Flotando bajo la lluvia

Un estudio publicado en la revista Nature Communications por investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts revela el mecanismo por el cual la lluvia de una determinada intensidad es capaz de diseminar a largas distancias las bacterias que habitan en el suelo. El mecanismo es bastante curioso y su comprensión tiene importantes implicaciones para intentar evitar la dispersión de bacterias patógenas para otras plantas o para animales.

El estudio deriva de otro anterior, realizado por una parte del mismo equipo de investigación, en el que los investigadores revelaron el mecanismo por el cual la lluvia produce aerosoles utilizando cámaras de alta velocidad. Como sabemos, los aerosoles están formados por partículas microscópicas sólidas o líquidas que, por su pequeño tamaño, están “disueltas” en el aire y no caen. En el caso de los aerosoles formados por la lluvia, estos están formados por gotas microscópicas de agua flotando en el aire.

Los científicos filmaron gotas de lluvia cayendo sobre 16 superficies diferentes, y variaron igualmente la intensidad y altura de la caída. Los científicos descubrieron que cuando las gotas de lluvia golpean sobre el suelo, pequeñas burbujas de aire son atrapadas en el interior de los fragmentos de la gota. Estas burbujas explotan a continuación, como si se tratara de pequeñas pompas de jabón, y millones de estas pequeñas explosiones durante la lluvia producen las gotas microscópicas que generan los aerosoles.
Seguramente, todos hemos experimentado el olor a tierra mojada, a petricor, como se le conoce más técnicamente, tras la lluvia, en particular tras una tormenta. Tras este estudio, los investigadores propusieron que el olor a petricor es transmitido gracias a la formación de aerosoles por la lluvia.

Todo esto era fascinante, pero tal vez de escasa utilidad. Sin embargo, un grupo de investigadores británico pensó que tal vez este estudio podría ser repetido para analizar una cuestión más importante: si las bacterias del suelo pueden o no ser dispersadas a largas distancias por aerosoles trasportados por el viento tras la lluvia. En el audio explicamos lo que los investigadores han encontrado.

Referencia:
Young Soo Joung et al. Bioaerosol generation by raindrops on soil. • Nature Communications 8, Article number: 14668 (2017) doi:10.1038/ncomms14668

Meteoritos en túnel de viento.

Cuando descubrimos un meteorito se puede decir que es porque su viaje ha llegado al final. Antes de que nuestras manos puedan tocarlo, ese pedazo de roca ha tenido que superar muchos avatares: su nacimiento, más o menos traumático, su viaje durante centenares o miles de millones de años por el espacio interplanetario, su catastrófico choque con la atmósfera terrestre y su posterior caída en la superficie, si es que sobrevive. Observar todo ese proceso es imposible, es más, incluso observar la última fase de su vida, es decir, el acercamiento, caída a la Tierra y recogida de muestras, tan sólo se ha logrado una vez. Sucedió el 6 de octubre de 2008. Aquel día, científicos de la Universidad de Arizona descubrieron un cuerpo que se acercaba a la Tierra siguiendo una trayectoria de colisión. Por suerte, los cálculos indicaron que dicho meteoroide tenía un tamaño reducido, entre 2 y 5 metros. Como estaba previsto, al día siguiente, el meteoroide se sumergió en la atmósfera terrestre y dejó un rastro de meteoritos en una región desértica de Sudán, algunos de los cuales fueron recuperados después.

Este acontecimiento, tan difícil de observar en la naturaleza, ha podido ser estudiado ahora gracias a una serie de experimentos realizados por Stefan Loehle y su equipo del Institut für Raumfahrtsysteme de la Universidad de Stuttgart, en Alemania. Los científicos sometieron a distintas muestras de basalto, argilita y un meteorito común (condrita ordinaria) a un túnel de plasma de alta entalpía que simula las terribles condiciones que encuentran los meteoroides al entrar en la atmósfera terrestre.

El plasma generado por el simulador circula a tal velocidad que la muestra se comporta como un meteorito impactando contra la atmósfera a 10 kilómetros por segundo, a 80 km de altura sobre la superficie terrestre. Las muestras se pusieron incandescentes, su superficie se fundió y toda la materia se volatilizó en unos 4 segundos. Mientras todo eso sucedía, se aplicaban cinco métodos de diagnóstico para caracterizar la fragmentación y destrucción de las muestras: fotografía de exposición corta, video regular, imágenes de alta velocidad, termografía y espectroscopia.

El análisis permitió identificar la composición de las muestras y se pudo comprobar que los resultados se ajustaban bien a las observaciones de los casos naturales. Los datos obtenidos permitirán, a partir ahora, identificar y clasificar distintos tipos de meteoritos, aunque sólo se pueda ver de ellos la estela de luz que dejan al impactar con la atmósfera terrestre.

Referencia:
Loehle et al. Experimental Simulation of Meteorite Ablation during Earth Entry Using a Plasma Wind Tunnel High Enthalpy Flow. The Astrophysical Journal, 837:112 (10pp), 2017 March 10. https://doi.org/10.3847/1538-4357/aa5cb5

Vida primigenia sin fosfato.

El fosfato, formado por un átomo de fósforo y cuatro de oxígeno, es un elemento fundamental para todos los sistemas vivos, ya que sirve de elemento estructural para el ADN y el ARN, que constan de un esqueleto de azúcar y fosfato unidos en un largo polímero, y también sirve de elemento fundamental en el almacenamiento y la gestión de energía química necesarios para los procesos metabólicos.

Las propiedades químicas del fosfato hacen que sea difícil que este se encuentre fácilmente disponible, ya que en la corteza terrestre se encuentra mayoritariamente en forma de fosfato de calcio, que es bastante insoluble. Esta insolubilidad hace difícil que el fosfato haya podido ser obtenido con facilidad por los seres vivos primitivos. Incluso hoy, en algunos biosistemas, el fosfato es el nutriente limitante.

Sin fosfato suficiente, los procesos metabólicos de la vida son imposibles. Por esta razón, la vida primitiva bien no pudo desarrollarse hasta que una forma de fosfato soluble estuviera fácilmente disponible, bien se desarrolló a partir de la generación de un metabolismo que no necesitara del fosfato y, más tarde, cuando el fosfato soluble estuvo disponible, evolucionó y lo incorporó a los procesos metabólicos que encontramos hoy.

Se ha propuesto un metabolismo basado en hierro y en los sulfatos como alternativa. El grupo sulfato, formado por un grupo de azufre y cuatro de oxígeno, podría haber sido la base del metabolismo en los inicios de la vida. Sin embargo, esto no pasa de ser una hipótesis de la que hasta ahora se carecía de evidencia.

Mediante la utilización de algoritmos encaminados al análisis de redes metabólicas complejas, investigadores de la Universidad de Boston revelan que el metabolismo actual contiene en su interior la impronta de la existencia de un metabolismo primitivo basado en el sulfato. En el audio explicamos con más detalle este descubrimiento, así como el posible origen del fosfato soluble que pudo cambiar la vida sobre el planeta.

Referencia:
Goldford et al., Remnants of an Ancient Metabolism without Phosphate, Cell (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2017.02.001

La dieta escrita en los dientes del neandertal.

Todo lo que comemos pasa por nuestra boca y deja su sello en los dientes. Lo mismo da que los dientes pertenezcan a un homo sapiens o a un neandertal. Lógicamente, los dientes de neandertal son más difíciles de conseguir, aunque solo sea porque la especie desapareció hace más de 28.000 años. No obstante, aún quedan dientes fósiles de neandertales que conservan la impronta de lo comieron, eso sí, en el sarro. No olvidemos que el sarro es una capa mineral que se queda pegada a los dientes y les proporciona un poco atractivo color amarillento, señal inequívoca de una deficiente higiene bucal.
Dos cuevas de europeas, una situada en el norte de España, en Piloña (Asturias), que lleva por nombre El Sidrón y otra situada a en Bélgica, conocida como Gruta de Spy, en el municipio belga de Jemeppe-sur-Sambre, fueron ocupadas por neandertales hace más 50.000 años. Ahora, sus restos, especialmente sus dientes manchados de sarro, han permitido averiguar la dieta, costumbres y enfermedades que padecieron.

Un artículo publicado en Nature, obra de un equipo internacional de científicos, entre los que figuran investigadores del CSIC y de la Universidad de Oviedo, informa de los resultados del análisis genético del ADN inmerso en el sarro de los dientes de ambas poblaciones, separadas entre sí más de 1000 km. Los resultados indican que los neandertales de Spy tenían hábitos muy distintos a los de El Sidrón. Mientras que los habitantes de la Gruta de Spy consumían carne, como indican los restos de ADN de rinoceronte lanudo y de muflón encontrados en el sarro, los de la cueva de El Sidrón, eran fundamentalmente vegetarianos, consumidores de setas, piñones y musgo.

Un análisis más detallado indica que los habitantes de El Sidrón sabían utilizar ciertas plantas con fines medicinales. Se han hallado restos del hongo penicilium y de corteza de álamo, rica en ácido salicílico, principal componente de la aspirina. Un consumo muy adecuado en el caso de uno de los homínidos que padecía de un absceso dental y un patógeno intestinal que probablemente le producía diarreas y complicaciones intestinales crónicas.

Un segundo artículo, publicado en Journal of Human Evolution, documenta las diferencias en la dieta familiar de ocho individuos de la cueva de El Sidrón. El estudio revela que las hembras tenían sus dientes más desgastados, probablemente porque los utilizaban para actividades no relacionadas con la alimentación.

Referencias:
Weyrich et al. Neanderthal behaviour, diet, and disease inferred from ancient DNA in dental calculus. Nature (2017) doi:10.1038/nature21674 http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature21674.html

Estalrrich et al. Dietary reconstruction of the El Sidrón Neandertal familial group (Spain) in the context of other Neandertal and modern hunter-gatherer groups. A molar microwear texture analysis. Journal of Human Evolution. Volume 104, March 2017, http://dx.doi.org/10.1016/j.jhevol.2016.12.003