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Ciencia Fresca

La ciencia no deja de asombrarnos con nuevos descubrimientos insospechados cada semana. En el podcast Ciencia Fresca, Jorge Laborda Fernández y Ángel Rodríguez Lozano discuten con amenidad y, al mismo tiempo, con profundidad, las noticias científicas más interesantes de los últimos días en diversas áreas de la ciencia. Un podcast que habla de la ciencia más fresca con una buena dosis de frescura.

Galaxia satélite. Fijación artificial del CO2. La música desarrolla el cerebro. Mala influencia del tabaco.

Galaxia satélite. Fijación artificial del CO2. La música desarrolla el cerebro. Mala influencia del tabaco.

Una nueva galaxia enana satélite de la Vía Láctea.

Lo mismo que el Sol está rodeado de planetas, satélites y cometas, nuestra galaxia, la Vía Láctea, no se mueve solitaria por el Cosmos, la acompañan un buen número de galaxias enanas que orbitan a su alrededor a modo de satélites formados por enormes cantidades de estrellas. Solamente dos de estas galaxias enanas, las Nubes de Magallanes, se pueden ver a simple vista. La mayor de ellas, conocida como Gran Nube de Magallanes, aglutina unos 10.000 millones de estrellas, una cantidad nada despreciable, aunque pequeña, si la comparamos con la Vía Láctea, que tiene entre 200.000 millones y 400.000 millones de estrellas.

La mejora en equipos dedicados a escanear el firmamento ha permitido desvelar la existencia de un conjunto nutrido de galaxias satélites de la Vía Láctea. El número acaba de aumentar con Virgo I, una galaxia enana recientemente descubierta gracias a la cámara Hyper Supreme-Cam acoplada al telescopio japonés Subaru de 8,2 m, situado en Mauna Kea, Hawaii. El descubrimiento acaba de ser publicado en la revista The Astrophysical Journal, en un artículo firmado por el japonés Daisuke Homma de la Tohoku University junto a un grupo internacional de científicos.

Virgo I está situada 283.000 años luz de nosotros, en la constelación de Virgo, y viene a sumarse a las más de 50 galaxias enanas satélites de la Vía Láctea y cuya existencia ha sido confirmada. Las galaxias enanas no sólamente dan una imagen realista de nuestro entorno galáctico inmediato sino que proporcionan datos importantes para calcular la materia oscura de la Vía Láctea. Cuando se analiza el movimiento de nuestra galaxia, los cálculos revelan que debe existir mucha más masa de la que podemos observar, de hecho, tan sólo el 10 por ciento es materia visible, el restante 90 por ciento escapa a la detección de nuestros instrumentos, es “materia oscura”.

Las propiedades básicas de las galaxias enanas satélites, su número y su distribución espacial en el halo galáctico proporciona datos importantes para conocer cómo está distribuida la materia oscura a pequeña escala, en particular, la distribución de “la masa oscura fría” formada por partículas que se mueven a velocidades muy inferiores a la velocidad de la luz.

Cuando los científicos comparan los datos obtenidos mediante la observación astronómica con los cálculos teóricos, se enfrentan a un conflicto conocido como “el dilema de las galaxias enanas perdidas”, llamado así porque la teoría predice un número mucho mayor galaxias satélite que las realmente observadas. Este dilema podría ser debido a que existen otras formas de materia oscura distinta a la materia oscura fría, o bien, que no tenemos poder de observación suficiente porque nos falta la tecnología adecuada.

Nuevos instrumentos de observación, como la cámara Hyper Supreme-Cam acoplada al telescopio Subaru, están comenzando a aportar luz a los enigmas planteados por el movimiento galáctico. Los datos aportados van aumentando nuestro conocimiento y ofrecen una imagen cada vez más nítida de la Vía Láctea y su entorno. El descubrimiento de Virgo I es una muestra de ello.

Referencia:

A new Milky Way Satellite Discovered in the Subaru/Hyper Supreme-Cam Survey Daisuke Homma et al. The Astrophysical Journal, 2016 November 20 doi:10.3847/0004-637X/832/1/21

Un nuevo método artificial de fijar CO2 más eficaz que el de las plantas

Como es bien conocido, numerosos estudios científicos han establecido que el calentamiento global que estamos experimentando es principalmente debido a la acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera, como resultado del empleo de combustibles fósiles, que acumulan biomasa generada durante millones de años. A pesar de que las plantas absorben más de 350.000 millones de toneladas de CO2 al año, su actividad es insuficiente para detener el incremento de este gas en la atmósfera.

El 90% del CO2 absorbido por las plantas depende de la actividad de una ruta fotosintética llamada el ciclo de Calvin-Benson-Bassham. El 10% restante es absorbido por otros cinco ciclos fotosintéticos diferentes. Estos ciclos consisten en una serie de reacciones químicas, catalizadas por diferentes enzimas, que en una primera etapa de los mismos consiguen capturar CO2 y, al mismo tiempo, reciclar las moléculas que lo capturan, lo que vuelve a iniciar el ciclo. Los ciclos forman parte de las llamadas reacciones de fase oscura de la fotosíntesis, que utilizan las moléculas energéticas fabricadas en la fase luminosa de la misma, en particular ATP, la moneda universal de energía química.

A pesar de la diversidad enzimática y molecular que proporcionan los seis ciclos de captura de CO2 empleados por los organismos fotosintéticos (plantas, fitoplancton, cianobacterias…), no se ha conseguido hasta la fecha fijar CO2 eficazmente de manera artificial para generar productos concretos. Uno de los problemas más importantes para conseguirlo es la ineficacia de los enzimas involucrados en la reacción de captura, llamados carboxilasas. La más importante del ciclo de Calvin es la llamada ribulosa 1,5-carboxilasa, RuBisCO. Este enzima malgasta hasta el 30% de la energía capturada en la fase luminosa de la fotosíntesis.

Varias estrategias biotecnológicas se han usado, sin mucho éxito, para intentar conseguir una captura de CO2 alternativa a la de las plantas, pero más eficaz. Por ejemplo, se ha intentado trasplantar el ciclo fotosintético a bacterias no fotosintéticas, o hacer evolucionar la RuBisCO para generar variantes más eficaces, además de otras estrategias. Estos intentos han obtenido un éxito limitado.

Ahora, investigadores del instituto Max Planck de microbiología terrestre utilizan una estrategia basada en la disciplina llamada biología sintética para diseñar un ciclo de captura de CO2 completamente nuevo y hasta ahora inexistente en la Naturaleza. Este nuevo ciclo es más eficaz que los que han evolucionado de forma natural hasta este momento de la historia de la vida. En el programa explicamos brevemente cómo los investigadores consiguen generar este nuevo ciclo de captura de carbono, así como las probables razones por las cuales la naturaleza no lo ha generado antes.

Referencia. Thomas Schwander et al. (2016). A synthetic pathway for the fixation of carbon dioxide in vitro. Science. 18 NOVEMBER 2016 • VOL 354 ISSUE 6314, pp 900.

El estudio de la música crea nuevas conexiones en los cerebros de los niños.

La ciencia ha demostrado que cuando los niños aprenden a tocar música, sus cerebros se enfrentan a retos nuevos que favorecen su desarrollo cognitivo y emocional. Al contrario de lo que sucede al escuchar la música de forma pasiva, el estudio y el aprendizaje de un instrumento musical obliga al cerebro a escuchar sonidos nuevos, leer las partituras y asociarlas a sonidos con un ritmo determinado, coordinar movimientos, etc. Dicho con otras palabras, el aprendizaje de la música exige conectar las áreas sensoriales y motoras del cerebro de una forma exigente y única. Por otro lado, al estudiar e interpretar música en grupo, la elaboración de los sonidos debe hacerse en coordinación con los producidos por otros, lo que, además, favorece los comportamientos sociales.

Ahora, un estudio, presentado por la investigadora Pilar Díes Suarez, radióloga jefe del Hospital Infantil de México Federico Gómez en Ciudad de México, en la Reunión Internacional de la Sociedad Radiológica Americana demuestra que el aprendizaje de la música crea nuevas conexiones neuronales en los niños.
El estudio se realizó con 23 niños sanos, de 5 y 6 años de edad, que no habían recibido previamente ningún tipo de adiestramiento musical. Durante 9 meses los niños recibieron clases de música y aprendieron a utilizar instrumentos musicales y a interpretar piezas en grupo con Boomwhakers, que son tubos de percusión cortados a la longitud exacta para crear sonidos en una escala diatónica.

Antes de comenzar el experimento y al terminar el adiestramiento musical los niños fueron sometidos a un DTI, una técnica de Resonancia Magnética en Imágenes, no invasiva, que permite identificar los cambios estructurales en la materia blanca del cerebro. La imagen del tensor de difusión (DTI) se obtiene a partir del movimiento de las moléculas de agua existentes en el exterior de las células, un movimiento que se produce más rápidamente en la dirección en la que se alinean los axones de las neuronas y más lentamente en dirección perpendicular. Así, la imagen obtenida muestra cómo están situadas las conexiones neuronales y permite averiguar, por comparación con las imágenes obtenidas al principio y al final de la instrucción musical, si se ha producido algún cambio significativo en las conexiones neuronales en el cerebro de los niños.

Los resultados del estudio indican que existe un aumento en la longitud de las fibras neuronales en una región del cerebro denominada Minor Fórceps. Los cambios observados muestran que el entrenamiento musical produce modificaciones neuronales provocadas por la necesidad de aumentar la conexión entre los dos hemisferios cerebrales para poder realizar, de una forma más eficiente, las tareas de coordinación que exige el entrenamiento musical.

Aprender e interpretar la música puede ser un camino muy interesante para ayudar a aquellos niños que sufren distintas patologías relacionadas con sus funciones cerebrales.

Referencia:
Musical Training Creates New Brain Connections in Children. Pilar Dies-Suarez, Silvia Hidalgo-Tobon, Benito De Celis Alonso, Coral Guerrero y Eduardo Castro Sierra. https://press.rsna.org/timssnet/media/pressreleases/14_pr_target.cfm?ID=1911

Tabaco y conducta antisocial en los niños.

La investigación científica sobre el tabaco se ha centrado principalmente en sus efectos sobre la salud física, en particular sobre el desarrollo del cáncer y de las enfermedades cardiovasculares, que son los dos tipos de enfermedades principales causadas por el tabaco. Sin embargo, mucho menos esfuerzo se ha dedicado a estudiar otros efectos del tabaco que no están relacionados con estos dos problemas de salud, y que, sin embargo, pueden ser tan importantes o más que estos.

El humo llamado de segunda mano, consistente el humo dispersado en el aire de las estancias o habitaciones de la casa por los padres o familiares fumadores, es ya conocido por ejercer efectos perniciosos sobre los no fumadores. Un nuevo concepto ha surgido recientemente, que es el llamado humo de tercera mano. Este se forma al mezclarse el humo con otras sustancias, polvo, prendas de vestir, etc. presentes en las viviendas, que puede generar nuevas sustancias toxicas no presentes inicialmente en el humo de los cigarrillos.

Tanto el humo de segunda como el de tercera mano podrían ejercer efectos perniciosos sobre el desarrollo de sistema nervioso, que podrían traducirse en comportamientos inadecuados, es decir, podrían afectar no a la salud física, sino también a la salud mental. Estudios realizados con animales de laboratorio apoyan esta hipótesis. Por esta razón, investigadores de la Universidad de Montreal analizan el efecto del humo del tabaco sobre el comportamiento de niños pequeños expuestos en sus casas a humo de tabaco de segunda y de tercera mano.

Era ya bien conocido que la exposición de los niños a humo del tabaco les genera problemas de salud física a medio y largo plazo. Este nuevo estudio revela ahora que la exposición a humo del tabaco de segunda y de tercera mano aumenta también el riesgo de padecer problemas de salud mental en los niños, problemas que incluyen desequilibrios emocionales, mal comportamiento, y problemas de capacidad intelectual. En el audio explicamos las principales conclusiones de este estudio .

Referencia
Linda Pagani, François Lévesque-Seck, Isabelle Archambault and Michel Janosz. “Early Childhood Household Smoke Exposure Predicts Later Delinquent Behaviour and Dropout Risk at Age 12” online in Indoor Air, the official journal of the International Society of Indoor Air Quality and Climate, November 21, 2016. DOI: 10.1111/ina.12353

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