimento, ha sido descubierto en dos habitaciones blancas, una de la NASA en Florida y otra de la ESA en la Guayana francesa, separadas entre sí por 4.000 kilómetros. Es en estas salas esterilizadas, aisladas del exterior, donde se montan las naves espaciales. Se limpian constantemente y a conciencia para evitar contaminar de forma involuntaria otros planetas con bacterias terrestres, pero algunos microorganismos pueden resistir las condiciones más extremas.
En efecto, el trabajo de mantener las habitaciones impolutas hace que el número total de microbios caiga en picado. Pero al mismo tiempo, esto supone una selección, ya que solo quedan aquellos que resisten condiciones tan duras como la limpieza química, los tratamientos de rayos ultravioletas y la falta de nutrientes. Y estos microbios a menudo muestran también una elevada resistencia a las metodologías de esterilización de naves espaciales, como el calentamiento y el tratamiento con peróxido.
Entre estos supervivientes existe uno particularmente raro, nunca antes visto. Se trata de una población de bacterias en forma de baya tan diferente que ha sido clasificada no solo como una nueva especie, sino también un nuevo género, el siguiente nivel de la clasificación de la diversidad de la vida. Sus descubridores la han llamado Tersicoccus phoenicis. Tersi es limpio en latín, como la sala, y Coccus, del griego, significa baya, lo que describe la forma de la bacteria. Phoenicis viene de la Phoenix Mars Lander, ya que la nave espacial estaba siendo preparada para su lanzamiento en 2007, cuando se recogió la bacteria por primera vez de suelo de una sala blanca de Florida.
Científicos de Estados Unidos han comprobado el importante papel de dos proteínas, SRPX2 y FOXP2, en las conexiones neuronales relacionadas con el lenguaje. Mediante un estudio desarrollado en ratones han descubierto nuevas vías para entender el autismo, la epilepsia, y otros trastornos neurológicos.
El estudio puede ayudar a comprender los trastornos del lenguaje de origen genético, como los relacionados con el autismo o la epilepsia, entre otros. En ocasiones los trastornos del lenguaje pueden deberse a un problema genético que se manifiesta en el circuito neuronal.
“Hemos descrito el camino, desconocido hasta ahora, por el que estas proteínas controlan la formación de los circuitos neuronales”, explica Geek-Ming Sia, investigador de la Universidad Johns Hopkins (Baltimore, Maryland, EE UU) y uno de los autores del trabajo. “Estas proteínas son una parte del sistema neuronal necesario para la adquisición del lenguaje”.
Se ha desenterrado una nueva especie de tiranosaurio, bautizado por sus descubridores como “el rey del gore” (Lythronax argestes). Y este nombre no es ninguna exageración porque esta nueva especie de tiranosaurio, que acaban de descubrir científicos del Museo de Historia Natural (NHMU) de Utah (EEUU), fue el dinosaurio más temible de su tiempo en el territorio que hoy conocemos como Norteamérica.
Los restos fosilizados de “Lythronax” fueron encontrados en el Monumento Nacional de Grand Staircase-Escalante (GSENM, por sus siglas en inglés) al sur de Utah, por Scott Richardson, un empleado de la Oficina de Administración de Tierras de EE UU, institución que administra este territorio. En 2009, el esqueleto del ‘rey del gore’ fue excavado por equipos del Museo de Historia Natural de Utah en colaboración con paleontólogos de GSENM.
Los fósiles descubiertos pertenecen a una fecha muy próxima a los 80 millones de años. «Sabemos esto porque las capas geológicas, de las cenizas volcánicas que se encontraron justo por encima y por debajo del estrato donde estaba el esqueleto, han sido datados radioisotópicamente». Esto convierte a este tiranosaurio en el más antiguo que se conoce.
Comparado con otros dinosaurios de esta familia, “Lythronax” era un enorme carnívoro con características únicas en su cráneo, que lo distinguen de sus parientes cercanos. «Específicamente, posee particularidades genuinas en su hocico -corto y estrecho- en su maxilar superior y en el lateral de su cabeza».
Un fósil de dos pequeños insectos copulando que data de hace 165 millones de años fue descubierto recientemente en China, convirtiéndolo en el más antiguo de este tipo jamás encontrado.
Los fósiles de insectos en el acto sexual son extraños, lo que hace que el conocimiento sobre las posturas de copulación y la orientación de los órganos sexuales al comienzo de la evolución sean limitados, explica el paleontólogo Dong Ren de la Universidad Capital Normal en China, principal autor de este descubrimiento.
El fósil bien conservado de dos Anthocytina perpetua, pequeños insectos que saltan de planta en planta, los muestra copulando de frente, con el órgano de reproducción masculino insertado en el orificio genital de la hembra.
El fósil indicaría por tanto que la posición de los órganos genitales y las posturas de acoplamiento entre insectos no han cambiado durante más de 165 millones de años, señalan los investigadores.
Un equipo de investigadores de la Universidad Tecnológica Nanyang de Singapur cree haber resuelto el misterio de por qué el agua caliente se congela más rápido que el agua fría, algo que ocurre en algunas circunstancias.
El efecto Mpemba, que así ha sido bautizado, se explica por la forma en que la energía se almacena en los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua: las moléculas de agua tienen un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno, todos unidos por enlaces covalentes (el intercambio de electrones). En las moléculas de agua, los átomos de hidrógeno son también atraídos por los átomos de oxígeno en otras moléculas de agua cercanas, una fuerza llamada enlace de hidrógeno. Pero, al mismo tiempo, las moléculas de agua en su conjunto son repelidas entre sí.
Los autores del estudio señalan que cuanto más se caliente el agua, más distancia hay entre sus moléculas, debido a la fuerza repelente entre ellas. Eso obliga a los puentes de hidrógeno a estirarse, de forma que se almacena energía. Esa energía, según los investigadores, se libera a medida que se enfría el agua permitiendo que las moléculas se acerquen más entre ellas… Y liberar energía significa refrigeración.
• Leer anotación en este blog sobre el efecto Mpemba.
INGENIERÍA
Un equipo de investigadores desarrolla un disco de almacenamiento de datos capaz de conservar la información durante un millón de años e incluso mil veces más. La idea es preservar un legado digital que reciban civilizaciones futuras.
La manera de calcular cómo logra un material resistir un millón de años es partiendo de fórmulas preestablecidas para ese trabajo: según la ecuación de Arrhenius, debería aguantar al menos una hora a 188 grados centígrados (461 Kelvin) para simular el deterioro que sufren los materiales en ese período. Como se puede ver en el vídeo, el disco se usa para freír un huevo, se cocina a la parrilla con hamburguesas y se le quema junto a piedras de carbón. Y el material grabado no sufre en exceso. El disco resiste hasta 574º centígrados, aunque en ese caso con un gran deterioro de la información. Los CD y DVD actuales apenas aguantan 40 o 50 años a temperatura ambiente.
¿Cómo hacen ese disco tan resistente? El planteamiento es un cruce de simplicidad y una aleación de materiales muy sofisticada. El dibujo, como se ve en la imagen, es el del típico código QR que se va reproduciendo una y otra vez sobre sí mismo, cada vez más pequeño, hasta escala nanométrica. La información se graba en combinaciones binarias sumando capas de tungsteno y nitruro de silicio, para hacerlo más resistente al calor y otros procesos químicos.
“El truco que utilizamos es insertar puntos de material en cerámica, que es químicamente, térmicamente y mecánicamente muy resistente. El material incrustado en la cerámica está protegido de cualquier embate ambiental. Esto hace que los datos sean robustos durante millones e incluso miles de millones de años”
Última actualizacón: 21 septiembre 2017 a las 15:37
Todo el mundo parece estar de acuerdo en que se hace necesario encontrar de forma urgente un medio alternativo a los combustibles fósiles para generar energía. Debemos lograrlo no solo porque la energía es la base del crecimiento económico, necesario para el bienestar de la humanidad, sino porque la acumulación de gases de efecto invernadero por el empleo de estos combustibles (petróleo, carbón y gas natural en menor medida) está produciendo cambios en el sistema global del clima. Por último, y no menos importante, nuestra dependencia de estos combustibles y su previsible escasez en las próximas décadas será una fuente segura de conflictos armados entre naciones.
Por todo ello, numerosos investigadores emplean su tiempo y recursos en encontrar una fuente alternativa, segura y limpia de suministro energético. Desde hace décadas se viene especulando con la posibilidad de emplear la luz solar de forma diferente a como venimos haciéndolo en la actualidad. Muestra de ello es la gran cantidad de artículos científicos que desde 1978 se vienen publicando (se puede acceder desde aquí a una selección). La pregunta sería ¿cuál es la mejor forma de captar la energía que desprende el Sol? Pues tomarla directamente desde el espacio, donde no hay problemas meteorológicos (en tierra, durante la noche y en días nublados no se captan los rayos solares) y es inagotable (al menos hasta el Sol explote dentro de miles de millones de años…).
John Mankins, que tiene una trayectoria profesional con más 25 años de experiencia en la NASA y en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de Caltech (Universidad de California), propone un satélite espacial de 5.000 metros de ancho y fabricado con 240.000 piezas autoencajables y reemplazables. La NASA ha incorporado el proyecto a su programa de Conceptos Avanzados – NASA Institute for Advanced Concepts (NIAC por sus siglas en inglés).
El SPS-ALPHA (nombre del proyecto) supone un enfoque novedoso en la captación de los rayos solares. Se trata de construir, directamente en el espacio, enormes plataformas de decenas de miles de pequeños elementos, espejos en su mayor parte, que son controlados de forma individual y se reparten por la superficie curvada del satélite. Estos espejos móviles interceptarían y redirigirían la luz solar hacia unas células fotovoltaicas incorporadas en la parte posterior. Aquí, una serie de paneles de transmisión de energía de microondas generaría un haz coherente de energía de radiofrecuencia de baja intensidad que la transmitiría a la Tierra.
Si el proyecto llega a ver la luz, supondrá disponer de forma remota y asequible de decenas de miles de megavatios de electricidad mediante una transmisión inalámbrica a la Tierra, permitiendo abastecer zonas del planeta sin apenas infraestructura energética (como por ejemplo, la mayoría de países del continente africano). El sistema integrado aún no se ha construido pero Mankins cree que con 3 o 4 unidades se podría proveer de energía al 90% de la población mundial.
Para mayor información, se puede acceder aquíal informe final de la Asociación Internacional de Astronáutica sobre el tema.
El robot explorador de la NASA Spirit (la denominación oficial es MER-A, Mars Exploration Rover-A) lleva seis años terrestres (3,2 años marcianos) sobre la superficie de Marte. El tiempo inicial calculado para el desempeño de su misión estaba establecido en 90 días marcianos (el día solar marciano (sol en inglés) es el período de tiempo comprendido entre dos pasos consecutivos del Sol por un meridiano de Marte, y dura 24 horas 39 minutos 35,244 segundos), por lo que la misión no puede calificarse más que de un completo éxito a pesar de los numerosos problemas que ha tenido que afrontar el equipo de científicos que dirige el proyecto. El balance positivo de la misión no viene dado únicamente por su extraordinaria duración, sino por la ingente cantidad de imágenes de alta resolución que nos ha enviado y, más importante aún, por los descubrimientos que ha realizado.
El Spirit forma parte de un equipo de dos exploradores. Junto a él, el explorador llamado Opportunity (su denominación oficial es MER-B, Mars Exploration Rover-B) conforman el Programa de Exploración de Marte (Mars Exploration Program) de la agencia espacial estadounidense (NASA en inglés). El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL), una división del Instituto Tecnológico de California, dirige este proyecto.
El despegue tuvo lugar el 10 de junio de 2003 desde Cabo Cañaveral, Florida, sobre un cohete Boeing Delta II, aterrizando en el cráter Gusev el 4 de enero de 2004 (UTC-tiempo universal coordinado). Durante la fase de descenso, se abrió un paracaídas cuyo objetivo era desacelerar el vehículo de aterrizaje, aunque debido a que la densidad atmosférica de Marte es menor a 1% de la de la Tierra, el paracaídas por sí sólo no puede llevar a cabo esta tarea para garantizar una velocidad de aterrizaje segura, por lo que el descenso fue ayudado por cohetes mediante el sistema RAD (descenso ayudado por cohetes (rocket assisted descent). Aproximadamente 15 metros antes de tocar la superficie, se inflaron unas bolsas de aire (al estilo de los airbags empleados en los coches) para amortiguar el aterrizaje preveiendo que éste se podía producir sobre piedras o terreno accidentado, permitiendo de esta forma que el vehículo rebotase sobre la superficie de Marte a velocidades moderadas. Una vez en tierra, el vehículo de aterrizaje (su “concha” protectora) se abrió para dejar libre el explorador. El equipo de científicos encargado de la misión bautizó el sitio del aterrizaje como Columbia Memorial Station, en honor a los siete astronautas que fallecieron en el transbordador espacial Columbia.
El explorador tenía como misión principal analizar y clasificar la mayor cantidad de rocas y suelos para intentar responder a la pregunta de si hubo agua en Marte en algún momento de su historia geológica, permitiendo comprender la forma en la que la actividad del agua había actuado sobre el medioambiente marciano. A pesar de que en la actualidad no existe agua líquida sobre la superficie del planeta, el registro de la actividad pasada del agua se puede encontrar en las rocas, minerales, y accidentes geográficos que los científicos piensan que sólo pudieron formarse en presencia de agua en estado líquido. Aquí es donde entran en acción los instrumentos científicos del explorador:
Cámara Panorámica (Pancam).
Espectrómetro en miniatura de emisión térmica (Mini-TES): se emplea para identificar los lugares que merecen ser examinados de forma más detallada, y tiene la capacidad de diferenciar los tipos de rocas y suelos del entorno. Del mismo modo, facilita perfiles de la temperatura de la atmósfera.
Espectrómetro Mössbauer (MB): Estudia la composición de las rocas.
Espectrómetro de rayos X de partículas Alfa (APXS): para analizar los componentes químicos de las rocas y el suelo.
Imanes: para analizar las partículas magnéticas de polvo. El espectrómetro Mössbauer y el espectrómetro de Rayos X de Partículas Alfa analizan las muestras recogidas para determinar la tasa de partículas magnéticas con respecto a las no magnéticas. También analizan la composición de minerales magnéticos en el polvo del aire y en las piedras que han sido trituradas por la Herramienta de Abrasión de Rocas.
Cámara para imágenes microscópicas (MI): para obtener imágenes de alta resolución de las muestras obtenidas en las rocas y el suelo.
Herramienta de abrasión de roca (RAT): para limpiar superficies polvorientas y afectadas por la intemperie y así exponer material fresco para su estudio con el resto de instrumentos.
Han sido numerosas las dificultades que han tenido que afrontar los científicos encargados del proyecto. Uno de los más recurrentes ha sido la acumulación de polvo sobre los paneles solares a través de los cuales el explorador obtiene la energía necesaria para su funcionamiento. Debido al simple paso del tiempo, las partículas depositadas sobre los paneles llegaron a dismunir su eficiencia, lo que obligó en numerosas ocasiones a interrumpir los trabajos. La solución llegó el 9 de marzo de 2005 cuando una tormenta de polvo barrió los paneles solares limpiándolos, consiguiendo de esta forma que la duración de la misión se alargase significativamente. Fue la primera vez que las tormentas de polvo influyeron en la misión.
Otros problemas han tenido que ver con la movilidad. En varias ocasiones el explorador ha entrado en un banco de arena que ha bloqueado sus ruedas, o ha encontrado una roca de gran tamaño que era preciso evitar. Ha sido necesario recrear en la medida de lo posible las condiciones del terreno en que se encontraba el explorador que permitieran realizar simulaciones en la Tierra de los movimientos necesarios para solucionar los problemas. Tras larguísimos debates, los ingenieros daban órdenes de movimientos precisos para cada una de las ruedas para sacar al explorador del atasco. Esto puede parecer sencillo, pero debemos tener presente que los ingenieros no pueden operar el explorador en tiempo real debido al retraso en la señal, por lo que cualquier movimiento en falso puede suponer el fin de la misión.
Por lo tanto, ahora más que nunca, cuando la crisis financiera, social y económica a escala mundial está afectando al futuro de la exploración espacial, y a la investigación científica en general, debemos rendir tributo a la enorme cantidad de personas que hacen posible el éxito de estas misiones , y recordar que logran que superemos nuestros límites y sigamos nuestro instinto más profundo que no es otro que la «curiosidad», que nos lleva a preguntarnos insistentemente por el funcionamiento del mundo que nos rodea y a descubrir la razón de ser del universo.
Terminaré con una cita extraída de una novela de Isaac Asimov:
«Sólo haciendo frente a las grandes pruebas puede la Humanidad elevarse a nuevas y mayores alturas. Del peligro y de la aventura han salido siempre las fuerzas que han llevado al Hombre a nuevas y más grandes conquistas. ¿No lo entiendes? ¿No comprendes que al impedir las miserias y fracasos que torturan al Hombre, la Eternidad no le deja encontrar sus propias soluciones, difíciles pero provechosas, las soluciones verdaderas que se obtienen al vencer las dificultades, no al evitarlas?.”
Asimov, Isaac. 1977. El fin de la eternidad. Madrid: Ediciones Martínez Roca S.A.
