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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.

Rios en la Tierra, Marte y Titán. Confianza en las noticias. Bacterias y radiación. CRISPR y los genes egoístas.

Ríos, mentiras, bacterias y genes egoistas - Ciencia Fresca podcast - CienciaEs.com

Los cauces de los ríos de la Tierra, Marte y Titán hablan de su historia geológica.

Los ríos van dibujando el paisaje de los cuerpos plantarios a partir de la interacción entre el clima y la topografía del terreno. Hasta hace muy pocos años, sólo teníamos constancia de esta interacción en la Tierra, pero las misiones espaciales nos han ido facilitando imágenes de otros mundos en los que las corrientes de fluidos también han ido dejando sus huellas. Marte es uno de esos cuerpos, allí el agua fluyó en abundancia hace mucho tiempo y, aunque en estos momentos sea un lugar seco y desolado, en el terreno abundan las huellas de lejanos ríos y mares. Otro cuerpo interesante es Titán, la luna más grande de Saturno, donde la temperatura es tan fría que el fluido que recorre su superficie no es agua, sino ríos de hidrocarburos como el metano o el etano.
Cada de uno de esos tres cuerpos mencionados tiene una evolución y unas características distintas que permiten desarrollar métodos de investigación para extraer del estado presente, su historia pasada. Benjamin Black y sus colegas de la City University of New York hacen una propuesta interesante en un artículo publicado en Science a partir del patrón de drenaje de las corrientes de fluidos que se pueden observar en las fotografías.
Sabemos que un río corre siempre cuesta abajo, pero también sabemos que, al menos aquí en la Tierra, el terreno cambia debido a la actividad tectónica. En los lugares en los que chocan las placas tectónicas se suelen elevar cadenas de montañas, el Himalaya es un ejemplo fantástico, mientras que, en otros lugares, el encontronazo es distinto, una placa se sumerge bajo la otra elevando a ésta, hasta formar una cordillera sembrada de volcanes activos, como sucede en la cordillera de los Andes. Cuando esto sucede, se establece una lucha entre las corrientes de agua y el terreno. Los ríos cambian de trazado y dejan constancia de ese cambio en el paisaje. Así aparecen, según Black, dos características topográficas diferenciadas: Unas, que llama “de onda larga”, son cauces en los que la dirección del drenaje y el terreno coinciden, son de largo recorrido e indican que la orografía no ha cambiado mucho con el tiempo. Frente a ellos se sitúan las características topográficas “de onda corta” producidas por un mayor movimiento del terreno que obliga a cambiar el curso de los ríos o, incluso, a taladrar la roca creando profundos surcos para mantener la dirección original, aunque el terreno haya cambiado la dirección de la pendiente.
Estas características se han estudiado en los tres cuerpos mencionados: La Tierra, Marte y Titán. Los resultados de los análisis revelan que la Tierra tiene un ciclo fluvial hiperactivo, comparado con los otros cuerpos del Sistema Solar. Los cambios continuos producidos por el movimiento de placas, con la generación de montañas y volcanes han generado un patrón de drenaje en al que abundan las características de “onda corta”. Marte en cambio, es diferente. Sus cauces secos surcan el terreno en las regiones elevadas siguiendo un patrón de “Onda larga”, roto tan solo por los impactos de meteoritos que rompieron los cauces fluviales. Marte fue un planeta húmedo, con abundante agua líquida que ha dejado sus huellas en numerosos cauces secos de ríos y una profunda depresión, correspondiente a un océano profundo, desaparecido, en el hemisferio norte. Eso sucedió hace 3.500 millones de años y, salvo choques de meteoritos y una actividad volcánica restringida, aunque de grandes proporciones, sus patrones globales de drenaje no indican una actividad tectónica como en la Tierra.
Titán es un caso muy especial. El fluido que allí modela el paisaje está formado por metano, etano y otros hidrocarburos en estado líquido, porque la temperatura ronda los -180 ºC.
Analizando las imágenes enviadas por la sonda Cassini y Huygens, Black y su equipo han detectado algunos mecanismos de longitud de onda larga en la mayor parte de la superficie de la luna de Saturno. Sin embargo, en las regiones polares se observan mecanismos de onda más corta, lo que indicaría una cierta actividad tectónicas en esas zonas. Los ríos de baja y media latitud en Titán tienden a fluir sobre el terreno helado, pero en los polos fluyen a través del lecho rocoso, formando valles profundos.

Referencias.
Black et al. Global drainage patterns and the origins of topographic relief on Earth, Mars, and Titan. Science 19 May 2017: Vol. 356, Issue 6339, pp. 727-731 DOI: 10.1126/science.aag0171
Devon Burr. Defining the topography of a planetary body. 19 MAY 2017 • VOL 356 ISSUE 6339

La presencia de otras personas nos hace confiar más en la veracidad de las noticias.

En la actualidad, un número creciente de personas decide consumir información a partir de las redes sociales, más que a través de la consulta de medios de comunicación tradicionales. Se supone que estos medios proporcionan noticias contrastadas cuya veracidad ha sido independientemente comprobada por profesionales de la información. Sin embargo, las noticias o rumores que aparecen en las redes sociales no han sido contrastadas de ese modo. Se sabe poco aún de cómo las personas investigan sobre la veracidad o no de las noticias que aparecen en las redes sociales y de los factores que afectan a esta comprobación. Ahora un grupo de investigadores de la Facultad de Economía de la Universidad de Columbia, utiliza el método científico para estudiar en particular cómo la presencia de otros afecta a la evaluación de la información que se recibe de las plataformas digitales.
El trabajo viene motivado, además de por el creciente número de personas que se informa, o cree informarse, mediante las redes sociales, por el hecho contrastado de que estas se utilizan para diseminar noticias falsas y rumores que intentan manipular la opinión pública. Esto resulta particularmente evidente justo las semanas y días anteriores a procesos electorales en los países democráticos. El problema está adquiriendo importantes proporciones y algunas redes sociales, como Facebook, están intentando poner límite a las noticias falsas que se diseminan a través de esta red social.
Esta situación atañe igualmente a la pseudociencia y a las medicinas alternativas, que también utilizan las redes sociales para intentar diseminar sus opiniones e inducir que potenciales consumidores consuman sus “productos”. En este entorno, estudiar cómo las personas contrastan y confirman la información que reciben puede resultar importante para potenciar este comportamiento y disminuir la eficacia de la diseminación de noticias falsas.
Basados en los conocimientos ya adquiridos sobre la psicología humana, los investigadores barajan la hipótesis de que la confirmación de la veracidad o no de una determinada información se va a ver afectada por la presencia real o imaginada de otras personas que reciben la misma información. Una posibilidad es que la mayoría de nosotros va a descansar sobre el esfuerzo de otros que finalmente revelarán o no la veracidad de la información. Otra posibilidad es que nos sentimos cohibidos en un entorno social para desafiar lo que otros nos dicen, y no deseamos señalarnos a nosotros mismos. Finalmente, un factor inconsciente relacionado con el sentimiento de seguridad personal podría también ejercer un efecto. Parece que nos sentimos más protegidos en presencia de otros, y este sentimiento podría extenderse igualmente al aspecto de la información. Si fuera falsa, alguien se habría dado cuenta.
De manera individual o combinada, los autores del estudio especulan con la idea de que estas tres fuerzas disminuyen la probabilidad de que verifiquemos por nuestra cuenta la información que nos llega a través de las redes sociales. Para intentar corroborar esta hipótesis, los investigadores realizan ocho experimentos con voluntarios a los que exponen a diversas situaciones.

Referencia.

Youjung Juna, Rachel Menga, and Gita Venkataramani Johara. (2017). Perceived social presence reduces fact-checking. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1700175114

Bacterias luminosas para medir la radiactividad.

Todos los seres vivos del planeta estamos sometidos a radiaciones de origen natural o artificial. Las más peligrosas son las radiaciones ionizantes porque tienen energía suficiente como para romper las moléculas orgánicas y causar daños a las células. Hay tres tipos de radiaciones ionizantes: La radiación alfa, que está formada por núcleos de helio, la radiación beta, formada por electrones, y la radiación gamma o X que es energía electromagnética de alta intensidad cuyos fotones son muy penetrantes y pueden atravesar los organismos.
Cuando se analizan los efectos de las radiaciones sobre los seres vivos hay que tener en cuenta muchos factores: tipo de radiación, intensidad, tiempo de exposición, etc. Si se produce una elevada liberación de radiación, como por ejemplo durante la explosión de una bomba atómica o durante un accidente nuclear, los efectos sobre las criaturas son catastróficos. No obstante, esos son casos extremos, lo habitual es que estemos sometidos a una radiación de muy baja intensidad pero de forma continua, cuyos efectos son mucho más difíciles de cuantificar.
Este tipo de radiaciones tienen muy distintas fuentes. De origen natural son las radiaciones generadas por los productos de desintegración radiactiva que existen en pequeña cantidad en las rocas, como por ejemplo el radón, los rayos cósmicos que golpean la atmósfera con muy alta energía y producen cascadas de radiaciones que llegan a la superficie y los alimentos que ingerimos que también llevan una pequeñísima cantidad de átomos radiactivos que contribuyen a esa radiación de baja energía que todos sufrimos. Por otro lado, están las fuentes artificiales como los radioisótopos utilizadas en hospitales, equipos de rayos X y diversas industrias.
Nadezhda Kudryasheva y su equipo de Investigadores de la Universidad Federal de Siberia han llevado a cabo una investigación para diseñar una forma fácil y barata de detectar los efectos de la radiación gamma de baja intensidad utilizando bacterias luminiscentes. La bacteria recibe el nombre de Photobacterium phosphoreum y tiene la propiedad de emitir luz. Cuando la población de bacterias aumenta, la cantidad de luz emitida es mayor y esto permite detectar con facilidad cómo evoluciona la colonia bacteriana.
En el transcurso del experimento, las bacterias luminosas se colocaron en una cápsula en la que fueron sometidas a diferentes fuentes de baja radiación y durante largos periodos de tiempo cuando los microorganismos se encontraban a temperaturas de +5 ° C, +10 ° C, +20 ° C.
Los científicos descubrieron que si la radiación es baja, la dosis absorbida no es tan importante como su duración, que es el factor más significativo en términos de efecto tóxico sobre los organismos. Comprobaron también que los efectos tóxicos dependían en gran medida de la temperatura a la que se encontraran las bacterias.
La influencia de las dosis bajas de radiación gamma a las temperaturas de +5 ° C y +10 ° C no parecen tener ningún efecto dañino durante el experimento. En cambio, cuando la temperatura ambiente era de 20 ° C, el brillo desprendido por la población de bacterias comenzaba a disminuir rápidamente, lo que indicaba que la radiación tenía para ellas una fuerte toxicidad. Según los científicos, las altas temperaturas conducen al aumento de la velocidad de un proceso metabólico, lo que hace que las bacterias sean más sensibles a la radiación.
Los resultados demuestran que este tipo de bacterias pueden convertirse en una forma novedosa y eficaz de controlar los niveles de toxicidad en el medio ambiente en caso de contaminación química.

Referencia:
Kudryasheva et al. Exposure of luminous marine bacteria to low-dose gamma-radiation. Journal of Environmental Radioactivity 169-170 · March 2017 DOI: 10.1016/j.jenvrad.2017.01.002 https://www.researchgate.net/publication/312198757_Exposure_of_luminous_marine_bacteria_to_low-dose_gamma-radiation

Problemas para CRISPR y la genética dirigida.

La genética dirigida, basada en la idea de la expansión de un “gen egoísta”, supone una nueva metodología para introducir y diseminar elementos genéticos en poblaciones de organismos de interés agrícola o ganadero, o como control de plagas, algunas capaces de transmitir serias enfermedades, como la malaria. La reciente tecnología CRISP/Cas9 ha venido a incrementar enormemente la capacidad de manipulación genética para generar estos “genes egoístas”, los cuales no siguen las reglas de la genética mendeliana, lo que vamos a intentar explicar, sin que se heredan a frecuencias más elevadas de las predichas por las leyes de Mendel. El estudio que vamos a describir aquí revela, sin embargo, que las especies blanco de esta tecnología cuentan con mecanismos evolutivos que les permitirán expulsar de su genoma los elementos genéticos artificialmente introducidos.
Los elementos genéticos egoístas son fragmentos de ADN que poseen la capacidad de insertarse en algún lugar del genoma, en un cromosoma. A partir de esa inserción, son capaces de reproducirse y de insertarse también en el cromosoma homólogo, generando así individuos homocigóticos para ese elemento.
Puesto que los individuos afectados por ese elemento son convertidos en homocigotos para el mismo, estos van invariablemente a trasmitir el elemento genético egoísta a la siguiente generación. Si un individuo homocigoto que posee el elemento se cruza con otro homocigoto que lo no posee, la descendencia va a ser heterocigota. Sin embargo, esta va a ser convertida en homocigota por el mismo elemento genético egoísta heredado.
Esta manera de actuar convierte a los elementos egoístas en elementos genéticos que se expanden rápidamente por las poblaciones, a menos que su expansión suponga una desventaja reproductiva para los individuos que los poseen. En ese caso, si cualquier, mutación impidiera la inserción y reproducción del elemento egoísta, esta se expandiría por la población y conduciría finalmente a la eliminación del elemento egoísta perjudicial.
Esta situación explica por qué en la Naturaleza solo se han descubierto unos pocos elementos genéticos egoístas. Estos deben no suponer una seria desventaja reproductiva para los individuos que los poseen, o de otro modo serán eliminados. La única forma en que podrían mantenerse en el genoma es si toda la población los poseyera, de manera que ninguno de sus miembros contara con una ventaja reproductora frente a los demás. Sin embargo, cualquier mutación que lo eliminara por azar en alguno de los individuos acabaría por eliminarlo también de la población en su conjunto.
La tecnología CRISPR ha venido a facilitar grandemente la posibilidad de generar elementos egoístas que pueden ser introducidos en poblaciones de organismos perjudiciales, como algunos insectos, con la intención de expandir en dichas poblaciones alguna característica que los haga menos dañinos, como por ejemplo hacerlos resistentes al parásito que causa la malaria. Aunque se ha estudiado la dinámica de expansión de estos elementos en las poblaciones genéticamente modificadas con ellos en condiciones de laboratorio, no se ha estudiado qué podría suceder en la Naturaleza, en donde la diversidad genética de las especies es muy superior a la diversidad genética de especies mantenidas en el laboratorio.
Investigadores de la Universidad de Indiana generan ahora un elemento egoísta mediante la tecnología CRISPR y lo insertan en el genoma del escarabajo de la harina Tribolium castaneum, una plaga mundial. Mediante un análisis evolutivo durante varias generaciones, los científicos estudian la dinámica de expansión de este elemento egoísta en varias poblaciones de este insecto que poseen diversidad genética. En el audio relatamos los que estos estudios han revelado.

Referencia:

Drury et al., CRISPR/Cas9 gene drives in genetically variable and nonrandomly mating wild populations Sci. Adv. 2017;3: e1601910.

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