lunes, 30 de abril de 2007

Quimica prebiologica en el Cosmos

Ciclo químico del cosmos (Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF)

En sólo dos años de trabajo, un equipo internacional de investigadores ha descubierto ocho nuevas moléculas biológicamente significativas y de complejidad notable, en el espacio interestelar. Se trata de un logro sin precedentes en los 35 años de historia de la búsqueda de moléculas complejas en el espacio, y sugiere que una química prebiológica universal está trabajando en otras regiones del cosmos.

La investigación, dirigida por Jan M. Hollis del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, se ha realizado usando el radiotelescopio "Robert C. Byrd" de Green Bank (GBT por sus siglas en inglés), ubicado en Virginia.

Estos nuevos descubrimientos están ayudando a los científicos a desentrañar los secretos de cómo los precursores moleculares de la vida pueden formarse en las nubes gigantes de gas y polvo donde nacen las estrellas y planetas.

Phil Jewell, del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO por sus siglas en inglés), destaca que el primero de los numerosos procesos químicos que llevaron finalmente al surgimiento de vida en la Tierra, probablemente tuvo lugar antes de que nuestro planeta se formase.

El potente radiotelescopio desempeña sin duda un papel de gran protagonismo en la exploración del origen de las biomoléculas en las nubes interestelares.

Las ocho nuevas moléculas descubiertas con el GBT elevan a 141 el número total de las diferentes especies de moléculas encontradas en el espacio interestelar. Cerca del 90 por ciento de esas moléculas interestelares contienen carbono, que se requiere para que una molécula sea clasificada como orgánica. Todas las moléculas recientemente descubiertas contienen carbono, y cada una consta de entre 6 y 11 átomos. Los resultados sugieren que la evolución química ocurre de manera rutinaria en el gas y el polvo de donde las estrellas y planetas acaban naciendo. La masa de una nube interestelar suele albergar un 99 por ciento de gas y un 1 por ciento de polvo.

NRAO/AUI/NSF

Los descubrimientos del GBT han sido hechos en dos nubes interestelares típicas. Las moléculas CH3CONH2, H2C3O, CH2CHCHO, CH3CH2CHO y CH2CNH fueron encontradas en una nube llamada Sagitario B2(N), que está cerca del centro de la Vía Láctea, a unos 26.000 años-luz de la Tierra. Esta región de formación estelar es el reservorio más amplio y complejo de moléculas interestelares que se conozca.

Las moléculas CH3C5N, CH3C6H y CH2CCHCN fueron encontradas en la nube molecular Tauro (TCM-1), que está relativamente cerca, a una distancia de 450 años-luz. La nube TMC-1 es obscura y fría, con una temperatura de solamente 10 grados sobre el cero absoluto, pero puede acabar evolucionando hasta convertirse en una espectacular región de formación estelar masiva.

El descubrimiento de estas complejas moléculas orgánicas en las regiones más frías del medio interestelar, ciertamente ha cambiado la creencia de que las moléculas orgánicas complejas sólo pueden tener su origen en núcleos moleculares calientes. Esto ha forzado a los científicos a reformar los paradigmas de la química interestelar.

Banco de Semillas del Milenio

Jardines Botánicos de Kew

Oxytenanthera abissinica es la semilla que forma parte del Banco de Semillas, un proyecto que cuenta hasta ahora con 18.000 especies de plantas, algunas de las cuales podrían extinguirse pronto, aseguran los expertos. Ubicado en Londres, en los Jardines Botánicos de Kew, tiene como objetivo almacenar plantas (como la bóveda de Svalvard en el Polo Norte) para contrarrestar la rápida pérdida de biodiversidad.

El proyecto reúne especies de todo el mundo para salvaguardarlas de la extinción. El Banco de Semillas forma parte de los Jardines Botánicos de Kew y sus instalaciones están ubicadas en Wakehurst, Sussex. El proyecto cuenta hasta ahora con 18.000 especies de plantas. Algunas de éstas, dicen los expertos, podrían extinguirse pronto en su hábitat natural.

Se considera que este tipo de proyectos para almacenar plantas -como la bóveda de Svalvard, en el Polo Norte- son esenciales para contrarrestar la rápida pérdida de biodiversidad que está ocurriendo en todo el mundo. El objetivo del Banco de Semillas es coleccionar 30.000 especies para 2010.

Este número, dice el experto, representaría el 10% de las plantas de todo el mundo. Para poder alcanzar este objetivo se trabaja con más de 50 países alrededor del mundo. En América, el Banco de Semillas cuenta con proyectos en México, Chile y seis centros en Estados Unidos. También lleva a cabo trabajos de investigación en Brasil y Argentina.

Se trata de que los socios almacenen un grupo de semillas nativas del país y envíen a Londres otro grupo de esas mismas semillas que guardan como duplicado. No se trata de conservar cualquier tipo de semilla. Las que interesan al Banco del Milenio son principalmente las especies silvestres amenazadas y las que son especies útiles al hombre, con un enfoque especial en las zonas áridas y semiáridas del mundo. En el caso de Estados Unidos estan trabajando principalmente con especies que estén bien distribuidas en el país y que sean de mucha utilidad para el hombre.

El bambú africano se usa para construir casas y fabricar mueblesUna de estas especies es el bambú africano, la especie número mil millón. Ésta es una planta que se utiliza extensamente en el África subsahariana para construir casas y fabricar muebles.

Para lograr que los ejemplares de las plantas se conserven en el futuro, deben ser almacenadas cuidadosamente. La mayoría de las semillas primero deben secarse, extrayendo al menos 15% de su humedad, y después se almacenan a -20º centígrados. Con estas medidas tenemos mucha confianza en que podremos conservar las semillas al menos durante 200 años, y quizás hasta mil años

Con estas medidas se confia en que puedan conservar las semillas al menos durante 200 años y quizás hasta mil años. Algunas especies podrán ser plantadas dentro de algunas décadas y después de germinar se almacenarán las semillas que produzcan.

Hace poco quedó demostrado que ese objetivo es posible. Científicos encontraron semillas de 1803 que había pasado parte de su vida en un barco napoleónico y otra parte almacenadas en muy malas condiciones en la Torre de Londres. Después de 204 años, en 2006, los botánicos de Kew lograron plantarlas y germinarlas con éxito.

Lo importante de este proyecto es poder contar con estas semillas en el futuro, para que las conozcan nuestros hijos y los hijos de nuestros hijos.

sábado, 28 de abril de 2007

Espiando las comunicaciones alienigenas



Unos astrónomos han propuesto un método mejorado para buscar señales de vida inteligente en el cosmos. Valiéndose de los instrumentos adecuados, como uno que está siendo construido en Australia, podrán captar eventuales transmisiones "privadas" de otras civilizaciones, sin tener que depender de que nos envíen mensajes intencionados.

El LFD (Low Frequency Demonstrator) del radioobservatorio MWA (Mileura Wide-Field Array) es un instrumento capaz, en teoría, de detectar cualquier civilización de nivel tecnológico comparable al de la Tierra, ubicada en un planeta en órbita a alguna de las mil estrellas más próximas al Sol.

"Pronto, podremos "espiar" eventuales señales de civilizaciones galácticas", afirma Avi Loeb, del Centro para la Astrofísica (CfA), gestionado conjuntamente por la Universidad de Harvard y el Instituto Smithsoniano. "Ésta es la primera vez en la historia que los humanos seremos verdaderamente capaces de localizar una civilización como la nuestra en las estrellas".

Según los responsables de este nuevo enfoque de las investigaciones SETI (siglas en inglés de Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre), los anteriores programas no tenían apenas posibilidades de detectar alguna civilización parecida a la Tierra en grado de desarrollo. Las búsquedas a menudo se centraban sólo en tratar de detectar señales potentes enviadas deliberadamente a través del espacio, como si se tratase de faros marítimos para observadores lejanos. Tales faros interestelares pueden no existir. Además, muchos proyectos SETI de ondas de radio examinaron frecuencias por encima de 1 gigahercio con el fin de evitar interferencias con señales procedentes de la Tierra o de fuentes cósmicas naturales.

En vez de tratar de captar emisiones deliberadas, Loeb y su colega Matias Zaldarriaga (CfA) sugieren buscar "fugas" accidentales de emisiones locales de una civilización alienígena. Subrayan que el LFD, diseñado para estudiar frecuencias de entre 80 y 300 megahercios, sintonizará las mismas frecuencias usadas por las tecnologías terrestres. En nuestro mundo, los radares militares son las fuentes emisoras más potentes, seguidas por la televisión y la radio en onda FM. Si fuentes emisoras similares existen en otros planetas, dispositivos como el LFD podrían detectarlas.

"El LFD es un instrumento científico destinado a estudiar el universo más distante y primitivo", matiza Zaldarriaga. "Pero aprovechando sus observaciones normales, los investigadores SETI podrían usarlo para buscar civilizaciones alienígenas".

El LFD es un radiotelescopio diseñado para detectar y caracterizar emisiones de 21 centímetros con fuerte corrimiento hacia el "rojo", procedentes de las moléculas de hidrógeno del universo arcaico. Su principal objetivo científico es crear un mapa tridimensional de las "burbujas" ionizadas que se formaron cuando los primeros cuásares y galaxias inundaron el espacio con luz ultravioleta hace miles de millones de años.

miércoles, 11 de abril de 2007

La Sexta Extincion

Grandes extinciones

Desde los albores de la vida en la Tierra, algunas especies de los diversos organismos que habitan el planeta se han extinguido y han posibilitado el surgimiento y desarrollo de nuevas especies de organismos que pueden adaptarse mejor al medio ambiente. Cuando ocurre una extinción en masa de una o más especies se desarrollan nuevas especies. Esto hace que las extinciones de algunas especies de organismos desempeñen una función importante en la evolución de la vida en la Tierra. Si las especies no llegaran a extinguirse para dejar su espacio a organismos más avanzados, la vida en la Tierra no habría progresado hasta lo que es actualmente, y los únicos organismos que habitarían la Tierra serían los microorganismos primigenios con que empezó la vida en el mar.

No se conoce el número de especies que existen en el mundo. Hay unas estimaciones entre 5 a 50 millones, incluso algunas llegan a calcular hasta los cien millones. Sin embargo el número de especies catalogadas es sólo de 1.400.000, de las cuales el 85% viven en el dominio terrestre. Entre insectos, arácnidos y crustáceos hay unas 850.000 especies y 300.000 son especies vegetales. La mayor concentración de especies se da en los trópicos, se llega a creer que sólo de insectos puede haber allí unos 30 millones. Es decir que la mayor biodiversidad está en esa relativamente pequeña franja del planeta.

Los seres humanos ponen en peligro la existencia de otras especies de varias formas, con la caza, la introducción de especies foráneas, la deforestación de los bosques y por la fragmentación de hábitats, y conforme se reducen éstos se reduce la capacidad de la Tierra para sostener su herencia biológica.

Se pierden 200.000 kilómetros cuadrados de bosque al año. Los bosques tropicales quedarán reducidos a una pequeña mancha en el año 2.050. Pero incluso donde no se tala el bosque queda fragmentado en islas que son ecológicamente frágiles. Las especies se extinguen con más facilidad en territorios pequeños que en los grandes ya que las poblaciones pequeñas son más propensas a cualquier enfermedad o perturbación exterior y pueden sucumbir antes. Sin embargo la pérdida de hábitats no es exclusiva de los bosques tropicales. En todo el mundo los ecosistemas naturales se han degradado y muchos de ellos están en peligro y existen comunidades completas al filo de la extinción.

En el año 1.600 los seres humanos eran 500 millones, en el 2.050 habrá 10.000 millones. En la actualidad se consume el 40% de la productividad primaria neta del planeta, es decir casi la mitad de la energia disponible para sostener a todas las especies.

Según el registro fósil, se ha calculado que durante los períodos de extinción normal, es decir sin que intervenga ningún cataclismo, la pérdida es de una especie cada cuatro años. En la actualidad se extinguen unas 30.000 especies al año. Este volumen de desapariciones sería comparable a las producidas en una de las cinco grandes crisis biológicas de la historia del Planeta. En este caso no sería por un cambio climático global, el retroceso del nivel del mar, o por la caída de un asteroide, sino por nuestra especie, que como dice Richard Leakey, en su libro "La sexta Extinción": "El Homo sapiens está maduro para ser el destructor más colosal de la historia".

lunes, 2 de abril de 2007

La nueva ciencia de la evolucion humana

A diferencia de los dientes, cráneos y otros huesos, el pelo no tiene con qué enfrentarse a la destrucción del clima, de los cambios geológicos y del tiempo. De esta manera, a pesar de que los cráneos de hace millones de años testifican del aumento en el tamaño de los cerebros en la medida en que una especie de ancestro humano evolucionó a la siguiente, y a pesar de que la arquitectura de la columna vertebral y los huesos de la cadera muestran cuando nuestros ancestros por primera vez se mantuvieron erguidos, el registro fósil se encuentra en silencio sobre cuándo perdieron el pelo corporal y lo sustituyeron por prendas de vestir.

Los fósiles y las herramientas testificaron de los orígenes de nuestros ancestros en África, la emergencia de su habilidad para caminar erguidos, el desarrollo de la fabricación de herramientas y mucho más. Sin embargo, ahora, dos nuevos narradores de historias han empezado a hablar: el ADN y los cerebros.

Analizando el ADN de los humanos de hoy en día, así como de los chimpancés y otras especies, los científicos se están aproximando a los puntos claves en la evolución, tales como cuándo y cómo el lenguaje y el habla se desarrollaron, y cuándo nuestros ancestros dejaron África.

El ADN aún puede revelar cuántos peregrinos dejaron huella en este sendero. En la nueva sala de los orígenes humanos en el Museo de Historia Natural en Nueva York, el ADN obtiene igual espacio que los fósiles. Y comparando las impresiones que los cerebros dejan dentro de los cráneos, “la paleoneurología” está documentando cuándo las estructuras que potencian la mente humana se elevaron, otorgando luz a cómo nuestros ancestros vivieron y pensaron. Los descubrimientos están descartando ideas que permanecieron por mucho tiempo acerca de cómo nos convertimos en humanos.

El modelo tradicional en el cual una especie dio origen a otra ha sido reemplazado por una profusión de ramas, representando especies que vivieron al mismo tiempo que nuestros ancestros directos pero que, sin embargo, esas líneas perecieron. La nueva investigación también muestra que “el progreso” y “la evolución humana” son únicamente socios ocasionales.

Los fósiles nunca resolvieron cuándo los linajes del simio y del humano se separaron. El ADN pudiera hacerlo. El ADN humano y el ADN del chimpancé difieren en 1.2 por ciento, y el ADN cambia a un ritmo más o menos regular. Eso permite a los científicos utilizar este ritmo para calibrar el “reloj molecular” cuyos tic-tac miden hace cuánto tiempo ocurrió un cambio genético. El hecho de que el ADN de los chimpancés vivientes y los humanos difieran en aproximadamente 35 millones de “letras” químicas, por ejemplo, implica que los dos linajes se separaron hace entre cinco y 6 millones de años. Eso concuerda con el descubrimiento de que la tierra se hizo cruelmente más fría y más seca hace 6.5 millones de años, justo el tipo de cambio climático que forzó a la vida a las nuevas especies. Los monos que se quedaron en la jungla casi no cambiaron; ellos son los ancestros de los chimpancés de hoy en día. Aquellos que se aventuraron al hábitat recién formado de pastizales andaron los primeros pasos para convertirse en humanos.

Lo que activó este cambio abrupto —que nos puso en el camino a convertirnos totalmente en humanos— ha confundido desde hace mucho tiempo a los expertos. Donde las piedras y los huesos fueron de muy poca ayuda, sin embargo, los genes y los cerebros han empezado a hablar.

Los científicos han descubierto un gen denominado HAR1 (significando región acelerada humana, por sus siglas en inglés) que está presente en animales desde los pollos a los chimpancés y a los humanos. Había cambiado únicamente dos de sus 118 “letras” químicas hace 310 millones de años (cuando los linajes de los pollos y los chimpancés se separaron. Sin embargo 18 letras cambiaron en un abrir y cerrar relativo de ojos desde que el linaje humano se separó del de los monos. Esa alta tasa de cambio es una señal de que hubo un gen cuya evolución mantiene otorgando ventajas a aquellos que lo llevan, tal vez iniciado con el australopitecus.

Para encontrar que más nos hizo humanos, los científicos están examinando qué combinaciones de genes están activas en la corteza cerebral, el lugar del pensamiento más alto, de los chimpancés y la gente. Entre los genes que se volvieron “altos” en la gente, están aquellos que influyen en la rapidez que saltan las señales eléctricas de una neurona a otra y por lo tanto en la rapidez que puede procesar el cerebro la información, aquellos que mejoran las conexiones entre las células y de este modo el aprendizaje y la memoria, y aquellos que promueven el crecimiento del cerebro. Este patrón de actividad de gen, al parecer, empezó a emerger cuando lo hicieron las especies de australopitecus.

El descubrimiento de que los primeros humanos fueron los cazados y no los cazadores ha cambiado la idea tradicional acerca de lo que hace prosperar a las especies.

Tanto la genética como la paleoneurología lo respaldan. Una hormona llamada oxitocina, mejor conocida por inducir el parto y la lactancia en las mujeres, también opera en el cerebro (de ambos sexos). Ahí, ésta promueve la confianza durante las interacciones con otras personas, y de este modo la conducta cooperativa que permite a los grupos de personas vivir juntos para el bien común. A través de comparar el genoma del chimpancé con el humano, los científicos infieren que la oxitocina existió en los ancestros de ambos. Sin embargo, han sufrido cambios desde entonces, quizás en cómo el cerebro responde fuertemente a ésta y cuánto es producida.

La investigación todavía está en el camino, pero una posibilidad es que los cambios ocurrieron alrededor de la época en que nuestros ancestros se establecieron en un sistema basado en sostener los lazos entre el hombre y la mujer, hace aproximadamente 1.7 millones de años.

La paleoneurología promete hacer lo que los estudios simplísticos de los cerebros antiguos no podían: explicar los grandes pasos de nuestros ancestros hacia adelante.

Los fósiles no han acabado de hablar, por supuesto. Estas tarjetas postales sin fin provenientes del pasado seguramente todavía se encuentran encapsuladas en las rocas del viejo mundo. Sin embargo, ahora, en la medida en que el antiguo ADN y la materia gris nos otorgan sus secretos, están agregando vida a la antigua búsqueda para entender de dónde proviene la humanidad y qué hicimos para llegar aquí.