Feed aggregator

Los cuasicristales se descubrieron por primera vez en 1984 en una aleación de aluminio y manganeso. Al igual que los cristales, generan patrones de difracción de los rayos X con puntos brillantes dispuestos simétricamente, pero con simetrías (pentagonales, decagonales, dodecagonales) que no pueden ser producidas por ningún empaquetamiento ordenado de partículas que sea regular. Por contra, los cuasicristales no son perfectamente periódicos: contienen disposiciones atómicas locales con estas simetrías prohibidas, pero que no se repiten exactamente.

Los cuasicristales, con sus redes atómicas no repetitivas, ofrecen la posibilidad de crear materiales con propiedades de conducción de calor y carga diseñadas, propiedades que se ven influidas por la estructura reticular y sus vibraciones, también llamadas fonones. Sin embargo, los estudios realizados de fonones en cuasicristales no han descubierto esta previsible influencia de la inusual estrutura.

Un nuevo trabajo de Masato Matsuura, del Centro de Ciencia y Tecnología de Neutrones CROSS en Japón, y sus colegas ha descubierto ahora un comportamiento único de los fonones en los cuasicristales: el número de fonones que se propagan en la red es notablemente menor a energías de fonón específicas que están relacionadas entre sí a través de la proporción áurea, una constante matemática que también está vinculada a la geometría de la red no periódica de los cuasicristales. Esta observación confirmaría las predicciones teóricas de hace décadas que diferencian los fonones de los cuasicristales de los fonones de los materiales cristalinos.

El equipo de investigadores dirigió un haz de neutrones hacia una muestra de un centímetro del material cuasicristalino Al73Pd19Mn8. Siguiendo técnicas estándar, los investigadores analizaron la energía y el cambio de dirección de los neutrones dispersados para determinar la energía, la dirección del movimiento y la cantidad de fonones generados por las interacciones neutrón-muestra.

En un espectro de número de fonones frente a energía del fonón, el equipo observó caídas pronunciadas en energías aproximadas al multiplicar cada energía sucesiva por la proporción áurea, que es de aproximadamente 1,6: 0,12, 0,19, 0,31, 0,51, 0,82, 1,33 y 2,15 meV. El análisis también reveló que los fonones se propagan en direcciones preferentes. Además, el número de fonones generados cuando los neutrones ganan energía de la red durante la dispersión es diferente del número generado cuando pierden energía.

Un proceso de dispersión tan asimétrico nunca se ha observado en los fonones en materiales cristalinos convencionales. Debido a estas propiedades de los fonones, los cuasicristales podrían encontrar aplicaciones en dispositivos para la gestión térmica.

Referencias:

Masato Matsuura, Jinjia Zhang, Yasushi Kamimura, Maiko Kofu, and Keiichi Edagawa (2024) Singular Continuous and Nonreciprocal Phonons in Quasicrystal AlPdMn Phys. Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.133.136101

Martín Rodríguez-Vega (2024) Golden Ratio in Quasicrystal Vibrations Physics 17, s121

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

El artículo Los fonones de los cuasicristales y la proporción áurea se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Gisela Baños

“Gure ezagutza oro iraganari buruzkoa da, baina gure erabaki guztiak, berriz, etorkizunari buruzkoak” esan zuen behin Gregory Benford zientzia-fikzioa generoan aritutako idazleak. Hala ere, errealitatean, etorkizuna ez dugu gure erabakien arabera gauzatzen den zerbait balitz bezala hartzen, denboran nolabaiteko leku gisa baizik, nahikoa hurbiltzen garenean modu espontaneoan agertuko dena; eta gutxitan hautatzen dugu kontzienteki bertara eramango gaituen bidea.

1. irudia: aldaketak bizi ditugu, onartu ere ezin dugun abiaduran. (Argazkia: jingoba – domeinu publikoko irudia. Iturria: Pixabay)

Eta hori, praktikan, autobidean gidaririk gabe bidaiatzearen parekoa da, seinaleei jaramonik egin gabe eta gure bidaiaren helmuga zein izango den erabaki gabe. Baliteke dena hain azkar joatea non ezin dugun antzeman kilometroek aurrera egiten dutela begiratzen ez dugun leiho batetik?

Baina, “zalantzazko” patua izateaz gain ―etorkizunak ematen dizkigun pistak antzematen jakiten badugu hain zalantzazkoa ez den arren―, etorkizunak ia inoiz kontuan izaten ez dugun funtzio bat bete dezake; izan ere, tresna bat izan daiteke. Horren adibide argi bat zientzian ikus dezakegu: aurkikuntza, ikerketa… Ezinezkoak dira geure burua etorkizunean kokatzen ez badugu, ez badugu helbururik edo xederik.

Gizateriaren historian zehar, garai bakoitzak etorkizuna bere modura imajinatu du. Tamalez, gure garaiaren kasuan nahiko itxura ospela du, baina ez da beti horrela izan. Neure buruari galdetzen diot ea neurri batean etorkizunaren ikuspegi horrek badaukan loturarik XX. mendearen erdialdean zientziak berarekin ekarri zituen desengainuekin, hala nola bonba atomikoa edo espazioa konkistatzeko agintzarekin; izan ere, azkeneko hori desagertu egin zen herrialde batek gailentzen zela erakutsi zuenean eta horrek buruan maiz planeta anitzeko gizateria globalaren ideia erabiltzen zutenen ametsak zapuztu zituen.

2. irudia: Bill Andersek Lurraren lehen argazkietako bat hartu zuen Ilargitik 1968ko abenduaren 24an, Apollo 8 misioan. Gaur egun, oraindik ere, gizateriak zerbait eskuratu nahi duenean lortu dezakeenaren eredu da. (Argazkia: Bill Anders. Iturria: NASA)

Aurrerapen zientifikoen ondorioz egungoa gure espeziearen une emankorrenetariko bat izan arren, badirudi zientziarekin gero eta gutxiago fidatzen garela ―edo, besterik gabe, agian Internetek indar gehiegi ematen die gehiengoarenak izan beharrean burrunbatsuak diren ahotsei―.

Egunero, gutako askok zur eta lur ikusten dugu milaka urte daramatzaten egiaztatutako gertakariak zalantzan jartzen direla, hala nola Lurraren esferikotasuna; edo, bestela, XXI. mende betean, eta eskutan smartphone bat dugula ―arlo askotan hamarkadetako garapen zientifikorik gabe funtzionatuko ez lukeen objektua―, badira datu eta lege zientifikoak iritzi kontua direla uste duten pertsonak. Hortaz, deigarria da duela ez hainbeste, zientziaren lorpenak eta frogak egungoak baino lausoagoak zirenean, zientziarengan genuen konfiantza askoz handiagoa zela. Edo, beharbada, ez da hain deigarria. XIX. mendearen amaieran jaiotako norbait lasai asko bizi zitekeen argindarrik gabe, telefonorik gabe, irratirik gabe, autorik gabe, baita haurtzaroan bere anai-arreba gehienak hiltzen ikusi ere… eta egungo munduan hil zitekeen, non gaixotasunak errotik kentzen diren, planetako puntutik puntura berehalako komunikazioa dugun eta Ilargira iristea lortu dugun. Egoera ikusita, nola ez dugu zientzian sinetsiko?

3. irudia: motordun lehen hegaldia Wright anaien eskutik egin zen, 1903an. XIX. mendearen amaieran jaiotakoek lehenengo hegazkinaren garapena eta ilargira iristeko unea bizitzeko aukera izan zuten. Iturria: jabetza publikoa (Argazkia: John T. Daniels – domeinu publikoko irudia. Iturria: Wikimedia Commons)

Hura izan zen pentsamendu zientifikoaren une ederrenetako ―eta eroenetako― bat; hots, zientziaren eta teknologiaren lehen aurrerapen modernoak “estreinatu” zituena, jostailu berrien antzera. Haurren antzera. Nahiko luze iraun zuen, gutxienez XX. mendeko 50eko edo 60ko hamarkadetara arte, non inoiz ez bezala etorkizuna irudikatu zen… Distopia alde batera uztean askori burura etortzen zaigun etorkizuna: auto hegalariak, domotika, automatizazioa, fusio-energia edo hyperloop-a… Non geratu zen hori guztia? Ba, hala ez dirudien arren, edonon dago.

4. irudia: eta ez pentsa orain arte auto hegalaririk asmatu ez denik. Modern Mechanics aldizkariaren 1933ko urtarrileko alean saiakeraren bat aipatu zen, baina praktikan ez ziren oso bideragarriak. Iturria: eskubiderik gabea. (Argazkia: domeinu publikoko irudia. Iturria: Cuaderno de Cultura Científica)

Hasieran aipatu bezala, etorkizuna erabaki bat da, eta ikuspegi batzuekin aurrera egitea erabakitzen dugu, eta, beste batzuekin, berriz, ez da hori gertatzen. Beste kontu bat da horren zergatia edo atzean egon daitezkeen interesak zein diren. Beste batzuetan, berriz, ezintasun tekniko bat da arrazoia. Iraganeko etorkizun horietan erreakzio hegazkinak, satelite geoestazionarioak eta xurgagailu robotikoak aipatu ziren, bai eta komunikazio sare globalak, ordenagailu eta telefono eramangarriak ere… Baina agian horretara oso ohituta gaude eta ez gaitu gure autoak zerua zeharkatzeak bezainbeste harritzen. Ziur? Auto hegalariak edonon aurki daitezkeen munduan biziko bagina, miresgarriak izango lirateke?

Etorkizuna imajinatzea posible izan litekeen oro imajinatzea da, besterik gabe. Ez da egiantzeko egoera izan behar, egoera posiblea baizik, eta, horren bidez, memoria kolektiboan bideak ireki behar dira, garapen zientifikoa eta teknologikoa bideratzeko unea iristen denean bidean aurrera egin ahal izateko. Batzuetan ez gara une horretara iristen, eta beste batzuetan, berriz, beste bide batzuk hartzen ditugu, baina behin imajinatutakoa, modu batera edo bestera, gauzatu egin da. Hortaz, honako galdera hau planteatzea besterik ez zaigu geratzen: egia bihurtuko dela jakingo bagenu, zientziak zein etorkizunekin amets egitea nahiko genuke?

Erreferentzia bibliografikoak:

Benford, G. (2010). The wonderful future that never was. Hearst Books.

Gil, J. M. eta Polanco Masa, A. (2017). Aviones bizarros. Los aparatos más asombrosos de la historia de la aviación. Glyphos.

Egileaz:

Gisela Baños zientzia, teknologia eta zientzia fikzioaren dibulgatzailea da.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2024ko maiatzaren 16an: ¿Para qué sirve el futuro?

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Ceres es el cuerpo más grande de todos los que pueblan el cinturón de asteroides y ostenta el título de primer planeta enano que fue visitado por una misión espacial -eso sí, pocos meses después la New Horizons visitaría Plutón, ya planeta enano también- pero no por ser enano sería menos interesante, ya que sabemos que pudo ser un mundo océano, esos cuerpos que albergan o albergaron un océano -valga la redundancia- de agua líquida bajo su superficie.

A pesar de ser un planeta enano tampoco es un cuerpo simple o sencillo, sino que esconde una compleja historia geológica que estamos empezando a rascar gracias a los datos que ha aportado la misión Dawn -ya terminada- y a los modelos que se han podido confeccionar gracias a estos. Y es que Ceres es un cuerpo rico en hielo, una composición muy diferente a la de la gran mayoría de asteroides con los que convive en su órbita alrededor del Sol, por lo que tampoco encaja muy bien en su posición actual. Pero de esto último hablaremos en otra ocasión.

De Ceres hay muchas características destacables, pero una importante es su forma casi esférica y su aspecto tan llamativo, que casi nos recuerda a un cuerpo rocoso. Cortesía de NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

Cuando vemos imágenes de este cuerpo, lo primero que salta a la vista es el innumerable número de cráteres que esculpen su superficie. Los primeros modelos sobre cómo debería comportarse su corteza -los existentes antes de la misión Dawn- mostraban que los cráteres deberían sufrir procesos de relajación… y me explico: El hielo se deforma fácilmente por efecto de la gravedad, comportándose como un fluido, lo que tiende a hacer los cráteres menos profundos conforme va avanzando el tiempo. Y este fenómeno, al menos tan marcado, no lo vemos en Ceres.

Pero un nuevo estudio publicado por Parmeleau et al. (2024) aporta una solución a este problema: No apreciamos tanta relajación en los cráteres porque la corteza de Ceres no era como creíamos. Y es que en sus simulaciones observan que para que se ajuste la realidad a los modelos, la corteza estaría compuesta en un 90% de hielo en la superficie y aproximadamente un 0% a unos 117 kilómetros de profundidad, lo que demostraría la importancia de las impurezas en la composición de la corteza helada de Ceres.

Como hemos dicho en la introducción, Ceres era un mundo océano: Conforme se fue congelando, minerales como los silicatos, las sales y otros fueron quedando atrapados entre los granos de hielo. Este proceso endurecería o haría más rígido el hielo, complicando los mecanismos de deformación interna del hielo y, por lo tanto, limitando los procesos de relajación.

Pero no hace falta un porcentaje muy alto de impurezas dentro del hielo: con tan solo un 6% sería suficiente para crear una estructura con el hielo capaz de mantener las formas del relieve de Ceres durante miles de millones de años. Pero es que, además, la rigidez que le confieren este porcentaje de impurezas es comparable a la de las rocas, impidiendo la deformación y garantizando que sus formas geológicas no vayan borrándose a consecuencia de la relajación.

Un detalle de la superficie de Ceres. Obsérvense los cráteres que pueblan su superficie y, en el limbo, Ahuna Mons sobresaliendo como una pequeña “montaña”. Cortesía de NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

En este estudio podemos ver como los investigadores trabajaron con tres modelos para comprender el porqué no se deformaban los cráteres: En primer lugar, probaron con un modelo de corteza de una composición uniforme en el cual simularon unos 40 kilómetros de profundidad con un 90% de hielo. En este modelo los cráteres sufrían procesos importantes de relajación.

Otro modelo de los que probaron fue el de una corteza de dos capas: una superior, rica en hielo y una inferior más densa y con menos hielo. Esta capa inferior ofrecería un soporte a la superior, limitando la relajación de los cráteres, pero tenía dos problemas: El primero es que, aunque funcionaba mejor que el modelo de una capa, todavía mostraba demasiada relajación y, el segundo, es que las medidas gravitatorias no concordaban con este modelo, por lo que difícilmente podría ajustarse a la realidad.

Y por último, una corteza con un cambio gradual, en el cual el océano de Ceres se iría congelando de arriba hacia abajo, provocando que las impurezas -cada vez también de un mayor tamaño- fuesen acumulándose progresivamente conforme avanzaba la congelación, creando una corteza con menos hielo en profundidad que en la superficie, haciéndola más resistente a los procesos de relajación, y donde observaríamos una mayor pureza en el hielo en la parte superior que en la inferior.

Detalle del interior del cráter Occator, donde podemos observar unas manchas de materiales muy claros sobre la superficie de Ceres y que podrían haber sido depositados gracias a materiales surgidos desde su interior. Cortesía de NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

Quiero aclarar que esto no cierra por completo la posibilidad de que en Ceres todavía queden pequeños embolsamientoss de agua que mantengan cierta actividad geológica sobre la superficie del planeta, como las que explicarían la presencia de las zonas de manchas “claras”, como las que hay en el cráter Occator y que parecen de una reciente formación, en escala geológica, y que sugieren que todavía podía ser un mundo activo, aunque probablemente no tanto como cuando tenía un océano.

Para concluir, y creo que es importante, a menudo tenemos la impresión de que los cuerpos pequeños son más simples o han tenido una historia poco interesante, pero también, como es en el caso de Ceres, pueden tener una compleja historia geológica e incluso fenómenos cuya explicación requiere de más observaciones, nuevos modelos y, quien sabe, si más visitas de futuras misiones de exploración.

Referencias:

Pamerleau, I. F., Sori, M. M., & Scully, J. E. C. (2024) An ancient and impure frozen ocean on Ceres implied by its ice-rich crust Nature Astronomy doi: 10.1038/s41550-024-02350-4

Sobre el autor: Nahúm Méndez Chazarra es geólogo planetario y divulgador científico.

El artículo Una bola de barro congelado en el cinturón de asteroides se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Mikrobio eta zelula asko lo sakonean daude, aktibatzeko une egokiaren zain. Biologoek deskubritu dute zelula batean jarduera bat-batean geldiarazten duen eta arintasun berarekin berriro aktibatzen duen proteina oso hedatu bat.

Duela gutxi jakinarazi da Balon izeneko proteinaren deskubrimendua. Proteina hori gai da proteina berrien zelula ekoizpena erabat gelditzeko. Balon permafrost artikoan hibernatzen duten bakterioetan aurkitu da, baina badirudi beste organismo askok ere ekoizten dutela eta bizitzaren zuhaitz osoan alde batera utzi den lozorro mekanismo bat izan daitekeela.

1. irudia: zailtasunen aurrean, mikrobio asko inaktibatu egiten dira. Ikerketa berri batean, zelula baten proteina ekoizpena istant batean gelditzen duen proteina nonahiko bat deskubritu da. Argazkia: Nico Roper – Copyright lizentziapean. Iturria: Quanta Magazine)

Bizi forma gehienentzat, isolatzeko gaitasuna bizirauteko funtsezko ahalmena da. Izan ere, edozein unetan aurre egin behar izaten diete elikagaien gabezia edo klima hotza bezalako baldintza gogorrei. Eta zorigaiztoko egoera horietan, etsi eta hil ordez, organismo askok lozorroaren artea menperatu dute. Beren jarduera eta metabolismoa moteltzen dituzte. Eta garai hobeak datozenean, biziberritzen dira.

Baina, benetan, egoera latentean egotea Lurreko bizitza gehienaren ohikotasuna da: estimazio batzuen arabera, zelula mikrobiano guztien % 60 hibernatzen ari dira une jakin batean. Zenbait organismotan, ez da gorputz osoa inaktibatzen (hala nola, ugaztun gehienetan), baina zenbait zelula populaziok atseden hartzen duten beren baitan, eta aktibatzeko une egokiaren zain geratzen dira.

«Lozorrotuta dagoen planeta batean bizi gara», adierazi du Sergey Melnikovek, Newcastleko Unibertsitateko biologo molekular ebolutiboak. «Bizitza, nagusiki, lo egotean datza».

Baina, nola da posible zelulek hori egitea? Urteetan zehar, ikertzaileek «hibernazio faktore» batzuk deskubritu dituzte, zelulek egoera latentea eragiteko eta mantentzeko erabiltzen dituzten proteinak. Zelula batek aurkako baldintza motaren bat detektatzen duenean (hala nola, gosea edo hotza), hibernazio faktoreen multzo bat ekoizten du, bere metabolismoa geldiarazteko.

Hibernazio faktore batzuek makineria zelularra eraisten dute; beste batzuek geneak adieraz daitezela eragozten dute. Garrantzitsuenek, aldiz, erribosoma desaktibatzen dute, proteina berriak eraikitzeko makina zelularra. Proteinen ekoizpenak hazkuntza prozesuan dagoen zelula bakteriano baten energia erabileraren % 50 baino gehiago hartzen du. Hibernazio faktore horiek harea botatzen dute erribosomaren engranajeetan, proteina berriak sintetiza ditzala eragotziz, eta, horrela, bizirauteko oinarrizko beharretarako energia gordetzen dute.

Urte honen hasieran, Nature aldizkariko argitalpen batean, ikertzaileek talde batek jakinarazi du hibernazio faktore berri bat deskubritu dutela, eta Balon jarri diote izena. Harrigarria bada ere, proteina oso arrunta da: haren sekuentzia genetikoaren bilaketa egiterakoak deskubritu zen sailkatutako genoma bakteriano guztien % 20an dagoela. Eta biologo molekularrek orain arte ikusi ez duten moduan funtzionatzen du.

Orain arte, erribosomak alteratzen zituzten hibernazio-faktore ezagun guztiek pasiboki funtzionatzen zuten: erribosoma batek proteina bat eraikitzen amaitu arte itxaroten zuten, eta gero proteina berri batekin hastea eragozten zioten. Balonek, berriz, esku balazta erabiltzen du. Zelularen erribosoma bakoitzean sartzen da, baita lanean ari diren erribosoma aktiboak oztopatzen baditu ere. Balonen aurretik, hibernazio faktoreak erribosoma hutsetan besterik ez ziren hauteman.

«Baloni buruzko artikulua xehetasunez beteta dago», komentatu du Jay Lennon biologo ebolutiboak, Indianako Unibertsitatean latentzia mikrobianoa aztertzen duenak (hark ez du ikerketan parte hartu). «Lozorroaren funtzionamenduari buruzko gure ikuspegia zabalduko du».

2. irudia: Karla Helena-Buenok hibernazio faktore arrunt bat deskubritu zuen nahi gabe Artikoko bakterio bat izotzetan denbora luzeegiaz utzi zuenean. «Naturan gutxi aztertutako txoko bat bilatzen saiatu nintzen, eta zerbait aurkitu nuen», adierazten du. (Argazkia: Karla Helena-Bueno – Copyright lizentziapea. Iturria: Quanta Magazine)

Melnikovek eta haren graduondoko ikasle Karla Helena-Buenok Balon deskubritu zuten Psychrobacter urativorans bakterioan; bakterio hori hotzera egokituta dago, izoztutako lurzoruetakoa baita, permafrost artikoan bildutakoa. (Melnikoven arabera, bakterioa lehen aldiz aurkitu zen 1970eko hamarkadan, izoztutako saltxitxa pakete bat infektatzen ari zela; eta, ondoren, berriro deskubritu zuen Craig Venter genetista famatuak Artikora eginiko bidaia batean). P. urativorans eta arruntak ez diren bestelako mikrobioak aztertzen dituzte, bizitzaren espektro zabalean erabiltzen diren proteinak eraikitzeko tresnen aniztasuna karakterizatzeko, eta ulertzeko nola egoki daitezkeen erribosomak muturreko inguruneetara.

Lozorrua hainbat baldintzek eragin dezakete, hala nola goseak eta lehorteek. Hori dela eta, zientzialariek ikerketa egiten ari dira helburu praktiko bat buruan dutela: «Baliteke ezagutza horiek gerora erabili ahal izatea klima epelagoetara egoki daitezkeen organismoak diseinatzeko», adierazi du Melnikovek. «Eta, beraz, klima aldaketara egoki daitezkeenak ere bai».}«Eta, beraz, klima aldaketara egoki daitezkeenak ere bai».

Hona hemen: Balon

Helena-Buenok kasualitatez deskubritu zuen Balon. P. urativorans konbentzitzen saiatzen ari zen, laborategian poz-pozik haz zedin. Baina, aitzitik, kontrakoa egin zuen. Kultiboa izotz kubo batean utzi zuen denbora luzeegiz, eta hotz kolpe bat aplikatzea lortu zuen. Bertan utzi zuela gogoratu zuenean, hotzera egokitutako bakterioak lozorroan zeuden jada.

Kultiboa alferrik ez galtzeko, ikertzaileek jatorrizko interesen bidean jarraitu zuten.  Helena-Buenok hitzak eragindako bakterioetako erribosomak atera zituen eta cio-EM teknikaren pean jarri zituen. Crio-Em (mikroskopia elektroniko kriogenikoaren laburdura) egitura biologiko ñimiñoak bereizmen handian ikusteko teknika bat da. Helena-Buenok proteina trabatu bat ikusi zuen paralizatutako erribosomaren A lekuan, proteina berriak eraikitzeko aminoazidoak entregatzen diren «atean».

Helena-Buenok eta Melnikovek ez zuten proteina ezagutu. Izan ere, ordura arte inork ez zuen deskribatu. Beste proteina bakteriano baten antzekoa zen, erribosomaren atalak desmuntatu eta birziklatzeko garrantzitsua dena, hain zuzen; eta proteina hori Pelota deitzen da, gaztelaniazko terminoagatik. Eta horregatik deitu zioten Balon proteina berriari, “pelota”ren gaztelaniazko homonimo den “balón” hitzarengatik.

Balonek erribosomaren jarduera geldiarazteko duen gaitasuna egokitzapen kritikoa da estrespean dagoen mikrobio batentzat; halaxe azaldu du Mee-Ngan Frances Yapek, ikerketan parte hartu ez duen Northwesterneko Unibertsitateko mikrobiologoak. «Bakterioak aktiboki hazten direnean, RNA eta erribosoma asko ekoizten dituzte», adierazi du. «Estresatuta dagoenean, espezie batek itzulpen prozesua geldiarazteko beharra izan dezake», hain zuzen ere, RNA proteina berri bihurtzeko prozesua. Horrela, energia gorde ahal izango luke luzea izan daitekeen hibernatze aldirako.

Harritzekoa bada ere, Balonen mekanismoa prozesu itzulgarria da. Beste hibernatze faktore batzuk ez bezala, hazkuntza geldiarazteko sartu eta, ondoren, arin batean atera daiteke kasete zinta batekin. Ahalbidetzen du zelula bat arin sar dadila lozorro egoeran larrialdi baten aurrean, eta arintasun berarekin itzul ahal izan dadila bizitzara, baldintza hobeetara berregokitzeko.

Balonek gaitasun hori du erribosometara modu bitxian itsasten delako. Aurretik deskubritutako hibernatze faktore erribosomiko guztiek erribosomaren A lekua fisikoki blokeatzen dute. Hori dela eta, proteinak ekoizteko prozesuak abian badaude, horiek amaitu arte itxaron behar da faktorea elkartu ahal izateko, erribosoma desaktibatze aldera. Balon, berriz, kanaletik gertu jartzen da, baina ez hartan zehar. Hortaz, modu independentean mugi daiteke, erribosoma egiten ari dena alde batera utzita.

Balonen berritasun mekaniko hori gorabehera, proteina arrunt-arrunta da. Identifikatu ondoren, Helena-Buenok eta Melnikovek Balonen ahaide genetikoak aurkitu zituzten datu base publikoetan sailkatutako genoma bakterianoen % 20an. Texaseko Unibertsitateko Medikuntza Adarreko biologo molekular Mariia Rybaken laguntzarekin, proteina bakteriano alternatibo horietako bi karakterizatu zituzten: Mycobacterium tuberculosis giza patogenoaren bat, tuberkulosia eragiten duena; eta Thermus thermophilusen beste bat, P. urativorans aurkituko genukeen azken lekuan bizi dena, hau da, itsaspeko iturri hidrotermal ultraberoetan. Bi proteinak erribosomaren A lekuan elkartzen dira, halaber; eta horrek esan nahi du ahaide genetiko horietako batzuek, gutxienez, Balonen antzeko jokabidea dutela beste espezie bakteriano batzuetan.

Aitzitik, Balon ez da aurkitu Escherichia coli eta Staphylococcus aureus bakterioetan. Horiek dira zelulen lozorrorako gehien erabiltzen diren ereduak eta gehien aztertzen diren bakterio arruntenak. Laborategiko organismo gutxi batzuetan zentratzean, zientzialariek hibernatze taktika orokortu bat baztertuta utzi zuten, Helena-Buenoren hitzetan. «Naturan gutxi aztertutako txoko bat bilatzen saiatu nintzen, eta zerbait aurkitu nuen».

Mundu guztiak hibernatzen du

Zelula guztiek behar dute lozorroan egoteko gaitasuna, beren unearen zain.  Melnikovek azaldu du  E. coli bakterioaren laborategiko ereduak hibernatzeko bost modu ezberdin dituela, eta guztiak direla indibidualki mikrobioak krisi batean bizirauteko nahikoa.

«Mikrobio gehienak gosez hiltzen ari dira», adierazi du Lyongo Unibertsitateko Ashley Shade mikrobiologoak (hark ez du ikerketan parte hartu). “Premia egoera batean existitzen dira. Ez dira bikoizten ari. Ez dira beren bizitzarik onena bizitzen ari”.

Baina lozorroa ere beharrezkoa da gose aldietatik harago. Zenbait organismotan, ez da gorputz osoa inaktibatzen (hala nola, ugaztun gehienetan), baina, hala ere, zenbait zelula populazio aktibatzeko une egokiaren zain geratzen dira. Giza obozitoak inaktibo mantentzen dira hamarkadetan, ernalketarako zain. Gizakion ama zelulak hezur-muinean jaio eta inaktibo mantentzen dira, gorputzak deitzeko zain, orduan hazi eta bereizteko. Nerbio ehuneko fibroblastoak, immunitate sistemako linfozitoak eta gibeleko hepatozitoak fase latenteetan sartzen dira, inaktibo eta dibisiorik gabe, eta aurrerago berraktibatzen dira.

«Ez da bakterio edo arkeoen ezaugarri esklusiboa», adierazi du Lennonek. “Bizitzaren zuhaitzeko organismo guztiek dute estrategia hori lortzeko modu bat. Beren metabolismoa geldiaraz dezakete”.

Hartzek hibernatzen dute. Herpesaren birusak lisogenizatzen dira. Zizareek dauer etapa bat dute. Intsektuak diapausan sartzen dira. Anfibioek estibazioa egiten dute. Txoriak logalean. Eta hitz guzti horiek gauza bera adierazten dute: lozorro egoera bat, organismoek baldintza hobeak daudenean aldatu dezaketena.

«Hibernazioa asmatu aurretik, bizirauteko modu bakarra hazten jarraitzea zen, etenik gabe», azaldu du Melnikovek. “Bizitza pausan jartzea luxua da”.

Baita seguru mota bat ere populazio mailan. Zelula batzuek lozorro egoera bilatzen dute ingurunean aldaketak detektatuta eta horiei erantzuteko. Hala ere, bakterio askok estrategia estokastikoa erabiltzen dute. «Ausaz fluktuatzen duten inguruneetan, batzuetan, lozorro egoeran sartu ezean, populazio osoa desager liteke» hondamendiekiko ausazko topaketen ondorioz, azaldu du Lennonek. Are E. coli kultibo osasuntsu, alai eta hazkuntza arinekoenetan ere, zelulen % 5 eta % 10 artean inaktibo mantentzen dira. Horiek dira biziko direnak beren lehengusu aktiboago eta zaurgarriagoei zerbait gertatzen bazaie.

Zentzu horretan, lozorroa hondamendi globaletan bizirauteko estrategia da. Eta horregatik ari da Helena-Bueno hibernazioa ikertzen. Jakin nahi du zein espezie manten liratekeen egonkor klima aldaketa gorabehera, zeintzuk izango luketen berreskuratzeko aukera, eta zein prozesu zelularrek —hala nola Balonek bultzatutako hibernazioa— lagun zezaketen horretarako.

Melnikovek eta Helena-Buenok espero dute Balonen deskubrimenduak eta haren ubikuitateak jendeari lagun diezaioten bizitzan garrantzitsua dena birplanteatzen. Guztiak inaktibatzen gara askotan, eta askok benetan gozatzen dugu egoera horretaz. «Bizitzaren herena ematen dugu lotan, baina ez dugu horri buruz hitz egiten», komentatu du Melnikovek. Lotan gaudenean galtzen ari garenaz kezkatu beharrean, Lurreko bizitza guztiarekin konektatzen gaituen prozesua dela pentsa dezakegu, Artikoko permafrostaren sakontasunean lotan dauden mikrobioekin ere bai.

Jatorrizko artikulua:

Dan Samorodnitsky (2024). Most Life on Earth Is Dormant, After Pulling an ‘Emergency Brake’, Quanta Magazine, 2024ko ekainaren 5a. Quanta Magazine aldizkariaren baimenarekin berrinprimatua.

Itzulpena:

UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Foto: Shawn Augustine / Unsplash

La restricción dietética, incluida la reducción calórica y el ayuno intermitente, tiene un gran potencial para mejorar la longevidad de los seres humanos. Aunque los científicos se han esforzado por comprender por qué este tipo de dietas alargan la vida y cuál es la mejor manera de aplicarlas a los seres humanos, la información disponible es limitada.

Ahora, un equipo de investigación de EE UU ha analizado sus efectos sobre la salud y la esperanza de vida de 960 ratones hembra. El estudio se diseñó para garantizar que cada ejemplar fuera genéticamente distinto, lo que permitió representar mejor la diversidad de la población humana y que los resultados fueran más relevantes desde el punto de vista clínico.

Los roedores fueron asignados aleatoriamente a uno de estos cinco tipos de dietas: acceso ilimitado a alimentos, ayuno un día a la semana, ayuno dos días consecutivos a la semana y restricción calórica del 20 o el 40 % de la ingesta alimentaria basal (aquella que satisface las necesidades nutricionales mínimas).

Todas las reducciones en la ingesta prolongaron la vida de los ratones, con respuestas proporcionales al grado de limitación, pero solo consumir menos calorías redujo significativamente la tasa de envejecimiento.

“Este estudio confirma que las intervenciones dietéticas prolongan la esperanza de vida en ratones genéticamente diversos”, explica a SINC Gary Churchill, investigador en el Laboratorio Jackson de Maine y autor principal del trabajo. “El hallazgo más sorprendente y clave es que dicha prolongación no se debe a la pérdida de peso que experimentan con estas dietas”.

Menos comida, más años de vida

El estudio concluyó que ingerir menos calorías tenía un mayor impacto en la longevidad que el ayuno periódico. Esto muestra que las dietas muy bajas en calorías prolongan en general la vida de los ratones, independientemente de sus niveles de grasa corporal o glucosa, ambos considerados marcadores de salud metabólica y envejecimiento.

Sorprendentemente, los ratones que más vivieron con la restricción alimentaria fueron los que menos peso perdieron a pesar de comer menos. Los animales que perdieron más peso con estas dietas tendían a tener poca energía, sistemas inmunitario y reproductivo comprometidos y vidas más cortas.

“Los animales más robustos mantienen su peso incluso frente al estrés y la restricción calórica, y son los que viven más tiempo. Una restricción más moderada podría ser una forma de equilibrar la salud y la esperanza de vida a largo plazo”, afirma Churchill.

En general, los ratones que seguían dietas sin restricciones vivían una media de 25 meses; los que seguían dietas de ayuno intermitente, 28 meses; los que comían el 80 % de lo habitual, 30 meses; y los que comían el 60 %, 34 meses. Pero dentro de cada grupo la esperanza de vida era amplia.

La genética es más importante

Cuando los investigadores analizaron el resto de sus datos para tratar de explicar estas diferencias, descubrieron que los factores genéticos tenían un impacto mucho mayor en la esperanza de vida que las dietas, lo que pone de relieve cómo las características genéticas subyacentes, aun por identificar, desempeñan un papel importante en el impacto.

“Aunque la pérdida de peso y otros cambios metabólicos asociados a la restricción calórica y el ayuno intermitente son importantes para la salud humana, no son indicadores fiables de la prolongación de la vida”, puntualiza Churchill. “Los indicadores basados en la sangre ofrecen una mejor perspectiva para predecir la esperanza de vida”.

La mayoría de los estudios sobre la longevidad de los ratones se han llevado a cabo en un número limitado de cepas consanguíneas que no representan adecuadamente la diversidad genética de los seres humanos.

“Las intervenciones dietéticas utilizadas para los ratones no serían bien toleradas por nuestra especie, y nuestro objetivo no es aplicar directamente estas intervenciones a los humanos. Más bien buscábamos indicadores medibles de la prolongación de la vida útil que pudieran servir de base a los ensayos de intervención clínica”, puntualiza el experto.

Efectos perjudiciales de comer menos

Aunque en general los ratones sometidos a restricciones parecían sanos, había varios indicadores de efectos perjudiciales: reducción de la temperatura corporal, hambre (comportamiento de búsqueda de comida) y alteración de la función inmunitaria que podría dejar a los ratones susceptibles a las infecciones.

Es importante señalar que los ratones se mantuvieron en un entorno específico libre de patógenos con poca o ninguna exposición a ellos. “Varios grupos de investigación estudian ya el momento de la alimentación como factor que contribuye a alargar la vida. También estamos interesados en identificar la base genética de la resistencia”, indica el investigador, que apunta la necesidad de seguir investigando estas cuestiones.

Referencia:

Di Francesco, A., Deighan, A.G., Litichevskiy, L. et al. (2024) Dietary restriction impacts health and lifespan of genetically diverse mice. Nature (2024). doi: 10.1038/s41586-024-08026-3

Sobre la autora: Verónica Fuentes es periodista responsable de la sección Salud en SINC

Una versión de este artículo apreció originalmente en SINC el 9 de octubre de 2024

El artículo La genética determina más la esperanza de vida que la dieta se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Enara Calvo Gil

Asteon zientzia begi-bistan igandeetako gehigarria da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

Antropologia

Euskal kobazuloen ikerketa batek iradokitzen du Paleolitoko labar arteak funtzio anitz zituela. Metodo konputazionalen erabilera konbinatua erabili dute UPV/EHUko ikertzaileek, hala nola 3D teknologia, informazio geografikoko sistemak eta aldagai anitzeko estatistika. Teknika horien bidez, Madeleine aldiko labar-irudiak lau klusterretan biltzen direla egiaztatu dute. Ikerketak tekniken eta kokapenen aldakortasuna nabarmentzen du, sakoneraren arabera haitzuloen erabilera desberdinak adieraziz. Informazio guztia Kaieran.

Neurozientzia

Zientzialariek Drosophila melanogaster ozpin- euli heldu baten garun osoaren mapa egin dute: 140.000 neuronaz eta 50 milioi konexio baino gehiagoz osatua. Nature aldizkarian argitaratu dute, eta 300 ikertzailek hartu dute parte proiektuan, eta adimen artifizialeko 21 milioi irudi eta eredu erabili dituzte 3Dko mapa zehatza egiteko. Aurrerapen horri esker, hobeto aztertu ahal izango dira garunaren funtzionamendua eta gaixotasun neurologikoak. Gainera, 8.400 zelula-mota baino gehiago identifikatu dituzte eta horietatik 4.581 berriak dira. Datu-basea modu irekian dago eskuragarri beste ikertzaile batzuentzat. Datuak Elhuyar aldizkarian.

Medikuntza

Victor Ambros eta Gary Ruvkun biologoek jasoko dute 2024ko Medikuntzako Nobel saria, mikroRNAk eta geneen transkripzio osteko erregulazioan duten funtzioa aurkitzeagatik. RNA txiki horiek gene-jarduera erregulatzen dute, zelula mota desberdinak behar bezala gara daitezen ahalbidetuz. Caenorhabditis elegans zizarearekin egindako ikerketek erakutsi zuten nola mikroRNAek gene gakoen aktibazio denborak erregulatzen dituzten. Hasieran komunitate zientifikoan oihartzunik izan ez bazuten ere, 2000n baieztatu zen mikroRNAek zeregin unibertsala dutela organismo zelulanitzetan. Haren funtzionamendu txarrak minbizia bezalako gaixotasunak eragin ditzake, eta horrek zelulen garapenean eta funtzionamenduan duen garrantzia nabarmentzen du. Azalpen guztiak Elhuyar aldizkarian eta Berrian.

Klima-aldaketa

Munduko Meteorologia Erakundeak argitaratutako ‘Munduko baliabide hidrikoen egoera’ txostenaren arabera, ur gezaren eskuragarritasuna murrizten ari da. 3.600 milioi pertsonak baino gehiagok ur-eskasia dute urtean hilabete batez, gutxienez, eta kopuru hori 5.000 milioira igo daiteke 2050erako. Klima-aldaketak, lehorteak, uholdeak eta 2023ko tenperatura errekorrak tarteko, egoera larriagotu du: Amazonas bezalako ibaiei eragin die, eta glaziarren galera azkarra eragin du. Informazio guztia Berrian.

Paleontologia

Ikertzaileek proposatu dutenez, duela 13.000 urte, historiaurreko gizakiek mamutak ehizatzen zituzten, lurrean lantzak sartuta, bota beharrean. Defentsarako teknika horrek, zaldien kontrako gailu militar historikoen antzekoa, areagotu egingo zuen inpaktua animaliak lantzetarantz korrika zihoazenean. Esperimentuek erakutsi zuten estrategia horrek lantzak jaurtitzeak baino kalte handiagoa eragin zezakeela, eta, aldi berean, tresna baliotsuak zaindu. Hipotesiak iradokitzen du Ipar Amerikan aurkitutako Clovis puntak defentsarako erabili izan zitezkeela, eta horrek aldatu egingo lukeela historiaurreko ehizari buruzko gure ulermena. Datuak Zientzia Kaieran.

Fisika

John J. Hopfieldek eta Geoffrey E. Hintonek Fisikako Nobel saria jasoko dute, ikasketa automatikorako funtsezkoak diren sare neuronal artifizialei egindako ekarpenengatik. Hopfieldek osatu gabeko irudiak berreraikitzen dituen memoria asoziatiboaren sarea sortu zuen, espin atomikoen elkarrekintzan inspiratuta. Hintonek, bere aldetik, Boltzmann Makina garatu zuen, ezkutuko nodoak erabiltzen dituen metodoa, patroiak modu autonomoan ikasteko. Biek ezarri dituzte egungo adimen artifizialaren oinarriak, eta hainbat aplikazio nabarmendu dituzten, hala nola egitura molekularren iragarpena eta material aurreratuen garapena. Azalpenak Elhuyar aldizkarian eta Gara egunkarian.

Kirola

Haritz Esnalek eta Saioa Martinez de Lahidalgak hilekoaren zikloak ultra-distantziako korrikalariengan duen eraginari buruzko ikerketa bat argitaratu dute Osagaiz aldizkarian. 46 parte hartzailerekin, % 76k esan zuten hilekoak eragina zuela haien kirol errendimenduan, eta hainbat sintoma nabarmendu zituzten: puztuta egotearen sentsazioa (% 73,9), nekea (% 47,8) eta bizkarreko mina (% 34,7), besteak beste. Iraupen luzeko kiroletan emakumeei buruzko ikasketarik ez egoteak bultzatu zuen ikerketa. Emakumeen fisiologian erdigunean jartzearen garrantzia azpimarratzen dute egileek, eta lagina zabaltzeko eta alor horretan kalitatezko azterketa gehiago egiteko beharra nabarmentzen dute. Informazioa UEU webgunean.

Biologia

Wolbachia bakterioa soilik zelula zitoplasmaren barruan bizi daiteke eta belaunaldi batetik bestera obuluen bidez transmititzen da. Intsektuak eta artropodoak infektatzen ditu, eta ostalarien sistema endokrinoa manipulatzen du, feminizatuz edo partenogenesia egiten. Ikerketa baten arabera, Encarsia formosa liztorrean, Wolbachiak intsektu batetik lapurtutako genea erabiltzen du Piff proteina ekoizteko, eta proteina horrek Transformer (Tra) proteina gisa jokatzen du, feminizaziorako funtsezkoa dena. Datuak Zientzia Kaieran.

Argitalpena

Dinosauroen inbentarioa (2018) liburu irudiduna dinosauroen arora garamatza eta 47 espezie aztertzen ditu garai geologikoen arabera banaturik. Virginie Aladjidik idatzia, eta Emmanuelle Tchoukrielen ilustrazioekin, liburuak Lurreko bizitzaren jatorritik orainaldira garamatza, gaur egungo hegaztiak antzinako erraldoi horien ondorengoak direla agerian utziz. Datuak Zientzia Kaieran.

Zoologia

Satsue Mito maistra japoniarra funtsezkoa izan zen Kōjima uharteko makakoen portaeraren azterketan. 1953an, jan aurretik batatak garbitzen ikusi zuen Imo izeneko makako eme bat eta kulturalki tximino gazteen artean transmititu zen jokabidea. Makakoen artean itsasoan bainatzeko ohitura eragiteko ardura ere izan zuen. Aurkikuntza horiek primateen transmisio kulturala ulertzen lagundu zuten. Mitok makakoak aztertzen eta zaintzen eman zuen bizitza, eta haren ondareak gaur egungo ikerketa primatologikoan jarraitzen du. Zientzialari honen inguruko informazio gehiago Zientzia Kaieran.

Egileaz:

Enara Calvo Gil kazetaria da eta UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedrako komunikazio digitaleko teknikaria.

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Si la velocidad de la luz (en el vacío) fuese mucho, mucho más pequeña, la relatividad sería implacable y cotidiana.

Los vídeos ‘¿Y sí…?´ se plantean cuestiones ficticias pero que nos permiten aprender mucho sobre el mundo en el que vivimos. Se han emitido en el programa de divulgación científica de Televisión Española Órbita Laika, y producido en colaboración con la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco.

Ficha técnica: Idea: José Antonio Pérez Ledo

Producción ejecutiva: Blanca Baena

Dirección: Aitor Gutierrez

Guion: Manuel Martinez March

Grafismo: Cristina Serrano

Música: Israel Santamaría

Producción: Olatz Vitorica

Locución: José Antonio Pérez Ledo

El artículo ¿Y si la velocidad de la luz (en el vacío) fuese mucho, mucho más pequeña? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Baliteke arriskuan dauden espezieen desagerpena saihesteko arma sekretua genetikan egotea, katamotz iberikoaren kasuan ikus daitekeen bezala. Iberian lynx’s potential secret weapon against extinction, Johanna L.A. Paijmans, Axel Barlow eta José A. Godoy.

Komenigarria litzateke adimen artifizialak ogi txigortuan norbaiten aurpegia ikusteko gai izatea? AI pareidolia: Can machines spot faces in inanimate objects?

THCak, marihuanaren printzipio aktiboak, bere onurak izan ditzake zahartzean, Long-term, low-dose THC can improve cognitive decline in mice, Rosa-García Verdugoren eskutik.

Bilioi (europarra) bat erreferentzia dituen liburutegi batean bilatu behar dela. Minbiziaren aurkako tratamendu bat bilatzeko bada, egin egiten da, baina adimenez. DIPCko jendea Helix-focused peptide libraries for de novo inhibitor discovery

Mapping Ignorance bloga lanean diharduten ikertzaileek eta hainbat arlotako profesionalek lantzen dute. Zientziaren edozein arlotako ikerketen azken emaitzen berri ematen duen gunea da. UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren eta Nazioarteko Bikaintasun Campusaren ekimena da eta bertan parte hartu nahi izanez gero, idatzi iezaguzu.

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Foto: NOAA / Unsplash

El pescado es una de las principales fuentes de proteína de patrones alimentarios como la dieta mediterránea. En España, el consumo de pescado es mayor en las comunidades del norte y noroeste, donde principalmente se consume pescado fresco. Cuando acudimos a las pescaderías o supermercados a comprar este alimento, nos encontramos con especies tanto de origen salvaje como de acuicultura, y en ocasiones resulta difícil saber qué implicaciones tiene su origen (más allá del precio de venta).

El pescado como alimento

Lo cierto es que el pescado es un alimento muy interesante desde el punto de vista nutricional debido tanto a su contenido en proteínas y lípidos como a que no aporta carbohidratos. Por lo tanto, deberíamos intentar incluirlo en nuestra dieta.

En el caso de las proteínas, el pescado tiene un contenido del 15-20 % (similar al de la carne de animales terrestres), porcentaje que se mantiene constante tanto en peces marinos como en las especies de agua dulce . Cabe destacar que la proteína del pescado proporciona todos los aminoácidos esenciales (los que nuestro cuerpo no puede sintetizar) en proporciones adecuadas. Además, la elevada digestibilidad de la proteína del pescado, junto a que el colágeno que contiene se gelatiniza a temperaturas más bajas que las de la carne, lo convierten en una fuente proteica de especial interés en la infancia y para las personas de edad avanzada.

En cuanto a los lípidos, su contenido es menor en los pescados denominados blancos (como merluza, rape o gallo) y mayor en los pescados azules (como anchoas, sardinas o salmón). Sin embargo, lo interesante de los lípidos del pescado no es tanto su cantidad sino el tipo: puesto que la mayoría (dos tercios del total) son insaturados, proporción significativamente superior en comparación a los lípidos de la carne.

Entre los lípidos presentes en el pescado destacan los ácidos grasos poliinsaturados (AGP), que pueden llegar a suponer hasta el 45 % del total. Destacan entre ellos el ácido docosahexaenoico (DHA) y el ácido eicosapentaenoico (EPA), pertenecientes a la serie omega-3. De hecho, el DHA y el EPA son habitualmente reconocidos como los “responsables” de los efectos cardioprotectores atribuidos al consumo de pescado azul, favoreciendo la vasodilatación y, por lo tanto, contribuyendo al control de la presión arterial, regulando el metabolismo del colesterol (principalmente el DHA) y los triglicéridos, y disminuyendo el riesgo de padecer trombos (son precursores de prostaglandinas).

Por todo ello, se recomienda consumir de tres a cuatro raciones de pescado a la semana, intentando variar entre especies magras (pescados blancos) y grasas (pescados azules), lo que asegurará los efectos cardioprotectores anteriormente mencionados y favorecerá la ingesta de otros nutrientes (como vitaminas A y D, y minerales como el yodo, selenio o calcio).

Diferencias entre pescado salvaje y de acuicultura

Más allá de diferencias en precio o disponibilidad, también existen variaciones significativas en la composición nutricional entre el pescado salvaje y el procedente de acuicultura. Estas diferencias no afectan a las proteínas (no cambia la proporción o el tipo), pero sí a los lípidos.

La diferencia se debe a que la alimentación del pescado procedente de acuicultura se enfoca (lógicamente) en conseguir el mayor aumento de peso en el menor tiempo posible. Para ello es habitual utilizar piensos, que tradicionalmente han sido elaborados principalmente a base de harina y aceite de pescado, entre otros. Cabe señalar que en la actualidad, por motivos de sostenibilidad, estos ingredientes se están sustituyendo por fuentes de proteína y aceites de origen vegetal.

Por el contrario, el pescado salvaje necesita buscarse el alimento para sobrevivir. Como consecuencia, el contenido de grasa de ejemplares de acuicultura suele ser superior al de ejemplares salvajes de la misma especie, tal y como se ha descrito en especies como la dorada o la lubina.

Pero, además, las diferencias en la alimentación también tienen implicaciones en la composición de la grasa de los pescados salvajes y de acuicultura. Así, se ha observado que, para una misma especie de pescado, la proporción de AGP de la serie omega-3 es menor en los pescados de acuicultura, puesto que los piensos con los que se alimentan son ricos en AGP omega-6. De hecho, en salmones de acuicultura, se han llegado a observar porcentajes de ácido linoleico (AGP de la serie omega-6) 20 veces mayor que en salmones salvajes.

Esto puede provocar que el efecto cardioprotector del consumo de pescado de acuicultura sea menor que si se consume pescado salvaje, debido al mayor contenido en los primeros de AGP omega-6 (con efecto proinflamatorio).

Entonces, ¿qué pescado es más recomendable consumir?

Teniendo en cuenta lo anteriormente mencionado, y desde un punto de vista exclusivamente nutricional, sería más recomendable el consumo de pescado salvaje que el de acuicultura, debido a la mejor relación AGP omega-3:omega-6. No obstante, cabe señalar que debido a la bioacumulación de contaminantes durante un período de tiempo muy largo, ciertas especies salvajes de gran tamaño, como pez espada, atún rojo o tiburón, presentan un alto contenido en mercurio, por lo que se recomienda evitar su consumo en el caso de mujeres embarazadas o en lactancia, así como en niños de entre 0 y 10 años.

Conviene indicar que tanto los pescados salvajes como de acuicultura tienen la capacidad de acumular contaminantes químicos (tales como metales pesados, dioxinas, microplásticos, medicamentos, etc.), si bien difieren en las fuentes de contaminación. En el caso de especies salvajes, el tipo y concentración de los contaminantes presentes en el pescado dependerá en gran medida de la calidad de las aguas en las que habitan; mientras que, en el caso de los pescados de acuicultura, resulta además esencial la calidad de los piensos con los que los alimentan.

El precio es otro de los factores que pueden definir la elección de pescado salvaje o de acuicultura. En este sentido, comprar especies de temporada y proximidad puede facilitar el consumo de pescado salvaje a precios más asequibles.

Sobre las autoras: Iñaki Milton Laskibar, Investigador del grupo Nutrición y Obesidad del Centro de Investigación Biomédica en Red de la Fisiopatología de la Obesidad y Nutrición (CiberObn) y del Instituto de Investigación Sanitaria Bioaraba; Alfredo Fernández-Quintela, Investigador del CIBERobn; Bárbara Nieva Echevarría; Encarnación Goicoechea Osés; Laura Isabel Arellano García, Investigadora predoctoral del Grupo Nutrición y Obesidad del CiberObn y María Puy Portillo, Investigadora del CIBERobn. Todas, además, profesoras de la Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Artículo original.

El artículo ¿Pescado salvaje o de acuicultura? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Marta Macho

Primateen jokabideari buruz dakizkigun gauza asko eta asko hainbat emakumeren azterketei esker izan dira, emakume adimentsu horiek behatzeko gaitasuna ere izan dutenez, animalia horien berezitasun harrigarriez ohartu baitira.

Satsue Mito Japoniako irakaslearen egitekoa funtsezkoa izan zen primatologiaren historian gehien aipatzen den azterlan batean. Azterlan horren arabera, makakoen ohiturak talde eta belaunaldi batetik bestera igarotzen dira komunikazioaren bidez, herentzia biologikoaren bidez igaro ordez.

1. irudia: Satsue Mito tximu batekin. (Iturria: Mujeres Con Ciencia)

Satsue Mito 1914ko apirilaren 21ean jaio zen Saeki-kun, Hiroshimako prefekturako zortzi barrutietako batean, Japonian. 1932an lortu zuen irakasle titulua, handik bi urtera ezkondu egin zen eta Korea iparraldera joan zen lan bila. 1940an bat-batean hil zitzaion senarra eta hiru alabekin Dalianera (Txina) joan zen, eta eskola batean aritu zen lanean. Handik zazpi urtera Japoniara itzuli zen; Hiroshima suntsituta zegoen, ezagutu ere ez zuen egiten eta handik hegoaldeko segurtasunera joan zen: Kyūshūra. Bizitzeko toki bat lortu zuen han, Kōjima uharte txikiaren ondoan, eta uhartean bizi ziren tximuak behatzen hasi zen.

Makakoak behatzen

1934an Kōjima uhartea eta bertako tximuak monumentu natural izendatu zituen Japoniako Monumentu Naturalen 1919ko Legeak.

Kōjiman betidanik izan zen Nihon-zaru izeneko tximu espezie bat (Macaca fuscata edo Japoniako makakoa), eta Bigarren Mundu Gerran primate horietako gehienak hil egin zituzten jateko nahiz saltzeko. Zeuden apurrak baldintza txarretan eta galtzeko zorian zeudenez, Satsue Mito gaixo zeuden tximu horiek zaintzen hasi zen. Pixkanaka gauzak hobetu egin ziren eta tximuen biztanleria berreskuratu zen.

Uharteko tximuen azterketa zientifikoa 1947an hasi zen. Gaur egun, Primateak Aztertzeko Japoniako Institutuak uhartean basa baldintzetan mantentzen ditu Japoniako makakoak, azterketa primatologikoak egiteko. Hainbat ikerketa egin dira bertan, denboran zehar gizarte dominantzian egoten diren aldaketei buruzkoak edo animalien kulturari buruzkoak, esaterako.

Satsue Mitok makakoen ongizateaz zuen kezkaren ondorioz, Kiotoko Unibertsitateko primatologiako ikertzaileen taldearekin lankidetzan aritu zen. 1953an Satsue Mito izan zen animalia taldeko tximuetako batean ezohiko jokabidea hauteman zuen lehenengoa. Imok (urte eta erdiko eme batek) aurrez ikusi gabeko gauza bat egin zuela ikusi zuen Satsue Mitok: batata bat garbitzen ari zen uretan. Ondoren egindako behaketek argi utzi zuten Imoren komunitateko tximuen % 74 pixkanaka hasi zirela batatak garbitzen. Ohitura hori bereganatu zuen makakoetako bat ere ez zen heldua; Eba zen salbuespen bakarra, Imoren ama. Garbitzeko era aldatu egin zen denborarekin, Imok batatak ur gezatan garbitzen zituen hasieran eta denborarekin itsasoko ur gazitan garbitzen hasi zen. Uste da lehorteen ondorioz hasi izango zela batatak itsasoan garbitzen, ur geza gutxi zegoenetan, edo beharbada itsasoko urak batatari ematen dion zapore gaziagatik gertatu izango zela aldaketa.

Masao Kawai primatologoak Mitok bildutako informazioaren berri eman zuen artikulu zientifiko batean, baina, zoritxarrez, beste ikertzaile batzuen ustez tximuak norbaitek entrenatu zituen.

Itsasoz inguratutako uharte txiki batean bizi diren arren, Kōjimako tximuak ez ziren inoiz uretan sartzen garbitzeko, nahiz eta eskuak eta oinak sartzen zituzten. 1959ko udan, kakahuete batzuk uretara botata, Satsue Mitok tximuak erakarri zituen itsasoan sar zitezen. Bainatu zen lehenengo tximua Ego izan zen, bi urteko makako bat. Handik hiru urtera ia tximu gazte guztiak itsasoan bainatzen ziren naturaltasun osoz; helduak ordea, ez ziren itsasoan sartzen, amak ziren salbuespen bakarra, beren kumeen eraginez sartzen baitziren.

Eta Satsue Mitok behatzen jarraitu zuen.

Satsue Mitoren oinordetza

1970ean Mitok irakaskuntza utzi eta Kiotoko Unibertsitateko primatologia taldeko kide bihurtu zen Kōjimako Behatokian; bere bizitzako gainerako urteak bere makakoei (hala esaten zien) eskaini zizkien.

Haurrentzako zenbait liburu idatzi zituen Kōjimako Nihon-zaruei buruz, eta liburu horietako batzuk bereziki aitortu eta saritu ziren.

Umeyo Mori, bere bigarren alaba, graduatu ondoren tximuen arloan hasi zen ikertzaile lanetan Kiotoko Unibertsitateko Primateen Zentroan.

Satsue Mito 97 urte zituela hil zen, 2012ko apirilaren 7an.

2. irudia: Kōjima uhartea kontinentetik ikusita. (Argazkia: Sanjo – domeinu publikoko irudia. Iturria: Wikimedia Commons)

Gaur egun, Satsue Mitok Imo batata garbitzen lehenengoz ikusi zuenetik 70 urtera, Kōjima uharte txikiko makako berriek ere horixe egiten jarraitzen dute.

Iturriak:

• Jorge Martínez Contreras, Two moments in the history of Primatology: Hanno’s Periplus and Satsue Mito’s legacy, Almagest 14 (2) (2023) 36-45
• Masao Kawai, Newly-acquired pre-cultural behavior of the natural troop of Japanese monkeys on Koshima islet. Primates 6 (1965) 1–30
• Yoshi Kai, The Legend of Satsue Mito, Wawaza, 2016ko martxoaren 10a
• Satsue Mito, Wikipedia

Egileaz:

Marta Macho Stadler, (@Martamachos) UPV/EHUko Matematikako irakaslea da eta Kultura Zientifikoko Katedrak argitaratzen duen Mujeres con Ciencia blogaren editorea.

Jatorrizko artikulua Mujeres con Ciencia blogean argitaratu zen 2024ko maiatzaren 15ean: Satsue Mito, la maestra que observaba a los macacos.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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«El doctor Livingstone, supongo». Esta frase forma parte de la leyenda sobre el encuentro entre los exploradores Henry Stanley y David Livingstone a orillas del lago Tanganika en 1871, cuando el primero fue a buscar al segundo al corazón de África después de que David no diera señales de vida durante años. Pero Livingstone no estaba allí de excursión, había sido enviado por el Imperio Británico a buscar las fuentes del río Nilo, es decir, cartografiar el lugar de origen del mítico río que baña las tierras de Egipto en su desembocadura. Y aunque no consiguió dar respuesta a esta incógnita geográfica, que aún hoy genera discusión, sí que hizo otro importante descubrimiento: encontró el río Zambeze, siguió su curso y llegó hasta unas impresionantes cataratas que, como buen británico, llamó Victoria.

Detalle del salto de agua de las cataratas Victoria, situadas en la frontera entre Zambia y Zimbabwe, donde se aprecia la cortina de gotas de agua que se forma gracias a la energía liberada por la caída. Foto: By Diego Delso, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Las cataratas Victoria, o “Mosi-oa-Tunya” en idioma batoko, que puede traducirse como “el humo que truena”, marcan la frontera entre Zambia y Zimbabwe, en el sur del continente africano. Se trata de las cataratas más grandes del mundo, con una longitud superior a 1700 metros y más de 100 metros de altura de salto de agua que, en época de lluvias, cae con tanta energía que levanta una enorme cortina de pequeñas gotas que son impulsadas hacia arriba con un gran estruendo, característica que les confiere su toponimia local. Y, como no podía ser de otra manera, este impresionante paisaje tiene su origen en la Geología.

Esta historia comienza hace unos 180 millones de años, poco después de que Pangea se disgregase en dos supercontientes que empezaron a separarse uno del otro: Laurasia al norte y Gondwana, del que formaba parte el actual continente africano, al sur. En aquel momento, en la zona que hoy en día se desarrollan las cataratas Victoria, se produjeron diversas erupciones volcánicas que dieron lugar a un manto de rocas basálticas que cubrieron toda la zona y que se iban disponiendo en capas superpuestas unas sobre otras. Estos procesos eruptivos duraron varios millones de años, provocando la acumulación de un depósito de rocas volcánicas de centenares de metros de altura en varios kilómetros a la redonda.

Como la tectónica de placas es imparable, durante más de cien millones de años Gondwana se estuvo subdividiendo, lo que provocó la fracturación de ese manto de rocas volcánicas, generando así una serie de zonas de debilidad que lo atraviesan de lado a lado. Y si algo le gusta encontrarse al agua en circulación por la superficie del terreno son zonas de debilidad, porque le sirven como pequeños atajos que le facilitan el avance.

Así es como llegamos al último capítulo de nuestra historia, que comenzó hace unos 5 millones de años y continúa hasta la actualidad. Durante este periodo, el clima se ha caracterizado por una alternancia de momentos fríos y áridos, llamados glaciaciones, y momentos cálidos y húmedos, conocidos como interglaciales, que han favorecido el desarrollo de una red de drenaje formada por varios ríos que se abren camino hacia la desembocadura. Entre ellos, el río Zambeze, que poco a poco, con más moral que el alcoyano y una paciencia de millones de años, ha ido construyendo un curso serpenteante horadando las rocas volcánicas al encajar su cauce cada vez a mayor profundidad.

¿Y las cataratas Victoria? Pues voy a responder con otra pregunta, ¿os acordáis que decía que al agua le encanta encontrarse con zonas de debilidad en su recorrido? Exacto, las cataratas son una gran fractura del terreno que ha aprovechado el río para avanzar más rápido hacia su desembocadura. Entrando en más detalle, inicialmente el Zambeze aprovechó esta pequeña rotura superficial del terreno para circular por ella, pudiendo erosionar el fondo con mayor facilidad hasta crear una pequeña garganta o cañón en esta zona. Con el paso del tiempo, gracias a ir aumentando la diferencia de altitud entre la parte superior de las paredes del cañón y el fondo del mismo por la erosión del cauce, también se incrementa la energía potencial del agua en caída, que acaba actuando como un martillo pilón con las rocas del fondo. Así, la catarata es cada vez más profunda y, mientras siga circulando el agua, lo será cada vez más. Además, esta liberación de energía del agua al chocar con las rocas del fondo, también explica que se genere esa cortina de pequeñas gotas que salen despedidas hacia arriba, simplemente se cumple la “Tercera ley de Newton”.

Aspecto del recorrido serpenteante del río Zambeze y de las paredes verticales de las cataratas Victoria en época seca, lo que permite observar las fracturas del terreno que cortan perpendicularmente el cauce y el alcance de la erosión vertical producida por el agua. Foto: Siyabona Africa

Las cataratas Victoria forman un paisaje de ensueño que ha asombrado a toda la humanidad, desde los inicios del género Homo en el corazón de África hasta nuestros días, llegando a convertirse en una zona protegida con las figuras de Parque Nacional y sitio del Patrimonio Mundial de la UNESCO. Y todo ello gracias a su historia geológica, que ha hecho posible que hoy en día disfrutemos de este maravilloso lugar. Por eso lo he escogido para desearos un feliz Día Internacional de la Geodiversidad, que se celebró el pasado 6 de octubre. Cada vez que miréis el paisaje que os rodea, recordad que todo lo que veis es debido a la Geología.

Sobre la autora: Blanca María Martínez es doctora en geología, investigadora de la Sociedad de Ciencias Aranzadi y colaboradora externa del departamento de Geología de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU

El artículo La Geología que truena se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Dinosauroen inbentarioa liburuak gure planetan orain dela 230 milioi urte bizi izandakoak ditu protagonista gisa. Zenbaiten iritziz, meteorito baten erorketak eragin zuen, neurri batean, haien desagerpena; gaur egun Mexiko dagoen tokian izan zen, orain dela 66 milioi urte. Erabat desagertu ote ziren? Ez dirudi hala izan zenik: gaur egungo hegaztiak haien ondorengoak dira…

Irudia: Dinosauroen inbentarioa liburuaren azala. (Iturria: Pamiela Etxea)

Bizia Lurraren gainean orain dela 4.300 urte sortu zela ikasiko dugu inbentario (irudiduna) honen hasieran, eta jarraian bizidunen historiaren mugarri batzuk aipatzen zaizkigu, sorrera hartatik gaur egun arte.

Liburuan 47 dinosauro espezie azaltzen dira, garai geologikoen arabera banaturik: Triasikoa, eta orduko Mussaurus patagonicus, adibidez; Jurasikoa, non agertzen zaigun Diplodocus carnegii, besteak beste; eta Kretazeoa, Tyrannosaurus rex-en garaia.

Argitalpenaren fitxa:

• Izenburua: Dinosauroen inbentarioa
• Egilea: Virginie Aladjidi
• Itzultzailea: Mikel Taberna
• Ilustratzailea: Emmanuelle Tchoukriel
• ISBNa: 978-84-9172-039-3
• Argitaletxea: Pamiela etxea; Kalandraka
• Hizkuntza: Euskara
• Orrialdeak: 72
• Urtea: 2018

Iturria:

Pamiela etxea: Dinosauroen inbentarioa.

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Hoy, como cada 9 de octubre desde 1969, se celebra el Día Mundial del Correo. La fecha de esta conmemoración se eligió porque el 9 de octubre de 1874 nació la Unión Postal Universal en Berna, Suiza. Así, hoy, el 9 de octubre de 2024, este organismo especializado de Naciones Unidas cumple 150 años.

El propósito de este Día Mundial es concienciar sobre el papel del sector postal en la vida cotidiana de las personas y las empresas y su contribución al desarrollo social y económico de los países.

Naciones Unidas

Cartel del Día Mundial del Correo 2024. Fuente: Naciones Unidas.

 

El papel del sector postal también ha sido relevante en el quehacer científico. Entre otras historias que ratifican la anterior afirmación, recuerdo el caso de la microbióloga Elizabeth Lee Hazen y la química Rachel Fuller Brown que, en 1950, descubrieron y aislaron la nistatina, un fármaco que impide el crecimiento de los hongos. La eficacia del servicio de correos estadounidense jugó un papel esencial en ese hallazgo: los laboratorios en los que trabajaban estas dos científicas distaban más de 200 kilómetros y debían intercambiar sus cultivos de hongos para avanzar en la investigación…

Aunque los servicios postales van mucho más allá que el intercambio de cartas, en el día de hoy quería dedicar esta anotación a recordar algunos fragmentos de nueve (en honor al día) correspondencias epistolares relacionadas, por supuesto, con las matemáticas.

Carta de William Molyneux a John Locke, 1693

“Soy de la opinión de que el ciego no podría, a primera vista, decir con certeza cuál es el globo y cuál el cubo, mientras sólo los viera, aunque por el tacto pudiera nombrarlos sin equivocarse y con toda seguridad supiera distinguirlos por las diferencias de sus formas tentadas”.

En Haciendo matemáticas en la oscuridad.

Carta de Carl Friedrich Gauss a Sophie Germain, 1807

“Pero cómo describirle mi admiración y mi sorpresa al ver a mi estimado remitente señor LeBlanc transformarse en este ilustre personaje que da un ejemplo tan brillante de algo en lo que me cuesta creer.

El gusto por las ciencias abstractas en general y sobre todo por los misterios de los números no es algo frecuente: eso no sorprende a nadie; los encantos hechiceros de esta ciencia sublime no se desvelan en toda su belleza más que a quienes tienen el valor de profundizar en ella. Pero cuando una persona de ese sexo, que por nuestras costumbres y nuestros prejuicios ha de encontrar infinitamente más obstáculos y dificultades que los hombres para familiarizarse con sus espinosas investigaciones, es capaz pese a todo de superar esas trabas y penetrar en lo más oscuro que tiene, es sin duda necesario que posea el más noble coraje, dones absolutamente extraordinarios y un talento superior”.

En Semblanza alfabética de Sophie Germain.

Carta de Sophie Germain a Guglielmo Libri (sobre Évariste Galois), 1831

“La muerte del señor Fourier ha sido demasiado para este estudiante Galois que, a pesar de su impertinencia, daba muestras de un carácter inteligente. Todo esto ha hecho tanto que lo han expulsado de la Escuela Normal. No tiene dinero… Dicen que se volverá completamente loco. Temo que sea cierto”.

En 18th April.

Carta de Ada Augusta Lovelace a Annabella Milbanke, 1841

“No me concederás poesía filosófica. ¡Invierte el orden! ¿Me darás filosofía poética, ciencia poética?”.

En Dame ciencia poética.

Carta de Augustus de Morgan a William Rowan Hamilton, 1852

“Uno de mis estudiantes [Frederick Guthrie] me pidió hoy que le diera la razón para un hecho –que yo no sabía que era un hecho, ni lo sé aún–. Dijo que si una figura se divide de alguna manera y sus piezas se colorean de manera que las que tengan alguna frontera común queden con colores distintos, se pueden necesitar cuatro colores, pero no más. El siguiente es el caso en el que se necesitan cuatro colores”.

En Una historia que comienza en 1852.

Carta de Karl Weierstrass a Sofia Kovalevskaya, 1873

“Qué bien estaríamos aquí –tú con tu alma imaginativa, yo estimulado y renovado por tu entusiasmo– soñando y contemplando todos los problemas que nos quedan por resolver, sobre los espacios finitos o infinitos, sobre la estabilidad del sistema solar, y los otros grandes problemas de las matemáticas y de la física del futuro”.

En Me acuerdo de Sofia.

Carta de Albert Einstein al New York Times (sobre Emmy Noether), 1935

“A juicio de los matemáticos vivos más competentes, la señorita Noether fue el genio matemático creativo más importante que haya existido desde que comenzó la educación superior para las mujeres”.

En Emmy Noether, la mujer cuyo teorema revolucionó la física y a quien Einstein calificó de un absoluto «genio matemático».

Carta de Warren Weaver a Norbert Wiener, 1947

“Naturalmente, uno se pregunta si el problema de la traducción podría ser tratado como un problema de criptografía. Cuando veo un artículo en ruso, digo: «Esto está escrito en inglés, pero ha sido codificado con algunos símbolos extraños. Ahora procederé a descifrarlo»”.

En Warren Weaver, de la física matemática a la traducción automática.

Carta de Alexandre Grothendieck (declaración de intenciones), 2010

“No tengo intención de publicar ni republicar ninguna obra o texto de los que sea autor, en ninguna forma, impresa o electrónica, ya sea en su totalidad o en extractos, textos de carácter personal, de carácter científico o de otro tipo, ni cartas dirigidas a nadie, ni ninguna traducción de textos de los que sea autor”.

En Grothendieck’s letter.

Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y editora de Mujeres con Ciencia

Nota del editor: Aunque no sean de índole matemática, merece la pena recordar esta serie de artículos de Javier Peláez en un día como hoy: Las cartas de Darwin

El artículo En el Día Mundial del Correo, cartas matemáticas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ramón Muñoz-Chápuli Oriol

Mikrobioen mundua askotarikoa da, baina egunen batean bakterio harrigarriena aukeratu beharko bagenu, uste dut Wolbachiak boto asko eskuratuko lituzkeela. Bakterio hori (1. irudia) naturako ugalketa parasito ugariena da, eta intsektu eta artropodo espezie guztien erdiak infektatzen dituela kalkulatzen da. Soilik zelula zitoplasmaren barruan bizi daiteke eta belaunaldi batetik bestera obuluen bidez transmititzen da, ez espermatozoideen bidez. Transmisio modu berezi horren ondorioz, Wolbachiak hainbat estrategia garatu ditu bere hedapena maximizatzeko. Hain zuzen ere, estrategia horiek ez diete laguntzen ostalari arrei, ez baitira gai bakterioa hedatzen laguntzeko.

1. irudia: Wolbachiak infektatutako intsektu zelula (geziak). (Iturria: O’Neill, Scott et. al. DOI: 10.1371/journal.pbio.0020076

Wolbachia ostalari batzuen sistema endokrinoa manipulatzeko gai da, feminizatzeko eta soilik obuluak sor ditzaten. Beste batzuetan, ostalari arren heriotza eragiten du, edo ezinezkoa egiten du infektatutako arren espermatozoideek Wolbachiak infektatu gabeko obuluak ernaltzea, eta horrek ondorengo osasuntsuak sortuko lituzke. Estrategia horiei buruzko informazio gehiago aurki dezakezue bakterioak garatutako mekanismo zelular eta molekular batzuk deskribatu nituen artikulu batean. Halaber, artikulu horretan azaldu nuen Wolbachia erabiltzen ari direla aliatu gisa intsektuek transmititutako gaixotasunen aurkako borrokan.

Laugarren estrategia partenogenesia eragitea da, hau da, emeak ugaltzea arren esku hartzerik gabe, ondorengo emeak bakarrik sortzeko. Kasu horretan, ez dira hain ezagunak Wolbachiak bere ostalarien ugalketa sistema manipulatzeko erabiltzen dituen mekanismoak. Orain arte Shenyangeko (Txina) Nekazaritza Unibertsitateko ikertalde batek Wolbachiak Encarsia formosa liztorraren ugalketa nola manipulatzen duen argitu berri du. Intsektu hori partenogenesi bidez ugaltzen da, eta emeek emeak bakarrik sortzen dituzte, ugalketa zikloko ezein unetan arrik egon gabe. Ikerketaren garrantzitsuena da Wolbachiak beste intsektu bati “lapurtu” dion gene bat erabiltzen duela manipulazio horretarako.

2. irudia: irudia. Goian, intsektu askoren sexuaren zehaztapena. Doublesexen aurre-RNAm-ren prozesamenduak dsxF eta dsxM polipeptidoak sortzen dituzten bi mezulari sortzen ditu, garapen femeninoa eta maskulinoa eragiten dutenak, hurrenez hurren. Transformer (Tra) proteinaren presentzia funtsezkoa da garapen femeninorako. Behean, feminizazioaren eragitea eta partenogenesia Wolbachiak infektatutako Encarsia formosa liztorrean. Wolbachiak intsektu baten Transformer gene bat eskuratu du bere eboluzioan, zeinarekin Tra-k bezala jokatzen duen Piff proteina sortzen duen. Emeak bakarrik bereiz daitezke, eta nahitaez partenogenesi bidez ugaldu behar dira, Wolbachiaren hedapenean laguntzeko. (Iturria: Cuaderno de Cultura Científica)

Hori azaltzeko, jakin behar dugu nola zehazten den intsektu bat arra edo emea den (2. irudia). Kasu askotan, gene bakar baten produktuaren mende dago hori, Doublesex (Dsx) izenekoaren mende. Gene horrek aurre-RNA mezulari bat sortzen du, eta prozesatu egiten da bi polipeptido desberdin eman ditzan: dsxF eta dsxM. Prozesamendu horri “lotura alternatiboa” (alternative splicing) esaten zaio, RNA mezulariaren segmentuen “moztu eta itsatsi” bat. dsxF polipeptidoak enbrioiaren feminizazioa eragiten du; dsxM formak, berriz, arrak. dsxF forma sortzeko, bi proteina behar dira, Transformer (Tra) eta Transformer2 (Tra2) izenekoak, hurrenez hurren. Bi proteina horiek enbrioiaren garapenean agertzen badira,  intsektu eme bat sortuko da, eta bestela ar bat izango dugu.

Esan dugu Wolbachiak infektatutako E. formosa liztorrak soilik emeak sortzen dituela. Bada, liztorrak antibiotikoz (tetraziklinaz) tratatzen badira, bakterioa hil egiten da eta arrak agertzen hasten dira ondorengoetan. Hori bai, arrak ez dira emeak ernaltzeko gai. E. formosak betiko galdu du sexu bidezko ugalketarako gaitasuna, eta hori ez da antibiotikoaren tratamenduarekin berreskuratzen.

Txinako ikertzaileek liztorraren sexu zehaztapenaren sistema aztertu zuten eta Transformer geneak Tra proteina ez funtzional bat sortzen zuela ikusi zuten. Gogora dezagun Tra-ren eta Tra2-ren arteko konbinazioa funtsezkoa dela emeak sortzeko. Orduan, nola gertatzen dira ondorengo emeak infektatutako liztorretan, Tra ez bada funtzionala?

Wolbachiak Piff izeneko proteina sortzen du (izen bitxia, eta hemendik dator: parthenogenesis-induction feminization factor). Piff-ek Tra-k bezala funtzionatzen du, Tra2-rekin bat egiten du eta dsxF sortzea eragiten du  faktore feminizatzailea (2. irudia). Harrigarriena da Wolbachiak “adimena” duela Piff faktorea enbrioiaren sexua zehazten den garapen unean bertan jariatzeko. Are harrigarriagoa da Piff ez dela agertzen Wolbachiaren andui guztietan, eta haren sekuentziak intsektu gene bat dela adierazten du, koleoptero bat ziurrenik.

Beste era batera esanda, Wolbachiaren andui batzuek intsektuaren Transformer gene zahar bat hartu dute, “geneen transferentzia horizontala” izenez ezagutzen den fenomenoagatik. Bikaintasun ebolutibo horri esker, liztor enbrioiaren zelulei Piff produktua ematen die Tra2-ren osagarri gisa, eta garapen femeninoa bultatzen du. Hala, partenogenesi bidez bakarrik ugaldu daitekeen heldu bat sortzen da, ez baitago arrik. Garrantzitsua da nabarmentzea kasu hori eta garapena feminizatzeko sistema endokrinoa manipulatzea prozesu desberdinak direla; bigarren hori Wolbachiak egiten du beste espezie batzuetan. Kasu horretan, esku hartzen du sexua zehazten duen sistema genetikoan.

Ez al du merezi Wolbachiak bakterio harrigarrienen elitean egotea?

Erreferentzia bibliografikoa:

Li C, Li CQ, Chen ZB, Liu BQ, Sun X, Wei KH, Li CY, Luan JB. (2024). Wolbachia symbionts control sex in a parasitoid wasp using a horizontally acquired gene. Curr Biol. Doi: 10.1016/j.cub.2024.04.035.

Egileaz:

Ramón Muñoz-Chápuli Oriol Animalien Biologiako Katedraduna (erretiratua) da Malagako Unibertsitatean.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2024ko ekainaren 3an: La bacteria que feminiza usando un gen robado.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Un artículo de Joseph Howlett. Historia original reimpresa con permiso de Quanta Magazine, una publicación editorialmente independiente respaldada por la Fundación Simons.

Ilustración: Kristina Armitage / Quanta Magazine

Karl Schwarzschild descubrió por primera vez los agujeros negros en 1916, pero durante mucho tiempo no fueron realmente algo. “Los agujeros negros se descubrieron como un objeto puramente geométrico, en cierto sentido, solo espacio vacío. Nada”, explica Yuk Ting Albert Law, físico teórico de la Universidad de Stanford.

Un agujero negro es una rareza matemática surgida de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein. Es la contorsión más extrema del tejido espacio-temporal, un lugar donde su curvatura y atracción gravitatoria se vuelven infinitas. Todo lo que se acerque demasiado a ese punto nunca podrá escapar, ni siquiera la luz.

Los agujeros negros adquirieron mayor importancia con el trabajo de Stephen Hawking y Jacob Bekenstein en la década de 1970. Sus cálculos transformaron los agujeros negros de espacio retorcido a objetos reales con «posible estructura microscópica», continúa Law. Los hallazgos tuvieron consecuencias de largo alcance que continúan dando forma a nuestra comprensión del espacio-tiempo y agudizando sus misterios.

La serie de descubrimientos comenzó en 1972, cuando Hawking demostró que el tamaño de un agujero negro (en concreto, su superficie esférica) siempre aumenta en proporción a la masa de lo que cae en él. La regla se parecía a la segunda ley de la termodinámica, que dice que la entropía, una medida del desorden en un sistema, nunca disminuye.

La mayoría de los físicos, incluido Hawking, no tomaron la similitud demasiado literalmente. “La gente pensaba que no tenía nada que ver con la termodinámica. Simplemente parecía matemáticamente similar”, explica Elba Alonso-Monsalve, física teórica del Instituto Tecnológico de Massachusetts.

Bekenstein no estuvo de acuerdo. Sostenía que los agujeros negros deben tener entropía. Si no la tuvieran, consideremos el caso en el que una taza de té caliente cae en un agujero negro. La entropía del té parecería desaparecer, lo que violaría la segunda ley de la termodinámica. Esto es, a no ser que la superficie del agujero negro se expanda y signifique que su propia entropía aumenta para compensar la diferencia.

Por lo tanto, el área del agujero negro debe considerarse como un indicador de su entropía, según Bekenstein. “Vio que si se toma en serio el área como entropía, entonces la entropía total del universo aumenta”, como debería ocurrir cuando algo cae en el agujero negro, continúa Alonso-Monsalve.

La relación entropía-área de Bekenstein era sólo una conjetura. Luego Hawking la convirtió en una fórmula cuantitativa precisa. Encontró los coeficientes que faltaban en la fórmula combinando las ecuaciones de la mecánica cuántica con el espacio-tiempo deformado que rodea a un agujero negro. Calculó que los agujeros negros en realidad irradian como cualquier objeto cáliente, lo que significa que tienen una temperatura medible. Trabajando a la inversa, utilizó esta temperatura para calcular la entropía del agujero negro, obteniendo una expresión exacta en términos de su área.

La fórmula tuvo implicaciones radicales.

Las investigaciones realizadas en los años 70 por el físico británico Stephen Hawking (izquierda) y, trabajando de forma independiente, por el físico israelí-estadounidense Jacob Bekenstein demostraron que la entropía de un agujero negro depende de su área. De izquierda a derecha: Santi Visalli/Getty Images; Jakob Bekenstein/Wikimedia Commons

A un nivel fundamental, la entropía significa opciones. Se calcula observando algo desde el exterior y calculando la cantidad de formas diferentes en que se podrían organizar sus partículas para que parezca de esa manera. Cuantas más posibilidades microscópicas existan para el estado de un sistema que no se puedan distinguir desde el exterior, más entropía tendrá el sistema.

La entropía suele aumentar con el volumen de un sistema, porque se distribuye entre todos los átomos que lo componen. Una jarra llena con dos tazas de agua tiene el doble de entropía que una taza.

Los agujeros negros son sorprendentemente diferentes. La fórmula de Bekenstein-Hawking dice que la entropía de un agujero negro aumenta con el área de su superficie, no con la cantidad de espacio que contiene. Si cae suficiente material en un agujero negro como para duplicar su volumen, su entropía solo aumentará aproximadamente la mitad.

La fórmula implica que toda la información microscópica inaccesible desde el exterior de un agujero negro está codificada en su superficie. Es como si el volumen encerrado por ese límite impermeable no contuviera información adicional, como si el límite en sí fuera el objeto más importante y fundamental.

Hasta el día de hoy, la ley de área-entropía es una de las cosas más concretas que conocemos sobre la naturaleza cuántica de la gravedad. “Cualquiera que sea el modelo de gravedad cuántica, tiene que ser capaz de explicar la entropía de los agujeros negros”, afirma Law. Este es uno de los grandes éxitos de la teoría de cuerdas, una candidata a “teoría del todo” que describe el origen cuántico de la gravedad como bucles vibrantes de energía. En 1996, Andrew Strominger y Cumrun Vafa contaron los estados microscópicos subyacentes a un agujero negro en la teoría de cuerdas y llegaron a la fórmula de área-entropía de Bekenstein.

Así pues, la clave de la estructura subyacente de los agujeros negros se encuentra en su superficie. “La gente empezó a pensar”, afirma Law, “que tal vez la teoría microscópica que describe los agujeros negros vive en un espacio-tiempo con una dimensión inferior”. Este concepto, llamado principio holográfico, puede extenderse de los agujeros negros al espacio-tiempo en general. Tal vez el tejido flexible y gravitacional de nuestro universo surja de lo que sea que esté sucediendo en algún límite de dimensión inferior.

 

El artículo original, The #1 Clue to Quantum Gravity Sits on the Surfaces of Black Holes, se publicó el 25 de septiembre de 2024 en Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo La pista número uno sobre la gravedad cuántica se encuentra en las superficies de los agujeros negros se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Lantzak jaurtiki beharrean, duela 13.000 urteko gizakiek lantzak lurretik altxatu eta erasoan ari ziren mamuten kontra jotzeko erabili zituztelako hipotesia aurkeztu du ikertzaile talde batek.

Dozenaka irudi, film, berreraikipen eta kontakizunetan agertu da eszena: Historiaurreko gizaki talde bat animalia erraldoi bat inguratzen ari da, eskuetan lantza eta zuziak dituztela. Ez da borroka erraza, inondik inora, basapiztiaren tamaina aintzat hartuta; baina gizakiek abantaila garrantzitsu bezain erabakigarria dute: komunean ehizatzen duten beste hainbat animaliak bezala estrategia bat izateaz gain, gizakiek tresnak ere dituzte eskura.

Halere, argi dago garai horretako zuzeneko kontakizunik ez zaigula iritsi —Historiaurrea delako, hain justu—, eta arrasto arkeologikoetan utzitako aztarnak interpretatzea beste erremediorik ez dago.

1. irudia: mamutak eta tamaina handiko beste animaliak ehizatzeko Clovis punten erabilera berria proposatu dute ikertzailek. (Irudia: Flying Puffin – CC BY 2.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

Logikan eta gaur egungo ehiztari-biltzaileen jardunean oinarritu da ehizatzeko modu horren interpretazioa. Beste aukera bat da, noski, ehiztariak gehienbat animalia zaurituez profitatu izana, eta beren haragia apurtu eta ebakitzeko harrizko tresnak erabili izana. Unearen arabera, noski, izan zitekeen bata edo bestea gertatzea: zenbaitetan modu aktiboan ehizatzea, eta, besteetan, hildako animaliei probetxua ateratzea.

Baina adituak ez dira ados jartzen, eta eztabaida hori bereziki handia izan da Ipar Amerikan aurkitutako Clovis punten inguruan. Horrelako puntak 1920ko hamarkadan aurkitu ziren aurrenekoz, Mexiko Berriko Clovis hirian, eta, arkeologian askotan gertatu ohi den moduan, lehenengo aldiz aurkitu ziren lekuaren izena hartu zuten.

Handik geroztik, halako milaka punta agertu dira Ameriketako aztarnategietan, horietako batzuk mamuten hezurduren barruan. Silex, suharri edo harrinabarrezkoak izaten dira, eta ertz oso bereizgarriak dituzte. Oinarriaren inguruko bi aldeetan arraildura ildaskatuak dituzte, eta, beheko aldean, koska bat. Baina gehienetan lantza osoak ez dira agertzen, horiek osatzen dituzten zatiak —egurrezko makila, pinu brea edo lokarriak— denborak aurrera egin ahala galtzen diren elementuak direlako.

Aipatutako adituen arteko eztabaida horren adibide, 2021ean Journal of Archeological Science aldizkarian argitaratutako artikulu batean ikertzaile batzuek proposatu zuten mamutak ehizatzeko arma modura beharrean, benetan haragia apurtzeko aizto gisa erabili izan zirela Clovis puntak. Bertan argudiatu zutenez, arraroa da puntetan apurketa arrastorik geratu ez izana. Baina, kontrako norabidean, 2022an aldizkari berean argitaratutako beste ikerketa batek zioen mamuten hezurretan aurkitutako markak bat zetozela Clovis punten ezaugarriekin.

Bada, orain, Berkeley Kaliforniako Unibertsitateko (AEB) arkeologoek beste aukera bat jarri dute mahai gainean, PLOS ONE aldizkarian argitaratutako zientzia artikulu baten bidez.

Proposamenaren arabera, duela 13.000 urte inguru, Izotz Aroan, mamutak eta antzeko animalia handiak hiltzeko, garaiko ehiztariek lurrean sartutako zutoinak erabiltzen zituzten, eta, hortaz, ez zituzten erabiltzen lantza gisa, jaurtikita. Hala, horren arabera, garaiko ehiztariek lantzen atzeko aldeak lurraren gainean txertatzen zituzten, eta ihesean edo erasoan ari ziren animalien aurka altxatzen zituzten. Horrek lantzen eragina asko handitu ahal zuela diote, animaliatzarren gorputzean sakonki sartuz.

Egileek errepasatu dute gaiaren bueltan idatzitakoa eta, are, artearen munduan marraztutakoa, jakiteko lurrean iltzatutako lantzen bidezko ehizaren inguruan dagoen ezagutza. Baina, horrez gain, arkeologia esperimentalaz baliatu dira ere, pika bidezko ehiza tekniken erabilgarritasuna egiaztatu aldera.

Egin duten ikerketa historikoan, arkeologoak konturatu dira dezenteko ezagutza dagoela antzeko funtzioa betetzen zuten metalezko gailu militarren inguruan, gerretan zaldien aurka egiteko erabili izan direlako historian zehar. Baina ehizarako egindako erabilera ez da asko jorratu testuetan.

2. irudia: Clovis puntek oso ezaugarri bereizgarriak dituzte; tartean, oinarrian egindako koska bat, berreraikipen hauetan ikus daitekeenez. (Argazkia: Scott Byram / Berkeleyko Unibertsitatea).

Baina, esan bezala, horrez gain, esku artean izan duten hipotesia frogatzeko arkeologia esperimentalera ere jo dute, beren beregi prestatutako esperimentu praktikoen bidez. Modu horretan, hurbiltzen den animalia baten aurrean lantza horiek nola erantzuten zuten jakin nahi izan dute. Arkeologoek probetarako plataforma bat eraiki dute. Punta apurtu aurretik lantza batek jaso ahal duen indarra neurtzen ahalegindu dira, animalia baten erasoaren simulazioa eginez. Hainbat lantza mota probatu dituzte modu horretan.

Aurretik egindako esperimentuetan ohiko beste modu batean neurtu dute lantzen indarra, buztinezko edo gelezko egituren aurka tiro eginez. Bederatzi tonako mamut batek jaso ahalko zuen kaltea neurtu nahi izan dute jaurtiketen bidez.

Bi motako esperimentuak alderatuz, ikertzaileek argi dute gizaki batek jaurtikitako lantza baten indarra eta erasoan ari den animalia handi batena oso desberdinak direla. “Magnitude ordena baten aldea dago”, adierazi du Jun Sunseri antropologoak.

Egileen arabera, orain arte zabalduen dagoen irudiak ez du zentzu askorik, gehienetan utziko zituelako animalia erraldoi eta haserre bat —are arriskutsuago izateko aukerarekin, beraz—, eta lantza apurtuta duen ehiztari bat.

“Ameriketako natiboen diseinu zahar hau berrikuntza ikaragarria izan zen ehiza estrategietan”, babestu du Scott Byram arkeologoak prentsa ohar batean. Koskadun beste hainbat puntaren aldean, Clovis puntak “substantzialagoak” direla babestu du Byramek, eta defentsarako erabili izan zirelakoan dago.

Aintzat hartu behar da garai horretan halako lantzak oso baliotsuak izango zirela, ez baitzen erraza horiek eraikitzeko material egokiak lortzea eta lantzea. Horregatik, egileek diote logikoa dela pentsatzea ehiztariek ez zutela nahi izango lantza horiek besterik gabe animalien kontra botatzea, horiek puskatzeko arriskua handia izango zelako, animaliak akabatuko zuten ziurtasuna izan gabe. Gauzak hala, arkeologoek babestu dute tresna iraunkorrak izatea lehentasuna izan behar zela duela 13.000 urte bizi ziren komunitateentzat.

Egileek esan dutenez, gaia ikertzeko ideia su baten inguruko solasaldi batean hasi zen, Afrika Hegoaldean bizi den Venda herriko lagunen artean beren lantzen erabileraz izandako irakaspenak jaso eta gero.

Babestu dute ideia hau ez dela zertan mugatu Ameriketara, eta munduko beste hainbat lekutan erabili ahal zela. Dena dela, aurreratu dute beren hipotesian sakontzeko esperimentu berriak prestatzen ari direla; horietan, mamut baten erreplika egingo dute, eta pendulu batez edo irristatzeko gai den beste tramankuluren batez baliatuko dira animaliaren erasoa simulatzeko.

Erreferentzia bibliografikoak:

Eren, Metin I.; Meltzer, David J.; Story, Brett; Buchanan, Briggs; Yeager, Don; Bebber, Michelle R. (2021). On the efficacy of Clovis fluted points for hunting proboscideans. Journal of Archaeological Science: Reports, 39. DOI: 10.1016/j.jasrep.2021.103166

Kilby, J. David; Surovell, Todd A.; Huckell, Bruce B.; Ringstaff, Christopher W.; Hamilton, Marcus J.; Haynes Jr, C. Vance (2022). Evidence supports the efficacy of Clovis points for hunting proboscideans,
Journal of Archaeological Science: Reports, 45. DOI: 10.1016/j.jasrep.2022.103600

Byram, R. Scott; Lightfoot, Kent G.; Jun Sunseri, Ueno (2024). Clovis points and foreshafts under braced weapon compression: Modeling Pleistocene megafauna encounters with a lithic pike. PLOS ONE. DOI: 10.1371/journal.pone.0307996

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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La medición del fotoperiodo, es decir, el número de horas de luz en un día determinado, permite anticipar condiciones ambientales cambiantes con las estaciones y regular así procesos fisiológicos como la migración, la floración, la hibernación o la reproducción estacional. Esto es muy conveniente cuando animales y plantas asisten al desfile de las estaciones a lo largo del año, pero ¿qué ocurre con bacterias que solo viven unas horas antes de dividirse? ¿Les puede interesar saber que se acerca el invierno?

La respuesta es que a algunas sí les interesa, y la historia de este reciente descubrimiento es apasionante. Primero tenemos que recordar qué es el reloj circadiano.

Los ritmos circadianos son cambios fisiológicos que siguen un ciclo aproximado de 24 horas. Por ejemplo, nuestro ciclo vigilia/sueño. El llamado jetlag se produce cuando este ritmo circadiano pierde la sincronía con el ciclo luz/oscuridad debido a un viaje. Después de unos cuantos días ambos ciclos vuelven a sincronizarse. Este y otros muchos cambios son controlados por el llamado reloj circadiano, descubierto en los años setenta y bien caracterizado a nivel molecular.

Figura 1. La cianobacteria fotosintética Synechococcus elongatus. De Masur (dominio público)

Resulta sorprendente, pero procariotas como la cianobacteria fotosintética Synechococcus (Figura 1), que viven unas horas antes de dividirse, también tienen un reloj circadiano. Sus mecanismos fueron descubiertos por el grupo de Carl H. Johnson en la Universidad Vanderbilt. Solo tres genes, KaiA, B y C, interactuando de forma compleja (explicado en la Figura 2), permiten que los procesos fisiológicos de Synechococcus se ajusten a un ciclo aproximado de 24 horas, a pesar de que en ese periodo habrá experimentado cuatro ciclos de división.

Figura 2. Control del ritmo circadiano por las proteínas KaiA, B y C. KaiC es un hexámero de proteínas con actividad kinasa (fosforilación). Esta actividad se potencia a lo largo del día por la unión a KaiA. De esta forma se fosforilan residuos de treonina (T) y serina (S) (fosforilación representada en rojo). Al final del día la hiperfosforilación provoca la unión de los factores SaSA y RpaA activando el programa genético “nocturno”. También se une KaiB, que desplaza a SaSA y KaiA, y cambia la configuración de KaiC, adquiriendo actividad desfosforilasa. Al final de la noche los residuos de treonina y serina han sido desfosforilados, vuelve el programa “diurno” de expresión génica y el ciclo vuelve a comenzar. Imagen de ADN de Forluvoft, dominio público

Buena parte de los genes de Synechococcus siguen un ritmo circadiano. Durante el día (temperatura alta, luz ultravioleta, fotosíntesis activa) se activan mecanismos de respuesta al calor, al estrés oxidativo y a los daños en el ADN. Cuando cae la noche cesa la fotosíntesis y aumenta el metabolismo de carbohidratos para suministrar energía. A diferencia de otros organismos, la sincronización del reloj no se produce captando la luz mediante pigmentos fotorreceptores, sino en función del estado de oxidación-reducción que se establece durante la fotosíntesis diurna.

Una estudiante de Johnson, María Luisa Jabbur, sugirió a su jefe la posibilidad de que el reloj circadiano de Synechococcus pudiese ser utilizado también para anticipar cambios estacionales y prepararse para el frío. Esta idea fue recibida con muchísimo escepticismo. Si ya era difícil imaginar que una bacteria se ajustara a un ritmo diario cuatro veces más largo que su ciclo vital, pensar que podría hacer previsiones a un plazo de meses resultaba inverosímil. No obstante, Luisa recibió autorización para investigarlo. Tuvo éxito y sus resultados acaban de ser publicados en la revista Science.

Los experimentos de Mª Luisa Jabbur consistieron en someter a las bacterias a tres fotoperiodos, día corto (8 horas de luz, 16 de oscuridad), día equinoccial (12 horas de luz y oscuridad) y día largo (16 horas de luz, 8 de oscuridad) (Figura 3). Después de varios días, las bacterias fueron mantenidas durante dos horas en un medio helado. Sorprendentemente, la tasa de supervivencia de las que habían experimentado los días cortos fue 2-3 veces superior al resto. El equipo constató que eran necesarios al menos cuatro ciclos de alternancia luz/oscuridad para obtener esos resultados, y la supervivencia óptima se conseguía después de 6-8 ciclos.

Figura 3. Experimento de Mª Luisa Jabbur. Cultivos de Synechococcus son sometidos a un mínimo de cuatro ciclos diarios con diferentes periodos de luz y oscuridad. Las bacterias sometidas a días cortos y noches largas resistieron mucho más que el resto una bajada drástica de la temperatura. Sin embargo, bacterias mutantes para los genes que regulan el ritmo circadiano perdieron su capacidad de adaptación al frío. Cubo de hielo diseñado por macrovector (Freepik)

Otro experimento importante consistió en utilizar bacterias mutantes para los genes KaiA, B y C. De esta forma se comprobó que cuando las bacterias no eran capaces de establecer el ritmo circadiano, tampoco se adaptaban a las temperaturas bajas a pesar de haber experimentado fotoperiodos cortos.

El mecanismo de adaptación a las bajas temperaturas pasa por un aumento de la fluidez de las membranas celulares. Esta fluidez depende del grado de saturación de los lípidos que las componen. Como bien sabemos, el aceite de oliva es fluido a temperatura ambiente, la mantequilla lo es mucho menos, y esto se debe a las grasas insaturadas del aceite. El fotoperiodo corto en Synechococcus provoca la activación de un programa genético que incluye la síntesis de lípidos insaturados y su incorporación a las membranas celulares. Un estudio del transcriptoma de Synechococcus mostró que 708 genes (la cuarta parte del total) cambian sus niveles de expresión al reducirse el fotoperiodo. Sin embargo, en los mutantes KaiABC, incapaces de establecer un ritmo circadiano, solo 384 genes modifican sus niveles de expresión al acortarse los días. Esto muestra que un buen número de genes responde específicamente a la disminución del ritmo circadiano, sincronizado a través de la fotosíntesis como dijimos antes.

La investigación también mostró que el cultivo a bajas temperaturas (20 °C) provoca cambios adaptativos en la fluidez de las membranas, pero dichos cambios son mucho más pronunciados si van acompañados por un acortamiento del fotoperiodo. Es decir, la medición del fotoperiodo realmente anticipa la estación fría que se aproxima y prepara a las bacterias para enfrentarla. Una cuestión que deberá aclararse en el futuro es cómo Synechococcus transmite a los descendientes la previsión de que se acerca el invierno.

Referencia

Jabbur, M.L., Bratton, B.P., Johnson, C.H. (2024) Bacteria can anticipate the seasons: Photoperiodism in cyanobacteria. Science. doi: 10.1126/science.ado8588.

Sobre el autor: Ramón Muñoz-Chápuli Oriol es Catedrático de Biología Animal (jubilado) de la Universidad de Málaga

 

 

 

 

El artículo Bacterias que preparan el invierno midiendo el fotoperiodo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Euskal Herriko Unibertsitateko eta Kantabriako Unibertsitateko ikertzaileek ikerketa bat argitaratu berri dute Archaeological and Anthropological Sciences aldizkari zientifikoan. Ikerketa horrek alderdi anitzeko izaera proposatzen du lurrazpiko eremu sakonetako arte parietalerako.

Irudia: Santimamiñeko haitzuloko panel nagusia (Bizkaia). (Argazkia: Iñaki Intxaurbe. Iturria: UPV/EHUko prentsa bulegoa)

Metodo konputazionalen erabilera konbinatuari esker, hala nola 3D teknologia, informazio geografikoko sistemak eta aldagai anitzeko estatistika, Madeleine aldiko labar-irudiak (duela 18,5 eta 13,5 mila urte bitartekoak) lau klusterretan biltzen direla egiaztatu ahal izan da, ezaugarri espazialen eta ikonografikoen arabera. Lana Iñaki Intxaurbe UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Geologia Sailean egiten ari den doktore tesiaren barruan kokatzen da, Martin Arriolabengoa (Euskal Herriko Unibertsitatea) eta Diego Garate (Kantabriako Unibertsitatea) irakasle eta ikertzaileen zuzendaritzapean.

Lau talde nagusi

“Bi taldek antagonikoak dirudite beren funtzioari dagokionez. Batzuetan, eszenaratzea zaindu zen, eta komunikazio-helburu bat iradoki zen (ikusiak izateko egin ziren); beste batzuetan, berriz, guztiz kontrakoa bilatu zen (ezkutuko eta oso ikuspen gutxiko irudiak dira, oso sarbide zaileko zonalde sakonetan kokatuak). Horrek iradokitzen du bigarren taldean irudien marrazketa bakarrik izan zela garrantzitsua, eta ez gizarteak hauek ulertzea”, azaldu dute ikerketaren egileek.

Lehenengo taldean, “azalpen xamaniko batek onargarria dirudi: helduek egindako adierazpen grafikoak dira (mihise altuetan kokatzeagatik), ikusgarritasuna errazten zuten eremuetan egindakoak, ziurrenik kontakizunekin batera, pertsona kopuru ertainak edo handiak har lezaketen espazioetan baitaude. Bigarren taldeak beste arrazoi batzuei erantzuten diela dirudi, hala nola igarotze-erritoei. Ohikoa da irudi horiek (irudi “ezkutuen” klusterra) lurretik gertuago dauden eremuetan aurkitzea, baita beste aukera batzuk zeudenean ere. Horrek gazte edo haurren presentzia iradoki lezake irudien egile bezala, testuinguruko beste elementu batzuetatik ateratako informazioarekin bat eginez (haur eta nerabeen oin biluzien aztarnak, hatzekin egindako marren tamaina, eta abar)”.

Sarbidearen garrantzia

Irudiz osatutako beste kluster bat Madeleine aldiko gizarteek buztinean grabatutako elementuek eta egindako eskulturek osatzen dute, haitzuloetako eremu sakon eta ezkutuenetan bakarrik aurkitu ohi direnak. “Sarbide zaileko eremuetan kokatzeak kontserbazio-gaiei erantzun diezaiekeen arren (hain hauskorrak diren elementu grafiko hauen babesa, esaterako, onargarriagoa dirudi sarbide zaileko eremuetan), historiaurreko bisitaren ondoren itxi egin ziren beste kobazulo batzuetan (adibidez, Erberua, La Garma, Fontanet, etab.) patroi hori errepikatzeak iradokitzen du aurrez pentsatutako eta kontzienteki aukeratutako erabaki kultural bat izan zela”, diote ikertzaileek.

Azken taldea zeinu abstraktuek osatzen dute, Paleolitoko labar-arte figuratibotik (animaliak eta/edo gizakiak irudikatzen dituena) desberdin jokatzen dutela diruditenak, eta ausaz agertzen dira apaindutako haitzuloan zehar. Azterlanaren egileek nabarmendu dutenez, mota horretako irudi gehiago sartu behar dira (Armintxe, El Pindal edo Cullalvera bezalako kobazuloetan daudenak) baliozko estatistika-inferentziak ezartzeko.

Laburbilduz, Santimamiñe (Bizkaia), Ekain (Gipuzkoa) eta Etxeberri (Zuberoa) moduko euskal kobazulo apainduetatik ateratako informazioari esker, Paleolitoko irudi multzo ezberdinak identifikatu ahal izan dira. Batzuk ikusiak izateko sortuak izan ziren, hainbat teknika erabiliz eta ikusgarritasun, irisgarritasun edo pertsonak hartzeko gaitasun oneko kokapenak hautatuz; beste batzuk, berriz, kontrakoa bilatzen zuten. “Erabilitako tekniken eta kobetan duten kokapenaren arteko korrelazioa ere badago, agian baliabideak aurrezteko. Sarreretatik hurbilen zeuden eremuetan irudiak egiteko denbora gehiago hartu zuten bitartean, eremu sakonetan, berriz, irudiak azkar egitea nahiago izan zuten, agian lurrazalera onik itzultzeko erregaia ziurtatzeko. Datu horiek Madeleine garaian haitzuloetako sektore sakonetarako erabilera desberdinak egon zirela babesten dute”, ikerketaren ikertzaileek ondorioztatu dute.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Euskal kobazuloetan egindako ikerketa batek iradokitzen du Paleolitoko labar-artea funtzio anitzekoa izan zela.

Erreferentzia bibliografikoa:

Intxaurbe, I.; Garate, D. eta Arriolabengoa, M. (2024). Drawing in the depths: spatial organization patterns related to Magdalenian cave. Archaeological and Anthropological Sciences, 16, 104. DOI: 10.1007/s12520-024-02007-3

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La corriente en chorro polar ha influido de manera determinante en el clima europeo durante más de 700 años provocando eventos extremos como incendios, epidemias o inundaciones.

 

Las corrientes en chorro o jetstream son bandas concentradas de vientos en la parte superior de la atmósfera que fluye alrededor de la Tierra en ambos hemisferios. Su localización no es fija, sino que varía en función de los cambios en la posición y la intensidad de sistemas de altas y bajas presiones. Estas corrientes pueden cambiar su curso, desplazarse hacia el norte o hacia el sur así como aumentar su sinuosidad, asemejándose en algunas ocasiones a una corriente que fluye rápidamente y a un río lento y serpenteante en otras.

Pero, ¿qué relación tiene esto con el clima y por qué son tan importantes estas corrientes? La respuesta está en un trabajo liderado por investigadores de la Universidad de Arizona (EE. UU.) y que ha demostrado que una de ellas, concretamente la corriente en chorro polar del hemisferio norte, ha estado relacionada con la ocurrencia de fenómenos extremos en Europa durante más de 700 años.

“Durante los meses de verano, algunas configuraciones dominantes de la corriente en chorro polar dan lugar a un clima extremo y opuesto entre el noroeste y el sudeste de Europa, generando un patrón espacial que recibe el nombre de ‘dipolo climático’”, explica Isabel Dorado Liñán, investigadora de la Universidad Politécnica de Madrid y una de las coautoras de este trabajo.

“Estos dipolos climáticos afectan de forma directa a sistemas naturales como los bosques, que crecen más de lo normal en un lado del dipolo mientras reducen su crecimiento en el otro”, explica en referencia a los resultados de un artículo que publicaron en 2022.

Fuente: Xu, G., Broadman, E., Dorado-Liñán, I. et al. (2024)

«Cuando la corriente en chorro está en una posición más norte, tenemos condiciones más frías y húmedas en las Islas Británicas y condiciones más cálidas y secas en el Mediterráneo y los Balcanes», explica Ellie Broadman, ex investigadora postdoctoral en el Laboratorio de Tree-Ring Research de la Universidad de Arizona y coautora de este trabajo. «Un ejemplo del impacto la hemos presenciado recientemente, con las inundaciones catastróficas en Europa central», añade.

Por el contrario, cuando la corriente en chorro polar migra más al sur, da lugar a veranos menos cálidos y más húmedos en el sureste de Europa, mientras que el noroeste experimenta condiciones más cálidas y secas.

Anillos de crecimiento de los árboles

Pero, ¿hasta qué punto las corrientes en chorro han sido históricamente responsables de fenómenos extremos climáticos, económicos y sociales en Europa? ¿El impacto es diferente ahora debido al cambio climático antropogénico o ha sido así durante siglos? Esa fue la pregunta que se hicieron los investigadores y, para dar respuesta, realizaron una estimación indirecta empleando muestras de anillos de crecimiento de árboles centenarios y milenarios de diferentes regiones de Europa.

“La posición de la corriente en chorro puede estimarse con datos climáticos existentes, pero estos se extienden, en el mejor caso, hasta principios del siglo XX. Para poder evaluar la influencia que ha tenido la variación en la posición de la corriente en chorro en el clima a largo plazo primero tuvimos que reconstruir los desplazamientos de la corriente en chorro polar sobre Europa”, explica Dorado.

Ello es posible porque cada año, los árboles añaden un anillo que registra las condiciones ambientales, y por tanto las climáticas, durante su formación. Al analizar los anillos de crecimiento de los árboles, los dendrocronólogos pueden compilar un archivo del clima pasado. Así, los investigadores vincularon los anillos de crecimiento de tres regiones de Europa con los desplazamientos de la banda de vientos atmosféricos a muchos kilómetros de altura a través de los cambios que esos desplazamientos producen en la temperatura a nivel de superficie.

“Descubrimos que los desplazamientos de la corriente en chorro muy al norte o muy al sur de su posición habitual durante el verano han estado históricamente asociados con una serie de impactos ecológicos, económicos y sociales como los incendios forestales, el rendimiento y la calidad de los cultivos y sus productos derivados como el vino y las epidemias”, explica Dorado. “Dado que estos impactos están relacionados con las condiciones climáticas de la superficie, esto demuestra como la corriente en chorro polar ha influido en el clima estival en la superficie terrestre los últimos 700 años y, en consecuencia, en la sociedad”.

Por poner ejemplos concretos, “las epidemias ocurrieron con mayor frecuencia en las Islas Británicas cuando la corriente en chorro estaba más al norte, ya que, dado que los veranos eran húmedos y fríos, la gente permanecía en casa y las condiciones eran más propicias para la propagación de enfermedades” explica Valerie Trouet, coautora del artículo y profesora en la Universidad de Arizona.  “Otro ejemplo destacado es el de la peste negra, que asoló Irlanda entre 1348 y 1350, cuando la corriente en chorro se encontraba en una posición extrema, en el extremo norte de Europa”.

Los investigadores también constataron que, históricamente, los incendios forestales en los Balcanes fueron más frecuentes cuando la corriente de chorro estaba en esa posición norte que crea condiciones secas y cálidas, algo que también se ha visto este pasado verano.

¿Qué pasará en el futuro?

Y es que, parte de la relevancia de este trabajo radica en que sus resultados se pueden aplicar también a los posibles impactos futuros del cambio climático si se conoce la evolución de la posición de la corriente en chorro.

“La relación a largo plazo entre la posición latitudinal de la corriente en chorro polar y los fenómenos extremos en Europa también proporciona un contexto para las condiciones actuales y define los tipos de extremos que podríamos experimentar bajo un calentamiento global continuo. Por ejemplo, nuestros resultados sugieren que, si como describen algunos estudios, la posición promedio de la corriente en chorro se desplaza hacia el norte como resultado del calentamiento global, los rendimientos de los cultivos probablemente se reducirían en ambos lados del dipolo”, asegura Trouet.

 

Referencias:

Xu, G., Broadman, E., Dorado-Liñán, I. et al. (2024) Jet stream controls on European climate and agriculture since 1300 ce. Nature doi: 10.1038/s41586-024-07985-x

Dorado-Liñán, I., Ayarzagüena, B., Babst, F. et al. (2022) Jet stream position explains regional anomalies in European beech forest productivity and tree growth. Nat Commun doi: 10.1038/s41467-022-29615-8

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por la Universidad Politécnica de Madrid

El artículo La corriente en chorro polar y la meteorología extrema en Europa en los últimos 700 años se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Enara Calvo Gil

Asteon zientzia begi-bistan igandeetako gehigarria da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

Matematika

Egin berri den ikerketa batek Big Bangetik harago ikustea posible ote den ikertzen du, Einsteinen erlatibitatearen teoria aplikatuz. Unibertsoaren hasiera markatzen duen singularitatea kurbadura-singularitatea (infinitua) edo koordenatu-singularitatea (erauzgarria) den aztertu dute. Bere lanak inflazio aurreko berezitasunak sailkatzen ditu eskala faktorea izeneko parametroa erabiliz. Emaitzek iradokitzen dute, baldintza espezifikoetan, Big Banga ez dela oztopo gaindiezina izango. Informazio gehiago Zientzia Kaieran.

Javier Fernandez de Bobadilla matematikariak Tomasz Pelkarekin batera ebatzi du Oscar Zariski bielorrusiarrak duela 54 urte planteatutako arazo bat, geometria algebraikoko aniztasunarekin zerikusia duena. Elkarlanaren garrantzia nabarmendu du Fernandez de Bobadillak, Matematikak beste diziplina batzuekin etengabeko elkarrizketan ari direla adierazi du ikertzaileak, eta, aurrera egiteko, funtsezkoa dela ideiak lankideekin eztabaidatzea. Lorpen honek geometria sinplektikoan eta mekanika klasikoan aplikatzeko teknika berriak irekitzen ditu. Azalpenak Berrian.

Ingurumena

Ikertzaile talde batek, “mikroplastiko” terminoaren 20. urteurrenean, 7.000 azterketa baino gehiago berrikusi ditu. Ekosistema eta organismo guztietan (gizakietan barne) mikroplastikoek eragindako kutsaduraren larritasuna nabarmendu dute Science aldizkarian. Plastiko horiek elikagaietan, organoetan eta ehunetan daude, eta 1.300 animalia espezie baino gehiagori eragiten diete. 2040rako kutsadura bikoiztea espero dute. Adituek azpimarratu dute premiazkoa dela arazo global horri aurre egitea. Datuak Elhuyar aldizkarian.

Osasuna

Txinan, obesitatearekin lotutako minbiziek % 3,6 egin dute gora urtero 2007tik 2021era, eta datorren hamarkadan bikoiztu egingo diren beldur dira adituak. Igoera hori bizimodu sedentarioagoarekin eta dieta ez-osasungarriarekin lotzen da, Mendebaldekoaren antzekoa. Koloneko, bularreko eta tiroideko minbiziak dira obesitateari lotuenak. Zientzialariek premiazko neurriak eskatu dituzte gehiegizko pisuaren epidemia gero eta handiagoari aurre egiteko, bereziki gazteen artean, minbizia izateko arriskua nabarmen handitu baita. Azalpen guztiak Zientzia Kaieran.

Maren Martinez de Rituertok, Jarduera Fisikoaren eta Kirolaren Zientzietan graduatuak, osasun arloan egiten du lan gaixo onkologikoekin. Jarduera fisikoaren onuretan sinesten du, ez bakarrik onura fisikoetan, baita psikologiko eta sozialetan ere. Minbizia duten pazienteekin lan egitea erronka handia bada ere, ariketa fisikoa egiteak haien ongizatean duen eragin positiboa nabarmentzen da. Beste herrialde batzuetan bezala, kirol arloko profesionalak osasun sisteman integratzea defendatzen du, eta kirol-errezeta sustatzen du sedentarismoari aurre egiteko funtsezko tresna gisa. Zientzialari honen inguruko informazio gehiago Zientzia Kaieran.

Astronomia

Astronomoek exoplaneta bat aurkitu dute Barnarden izarra orbitatzen, Eguzkitik gertuen dagoen izar indibiduala, 6 argi-urtera. Exoplanetak, Barnard b deitu dutena, Artizarraren masaren erdia du eta bere orbita lurreko hiru egun eta zertxobait gehiagotan osatzen du. Bere izarra Eguzkia baino nano gorri eta hotzagoa den arren, exoplanetaren azaleko tenperatura 125 °C-ra iristen da, eta horrek ur likidoaren presentzia eragozten du. ESPRESSO tresnarekin egindako aurkikuntza hau bost urteko lanaren emaitza da. Informazioa Elhuyar aldizkarian.

Geologia

Blanca Martínez geologoak mitologiaren eta geologiaren arteko harremana aztertzen du Zientzia Kaieran, antzinako kondairak fenomeno geologikoak azaltzeko nola sortu ziren nabarmenduz. Fosilek, batez ere itsas ornogabeenak, istorio fantastikoak inspiratu dituzte. Horren adibide da Santa Hilda Santa Hilda Whitbykoaren kondaira, sugeak harri bihurtu zituena, amoniteen fosilei lotuta.

Biomedikuntza

Janire Alonso Puyok Biologiako Gradua eta Ikerketa Biomedikoa Masterra ikasi zituen. Doktore-tesia egiten ari da orain sarkopenia ikertzen, adineko pertsonetan ohikoa den muskulu-masa eta -funtzionaltasuna galtzea eragiten duen sindromea. Detekzio goiztiarra ezinbestekoa da, baina oraingo diagnostikoa konplikatua eta garestia da, eta sindromea aurreratuta dagoenean egiten da. Bere ikerketak biomarkatzaile molekularrak identifikatu nahi ditu diagnostiko goiztiarra egiteko, eta horrek sarkopenia ariketa eta dietarekin tratatzea ahalbidetuko luke. Zientzialari honen inguruko informazio gehiago UEU webgunean.

Ekologia

Ekaia aldizkarian argitaratutako ikerketa batek sei larre espezie atlantikok lehorteari nola erantzuten dioten ikertzen du, sustraien atributuetan eta lurreko mikroorganismoen eraginean arreta jarriz. Mikroorganismoek sustraiak espezie guztietan haztea sustatu zuten, baina % 30 eko ur-edukia ez da nahikoa izan lehorte-estresa simulatzeko. Etorkizunean lehorte-baldintza gogorragoekin esperimentuak egitea proposatzen da, emaitza argiagoak lortzeko. Datuak Zientzia Kaieran.

Arkeologia

Irailean, ikertzaileek Cell Genomics aldizkarian argitaratu zuten Rodano haranean aurkitutako Thorin neandertala 50.000 urte baino gehiagoz komunitate isolatu batean bizi izan zela. Azterketa horrek analisi genomikoak eta arkeologikoak konbinatu zituen, eta agerian utzi zuen Thorin beste neandertal berantiar batzuk ez bezalako populazio batekoa zela. Ikerketak gezurtatu egin zuen neandertalen populazio genetiko homogeneo bakarraren ideia, eta gutxienez bi talde bakartu erakutsi zituen. Bakartze luzea giltzarri izan zitekeen hura iraungitzeko orduan, iradokiz taldeen arteko kontaktu faltak eragin handiagoa izan zutela Homo sapiensekiko gurutzatze hutsak baino. Azalpen guztiak Berrian.

Egileaz:

Enara Calvo Gil kazetaria da eta UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedrako komunikazio digitaleko teknikaria.

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