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La ciencia amplia los límites de la visión

Los superpoderes siempre han estado de moda, pero un vistazo rápido a la cartelera de estos últimos años deja claro que ahora están más presentes que nunca. Curiosamente, una de las características más comunes de un gran número de superhéroes es que poseen sentidos hipersensibles, capaces de detectar estímulos completamente inaccesibles para un humano “normal y corriente”.

La vista es, precisamente, uno de esos sentidos que con frecuencia se encuentran mejorados en estos seres extraordinarios, permitiéndoles, por ejemplo, ver en la oscuridad. Como siempre, un paso por detrás de la ficción, la ciencia pone a nuestra disposición este “superpoder” sin necesidad de usar gafas especiales.

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Los mamíferos solo podemos detectar con nuestro sentido de la vista la parte de la radiación electromagnética conocida como luz visible, mientras que la radiación infrarroja, de menor energía y mayor longitud de onda, es completamente invisible para nuestros ojos…hasta ahora.

espectro visible
Un grupo de investigadores ha logrado, mediante la inyección de nanopartículas en la retina de ratones, que estos sean capaces de detectar la radiación infrarroja con sus propios ojos.

Estas nanopartículas actúan como pequeños transductores, absorbiendo la energía proveniente de la radiación infrarroja y transformándola en radiación visible. Al ser colocadas en la parte posterior del ojo, las nanopartículas se unen a los fotorreceptores presentes en la retina de los ratones de modo que, al emitir luz visible, son capaces de estimular las células fotosensibles a las que están unidas.

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Los fotorreceptores son células especializadas sensibles a la luz que, al activarse, producen impulsos nerviosos que viajan hasta la corteza visual, en la parte posterior del cerebro, a través del nervio óptico.

retinaEn los mamíferos existen fotorreceptores de dos tipos, los conos y los bastones. Los primeros detectan el color, y en humanos pueden ser de tres tipos, los que muestran mayor sensibilidad a la luz azul, los que responden más frente a la luz verde y los que son más sensibles a la luz roja. El segundo tipo de fotorreceptores se denominan bastones, son muy sensibles a la luz, permitiéndonos ver en condiciones de casi oscuridad, pero no permiten distinguir colores, lo que resulta en que, cuando apenas hay luz, tengamos una visión en blanco y negro.

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Según los autores de este estudio, debido a las similitudes entre la fisiología de la visión de ratones y humanos, esta técnica podría conferir nuevas habilidades, como la visión térmica. Esto es posible gracias a que todos los cuerpos que emiten calor por encima del cero absoluto (0 grados Kelvin o -273,15 grados centígrados) generan radiación infrarroja.

Además, también podría resultar útil para el tratamiento de pacientes con deficiencias visuales, con la ventaja de que no parecen tener efectos secundarios y no interfieren con la detección normal de la luz del espectro visible.

Si quieres saber más y te atreves con el artículo, aquí tienes el enlace.

 

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Alimentación, Curiosidades, Descubrimientos y Tecnología, Física, Química y Astronomía

¿Por qué lloramos al cortar cebolla?

Buenas concienzud@s,

Hoy queremos hablaros de este fenómeno tan habitual en nuestras cocinas y que seguro que muchos de vosotros habéis experimentado. Y es que no podemos dejar de llorar cuando cortamos cebollas.

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Haciendo una búsqueda rápida por internet nos encontramos distintas teorías de porqué se produce este hecho y lo que es más importante cómo podemos evitarlo.

De entre todas las posibles soluciones ganan por goleada cortar la cebolla a la pata coja y lo que parece más eficaz desde el punto de vista de los internautas es ponerse una rodaja de la cebolla que estemos cortando en la cabeza.

Nosotros en este post os vamos a explicar cuál es la base científica, qué es lo que está ocurriendo cuando cortamos cebollas y juntos vamos a poder deducir si efectivamente ponernos un trozo en la cabeza puede evitarnos las lágrimas.

La respuesta a este enigma debemos buscarla en las reacciones enzimáticas.

Una reacción es un proceso en el cual una o más sustancias reaccionan entre sí y se transforman, cambiando su estructura molecular, en otras sustancias. Y las reacciones enzimáticas son aquellas en las que interviene una enzima.

Las enzimas son una serie de moléculas, la mayoría de naturaleza proteica, que facilitan, aceleran o favorecen que se produzcan determinadas reacciones químicas. Son muy selectivas con las moléculas sobre las que actúan, los sustratos, catalizando reacciones del tipo “llave-cerradura”.

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Pues bien, cuando cortamos una cebolla estamos rompiendo las células vegetales y ponemos en contactos una enzima (en este caso concreto la alinasa) con su sustrato (súlfoxidos). Estas dos moléculas que en las cebollas están separadas, al juntarse, reaccionan entre sí y uno de los productos resultantes es el propanotial.

El propanotial es una molécula gaseosa con azufre en su estructura y que cuando llega a nuestros ojos reacciona con el agua de las lágrimas formando ácido sulfúrico.

Como podéis deducir, el hecho de tener ácido sulfúrico (en concentraciones muy bajas, que no cunda el pánico) en los ojos es lo que provoca el lagrimeo junto a la sensación de escozor y picor.

Llegados a este punto podemos concluir que una vez más internet no sirve para solucionar nuestros problemas, sino que vuelve a ser una vez más un vehículo perfecto para la difusión de bulos.

Entonces, ¿qué es lo que sí podemos hacer para evitar o al menos disminuir la sesión de lloros?

– Lavar la cebolla a medida que la vamos cortando. De esta forma, eliminamos parte de los reactivas y se formará menos propanotial.

– Congelar las cebollas unos 10-20 min antes de cortarla con lo que el gas que se desprende será menor.

– Un buen cuchillo afilado y una buena técnica de corte para minimizar los desgarros celulares.

– Y nuestra favorita: utilizar tus gafas de buceo para evitar que el gas resultante de la reacción enzimática llegue a tus ojos.

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Y si no tienes tus gafas de buceo a mano, la digievolución sería utilizar tu casco de Darth Vader.

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Que la fuerza te acompañe en esta ardua tarea pequeño padawan  vulcanovulcano

Curiosidades, Física, Química y Astronomía

Basura Espacial

Una imagen para la reflexión.

63AEsto es lo que un pequeño trozo de plástico de apenas 15 gramos puede hacer a un bloque sólido de aluminio cuando viaja a 15 kilómetros por segundo. ¿Y cuántas de estas “esquirlas” sobrevuelan nuestra órbita? Unas 50.000.

Por esto, es importante controlar la basura espacial, ya que podría destruir nuestros satélites y estaciones espaciales, lo que conllevaría un gasto millonario

¡Feliz comienzo de semana!

Física, Química y Astronomía, Naturaleza y Biología

2001: Odisea (de unos gusanos) en el espacio

¡Buenos días concienzud@s!

Hoy hablaremos de unos individuos que, a priori, pueden parecer asquerosos o simplemente repulsivos, pero que son un modelo de estudio muy utilizado para medicina regenerativa. Por supuesto, hablamos de nuestros amigos los gusanos, en este caso gusanos planos, y que realizaron un viaje envidiable (que solo unos afortunados han realizado), soñado por muchos: el espacio.

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Traemos esto a colación debido a la publicación de un artículo científico, que os explicaremos a continuación. Un grupo de investigación de la Universidad de Tufts (Boston, EEUU), dirigido por el Dr. Michael Levin, se encarga del estudio de sistemas biológicos, biología sintética y medicina regenerativa, entre otras líneas de investigación. Para ello utilizan gusanos planos, que pueden regenerar partes amputadas de su cuerpo, por lo que son sujetos ideales para entender cómo sistemas vivos pueden autorregenerarse. Los resultados se podrían aplicar a regeneración de tejidos dañados debido a una enfermedad, debido a heridas o tejidos afectados por causas congénitas. Sigue leyendo “2001: Odisea (de unos gusanos) en el espacio”

Física, Química y Astronomía

Wow! Señal desde el espacio exterior

¡¡¡Hola concienzudos!!! Hoy vamos a hablar de un hecho que ocurrió en agosto de 1977. Se recibió una señal muy fuerte desde la constelación de Sagitario, que fue captada mediante el radiotelescopio Big Ear de la Universidad Estatal de Ohio (EE.UU.)

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Después, la señal recibida se pasaba a una computadora de IBM (como la que podéis ver abajo) que se encargaba de convertir los datos recibidos a una serie de caracteres alfanuméricos.

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Las transmisiones de radio procedentes del espacio constaban de una serie de números y letras que eran el resultado de cuentas matemáticas que básicamente servían para diferenciar lo que eran señales auténticas del ruido del espacio. Así, la traducción sería:

  • Si el valor era un 0, se representaba mediante un espacio en blanco, lo que quería decir que sólo era ruido.
  • Los valores entre el 1 y el 9 eran puestos tal cual.
  • Los enteros del 10 al 35 eran representados con las letras mayúsculas que van de la A a la Z respectivamente.
  • Si alguna señal tenía una intensidad de 36 o superior, el programa simplemente empezaba de nuevo desde 0 (no inclusive). Por ejemplo el 38 sería el 3.

 

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Como podéis ver lo que aparece en la foto es la secuencia 6EQUJ5, que fue el mótivo de la exclamación del profesor Jerry R. Ehman, escribiendo el famoso Wow!

La letras Q y U, corresponderían a valores numéricos muy altos, en concreto la Q sería el 26 y la U el 30. ¿Qué quiere decir? Pues que la señal en esos casos estaba hasta 30 veces por encima de la señal del ruido de fondo (producido por el Big Bang). Así que es una señal muy muy alta.

¿Entonces estamos ante una señal que proviene de una civilización avanzada?

Bueno, pues esa fue una de tantas teorías que se barajó entonces. También se pensó que podría haber sido un satélite o un reflejo desde la propia tierra al incidir en basura espacial. El propio Jerry R. Ehman opinaba que lo de que proviniera de una cultura extraterrestre avanzada era poco probable ya que se volvió a buscar la señal más de 50 veces y no la volvieron a encontrar.

Pues bien, 40 años después, a principio de junio de 2017, se ha resuelto el misterio. Los encargados de hacerlo han sido Antonio Paris y Evan Davis. Su teoría es que la señal segurante proviniese de un asteroide que pasaba por allí. Ya que tanto el asteroide 266P/Christensen como el P/2008 Y2 pasaron por el sistema solar en esas fechas. Ambos asteroides tienen una nube de hidrógeno a su alrededor. La señal Wow! se detectó en la frecuencia de 1420MHz, que es la correspondiente a la del hidrógeno, así que podría ser posible.

Pero ahora toca demostrar su teoría. En este enlace, podéis encontrar el artículo original que explica todo el proceso. En él, analiza la trayectoria del cometa 266P/Christensen en la época del descubrimiento de la señal y la señal producida por su nube de hidrógeno, la cual es muy similar a la del Wow!

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Esto nos recuerda a lo que ocurrió en 1998 en Australia. Los astrónomos del radiotelescopio Parkes llevaban recibiendo  desde entonces una señal de 1,4 GHz y de 250 ms, de origen terrestre. En 2015 descubrieron de donde procedía publicándolo en un artículo llamado Identifying the source of perytons at the Parkes radio telescope.  Y el origen eran dos microondas muy antiguos, tenían más de 27 años de antigüedad y cuando se abrían antes de que acabara el tiempo de descuento cuando se usaba, emitía una pequeña señal.

Así que ya veis que a veces las explicación más sencilla suele ser la acertada. Aún así quedan escépticos por el mundo, ya que por ejemplo, la teoría de Paris y Davis no es concluyente al 100%.

¡¡Feliz semana!!

Curiosidades, Física, Química y Astronomía

Chernobyl: adaptarse o morir

¡Hola concienzudos! Hoy vamos a hablar del accidente que ocurrió en 1986, en la central nuclear Vladímir Ilich Lenin de Chernobyl cerca de la ciudad de Pripyat (Ucrania). Ha sido el único accidente nuclear de nivel 7 en la historia (escala de 0-7).

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Actualmente, esta ciudad es una ciudad fantasma debido a la explosión del reactor 4 de la central. A causa de los altos niveles de radiación, tuvieron que evacuarla rápidamente y además establecieron un perímetro de 30 km al que llaman zona de exclusión o simplemente La Zona. 

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A pesar de que esta área sea la más contaminada, la nube radiactiva llegó a gran parte de Europa y Asia. Se cree que hasta en Irlanda hubo lluvia radiactiva. En el mapa de abajo podéis ver las zonas afectadas en el momento de la explosión. A día de hoy, la zona de exclusión sigue siendo inhabitable (aunque ya veremos que no es tan inhabitable).

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Lo paradójico del accidente es que ocurrió cuando realizaban una prueba de seguridad de los reactores. En él, querían comprobar si con una falta de suministro eléctrico, los generadores sería capaces de mantener refrigerados los reactores. Al fallar la prueba, el reactor número 4 se sobrecalentó produciendo una explosión del hidrógeno del interior.

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Tras el accidente, tuvieron que contratar a gente para que limpiara la zona. Se les llamó liquidadores. Hay que tener en cuenta que en esa época, aunque se sabía que la radiación era mala, no conocían el verdadero alcance de una explosión así y de todo lo que se liberó. Se estima que la cantidad de materiales tóxicos y radiactivos eran 500 veces mayor que los liberados en la bomba atómica de Hiroshima. 

images (1)Por ello, el material protector usado por los liquidadores, no era muy eficiente. Gracias a ellos las consecuencias del accidente no fueron tan horribles como podrían haber sido, pero pagaron un alto precio. Aunque no se sabe con exactitud, ya que hay consecuencias tanto a corto como a largo plazo, se desconoce la cantidad exacta de liquidadores discapacitados o muertos a causa de la radiación. Pero si se contrataron unos 600.000, se cree que al menos 100.000 murieron o quedaron discapacitados. Aunque seguramente la cifra sea mayor.
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Pues como ya hemos dicho, han pasado 31 años, y la zona sigue muy contaminada.
300px-Iodine-131-decay-scheme-simplified.svg Los radioisótopos que más se liberaron fueron yodo-131, estroncio-90 y cesio-137. Una de las características más importantes de los isótopos radiactivos es su periodo de semidesintegración. Que es la cantidad de tiempo necesaria para que la mitad de los núcleo de un isótopo se desintegren liberando electrones, neutrinos o positrones dependiendo de si son emisiones en gamma, beta o alfa. El del yodo-131 por ejemplo es de 8 días, pero en los otros dos el periodo de semidesintegración es de 30 años y además, sobretodo el cesio-137, está mayormente depositado en la superficie del suelo. Así que, a día de hoy,  sólo la mitad de esos núcleos se han desintegrado. Por lo que harían falta otros 30 años más para que desaparezca. Así que mirándolo bien, tras un accidente nuclear llevan casi 100 años descontaminar todo.

En 2014 salió un artículo muy interesante que se titula Chronic exposure to low-dose radiation at Chernobyl favours adaptation to oxidative stress in birds”.

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En él hablan de que aunque la radiación produce estrés oxidativo celular, los organismos tienen respuestas compensatoria que se combinan con las especies reactivas de oxigeno (ROS) minimizando así los daños que pudieran producir estos radicales. Para el trabajo, estudiaron pájaros de 16 especies expuestas a la radiación de Chernobyl y analizaron los niveles de los antioxidantes más importantes del organismo, además del daño en el ADN. Sorprendentemente, vieron que los niveles de antioxidantes y el daño en el ADN eran menores en estos pájaros que en los controles. Aunque los más curioso del estudio, es que relacionaban la cantidad de feomelanina (pigmento en plumas) con el éxito adaptativo a la radiación. A más cantidad de pigmento mayor número de radicales libres oxidantes, por lo que estos animales se adaptaban peor a la radiación. Por lo tanto se pudo concluir que la exposición prolongada a radiación puede ser beneficiosa en términos de adaptación al daño celular, siempre y cuando el organismo llegue a adaptarse.

A parte de aves, a día de hoy en esta zona viven por ejemplo ciervos, lobos u osos, entre otros. Así que el número de especies que sobreviven en este área “inhabitable” ha aumentado por la disminución de la presencia humana, y parece que la radiación no les ha detenido.

¿Estos estudios podrían extrapolarse al ser humano? Pues no se ha estudiado. Pero la realidad es que hay casi 5 millones de personas que viven en áreas contaminadas por la radiación, ya que no quisieron irse, o más tarde volvieron a sus casas a pesar de la advertencias. Según esas personas, la radiación no les afecta, ya que no tienen problemas de salud. Pero lo cierto es que no se ha estudiado lo suficiente si esto es verdad.

Así que ya sabéis, la vida siempre se abre paso.

¡Feliz semana!

Referencias: Chronic exposure to low-dose radiation at Chernobyl favours adaptation to oxidative stress in birds. Ismael Galvan, Andrea Bonisoli-Alquati, Shanna Jenkinson, Ghanem Ghanem, Kazumasa Wakamatsu, Timothy A. Mousseau and Anders P. Møller. Functional Ecology 2014, 28, 1387–1403

https://www.youtube.com/watch?v=X4gAWbN5lc4 Documental, La Zona.

Física, Química y Astronomía

CONTINENTES, EXOPLANETAS… ¿QUÉ MÁS SE PUEDE PEDIR?

¡Feliz comienzo de semana concienzudXs!

Todos tenemos un pequeño explorador en nuestro interior, y es por esto que la semana pasada fue ¡sencillamente fascinante!

¡¡No sólo hemos descubierto un nuevo continente, sino que también hemos encontrado un sistema de exoplanetas!!

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Los humanos nos tenemos por los seres vivos más inteligentes del planeta Tierra, pero, si tan listos somos, ¿cómo es posible que un CONTINENTE haya pasado desapercibido a nuestros ojos? ¡Con un área de nada menos que 4,9 millones de kilómetros! Hay que decir como defensa de nuestra especie que este continente está cubierto en su mayor parte por el océano, y que tan sólo tenemos a la vista el 6% de su territorio: Nueva Zelanda y Nueva Caledonia. Después de 20 años de investigaciones científicos del centro neozelandés GNS Science han publicado el descubrimiento de Zelandia (Zealandia en inglés), en la revista de la Sociedad Geológica de América (GSA). Al parecer, Zelandia es un continente porque tiene la elevación necesaria sobre la zona circundante, tiene una geología que lo distingue de otros continentes, un área bien definida y una corteza más gruesa que el suelo oceánico normal. Según este grupo, Zelandia se formó después de la desintegración del supercontinente Gondwana, hace unos 30 millones de años. El investigador principal del descubrimiento, Nick Mortimer, defiende que la importancia de Zelandia va más allá de añadir un nombre a la lista de continentes. “Es el continente más fino y más pequeño que se ha encontrado, y el hecho de que esté tan sumergido pero no fragmentado lo hace útil para explorar la cohesión y desintegración de la corteza continental”, declaró. Mortimer también explicó que Zelandia proporciona un nuevo contexto de “una tierra que se hizo más pequeña y se hundió bajo las olas” para los estudios de biología evolutiva, que pueden explicar los orígenes de la flora y fauna endémicas de Nueva Zelanda y Nueva Caledonia.

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Apenas 24 horas después de esta noticia, la NASA nos hizo conocedores de otro gran descubrimiento: el primer sistema conocido de siete planetas del tamaño de la Tierra alrededor de una sola estrella (Trappist-1). Este descubrimiento establece un nuevo record en el mayor número de planetas en zonas habitables que se encuentran alrededor de una estrella fuera de nuestro sistema solar. De hecho, la noticia tuvo tal repercusión que tuvo un doodle propio 🙂

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Lo impactante de este descubrimiento es que los científicos de la NASA afirmaron que encontrar un planeta como la Tierra es ahora una mera cuestión de tiempo, porque los siete planetas podrían tener agua líquida en unas condiciones atmosféricas adecuadas, aunque hay tres de ellos que son mejores candidatos para habitarlos potencialmente debido a la distancia a la que se encuentran de su sol. En comparación con nuestro sistema solar, los planetas de Trappist-1 están más juntos entre ellos y más pegados a su sol, para que os hagáis una idea, el planeta más alejado de Trappist-1 está a un décimo de la distancia entre nuestro sol y Mercurio. De hecho, el astrobiólogo español José Caballero afirmó la semana pasada que estos planetas están tan cerca unos de otros que sería posible observar los accidentes geográficos del planeta de al lado a simple vista.

Una gran duda que se cierne ahora sobre los exoplanetas es si tienen  una atmósfera que posibilite la existencia de vida. Esta envoltura de gases es imprescindible para generar efecto invernadero, hacer que las temperaturas que llegan a la superficie del planeta sean más moderadas, permitiendo que el agua esté en estado líquido, y forma un escudo para las radiaciones ultravioleta que emite el sol.

Además de la composición de gases, para determinar si hay vida la cuestión fundamental es si los planetas han conservado algo del agua que contenían cuando se formaron hace 500 millones de años. Sin embargo, es importante tener en cuenta que en el caso de haber vida en estos exoplanetas, sería muy diferente a la que conocemos en la Tierra, porque… ¡La luz de Trappist-1 es infrarroja! De manera que, por ejemplo, en el caso de que los habitantes de estos planetas tuvieran ojos, tendrían que ver en el espectro infrarrojo, las hojas de los árboles tendrían que estar adaptadas para hacer la fotosíntesis con fotones de muy baja energía.

Otro factor a tener en cuenta es que es probable que los exoplanetas no giren sobre sí mismos, de manera que siempre darían la misma cara hacia el sol y tendrían la otra en una noche continua. Esto haría que las diferencias de temperatura fueran brutales, y habría fuertes corrientes de aire de la cara soleada a la oscura.

Para estudiar la composición de los gases y agua de los planetas potencialmente habitables se lanzará en otoño de 2018 el telescopio espacial James Webb, que determinará las concentraciones de agua, metano, ozono y oxígeno.

Esperaremos ansiosos las noticias acerca de estos exoplanetas, ya que están relativamente “cerca” de la Tierra, a tan sólo 40 años luz de la constelación de Acuario. Sin embargo, tendremos que esperar a nuevas mejoras en la tecnología para poder visitarlos, ya que, con las tecnologías actuales, tardaríamos 300.000años en recorrer la distancia que nos separa.

¿Qué nos deparará esta semana? ¿Una nueva especie?

¡Os mantendremos informados!