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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.

Planetas sin estrella. Diversidad de cetáceos. Geoingeniería planetaria. Favoritismo innato.

Planetas sin estrellas, ballenas, cirros y expectativas de grupo - Ciencia Fresca podcast - CienciaEs.com

Muchos planetas sin estrella.

Tenemos la idea de que un planeta siempre gira alrededor de una estrella, sin embargo, la ciencia está demostrando que esa no es la única posibilidad. Según investigaciones, como la que hoy nos ocupa, existe un elevado número de cuerpos de tamaños planetarios que vagan por el espacio, sin estar ligados a ninguna estrella. Reciben muchos nombres: planetas solitarios, errantes, nómadas, planetas sin sol, etc.
Sabemos de la existencia de planetas extrasolares gracias a la perturbación que éstos generan en su estrella o en la luz que emite. Las dos formas más usuales de detección son: el método de tránsito, basado en la disminución de la luz de la estrella cuando el planeta pasa entre ella y nosotros; y el método de la velocidad radial que se apoya en el bamboleo de la estrella debido a su movimiento alrededor del centro de masas que la une al planeta. Ahora bien, si un planeta no está ligado a ninguna estrella ¿cómo podemos detectarlo?
Einstein viene entonces en nuestra ayuda. Cuando un planeta solitario se interpone entre nosotros y una estrella cualquiera, situada muy lejos de él y sin ningún tipo de ligazón gravitatoria entre ambos, el planeta curva los rayos de luz hacia nosotros y se produce un efecto de lente gravitatoria que aumenta momentáneamente su brillo. Lógicamente hablamos de un hecho fortuito y muy poco probable, pero posible cuando se observan millones de estrellas.
El fenómeno, conocido como microlente gravitacional, ha sido observado por un grupo de científicos polacos, gracias al Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE-IV). El instrumento de observación, situado en el Observatorio Las Campanas en Chile, permite escudriñar regiones muy pobladas de estrellas, como el bulbo central de la Vía Láctea o las Nubes de Magallanes, en busca de microlentes gravitacionales que permitan revelar la existencia de planetas solitarios.
Los resultados del último periodo de observación, desde 2010 hasta 2015, ha permitido detectar 2.617 eventos de microlentes que revelan la abundancia de estos cuerpos errantes en nuestra galaxia. La mayoría de los eventos han tenido una duración entre 1 y 2 días, lo que indica que el cuerpo causante debe tener una masa comparable a la de Júpiter o mayor. Sin embargo, también se han detectado eventos a menor escala, de medio día de duración, que puede indicar la presencia de planetas errantes de un tamaño semejante a la Tierra.
Según dicen los investigadores en el artículo, publicado en la revista Nature, estos resultados permiten hacer una estimación del número de planetas solitarios. Aquellos de masa comparable a Júpiter de existir en una cantidad aproximada a la mitad de las estrellas de la secuencia principal de la galaxia, una cantidad menor que la estimada en anteriores investigaciones. Sin embargo, la abundancia de planetas errantes del tamaño terrestre, podría ser 5 veces superior.

Referencia:
Przemek Mróz, Andrzej Udalski, et al. No large population of unbound or wide-orbit Jupiter-mass planets. doi:10.1038/nature23276. http://nature.com/articles/doi:10.1038/nature23276

¿Por qué son tan diversos los cetáceos?

Hace unos meses, investigadores estadounidenses publicaban un estudio en el que revelaban que el gigantismo de las ballenas con barbas (definido este cuando se alcanzan longitudes de más de 10 metros), surgió hace solo unos 4,5 millones de años. A partir de entonces, no solo aparecieron especies de ballenas de mayor tamaño, sino que las especies de menor tamaño desaparecieron. Claramente, una fuerza evolutiva forzó a las ballenas a crecer más y más.
Los científicos indican que este rápido crecimiento se debe a cambios drásticos en la disponibilidad de alimento en suspensión en los océanos, debidos a importantes cambios climáticos. Entre estos cambios, se encuentran las glaciaciones, que tuvieron el efecto de concentrar el fitoplancton y los pequeños animales que se alimentan de él en las regiones cálidas del planeta. Esto facilitó la alimentación de las ballenas e impulsó su crecimiento.
Sin embargo, para crecer rápido y alcanzar tamaños gigantescos hace falta algo más que disponibilidad de alimentos. Es cierto, sin esta última el crecimiento es imposible, pero por mucho alimento que haya no por eso las especies evolucionan hacia un mayor tamaño.
De hecho, no todos los cetáceos poseen tamaños gigantescos. Existen dos grupos principales de cetáceos: los misticetos, o ballenas con barbas, y los odontocetos, o ballenas con dientes. Los misticetos son las típicas ballenas o rorcuales de gran tamaño que se alimentan de pequeños animales en suspensión en el agua marina, los cuales engloban con sus enormes bocas y filtran mediante sus barbas.
Los odontocetos, en cambio, se caracterizan por capturar presas, sean estas meras sardinas o focas u otros animales marinos de mayor tamaño que los peces. A este último grupo pertenecen los delfines, las orcas y las belugas Estos animales han desarrollado complejos sistemas de ecolocación mediante la emisión de ultrasonidos, similares a los empleados por los murciélagos, de los cuales carecen los misticetos, que no los necesitan. ¿Cómo y por qué llegaron a separarse estos dos grupos de cetáceos, cuyo tipo de alimentación es tan diferente?
De acuerdo a los registros fósiles, se estima que la separación entre estos dos grupos de cetáceos sucedió hace unos 34 millones de años, es decir, bien antes de que las ballenas aumentaran tan desmesuradamente su tamaño, lo que solo sucedió hace unos 4,5 millones de años, como hemos mencionado arriba.
Ya hemos dicho que uno de los factores que favoreció el crecimiento de los misticetos, que sucedió a la mayor velocidad de las registradas a lo largo de la historia evolutiva de la Tierra, pudo ser la disponibilidad de alimento en suspensión. Sin embargo, esto no lo puede explicar todo, porque otro factor para aumentar el tamaño cuando hay alimento en abundancia es sentir el deseo de comérselo. En otras palabras, es necesario sentir el hambre suficiente para comer y comer y así crecer y crecer.
El hambre y la saciedad se encuentran bajo el control de complejas redes de genes que conectan los tejidos encargados de almacenar las reservas energéticas, como el tejido adiposo, y el sistema digestivo con el cerebro, y estimulan o frenan la captura de alimento. Además, otros sistemas genéticos controlan igualmente la talla corporal, los cuales aún siguen siendo estudiados.
Ahora, investigadores chinos y estadounidenses, dirigidos por el Dr. Roger Cone, de la Universidad de Michigan, investigan en diferentes especies de misticetos y odontocetos uno de los sistemas más importantes para el control del apetito: el sistema de la melanocortina. Encuentran que misticetos y odontocetos difieren en una simple letra en el gen del receptor 4 para esta sustancia. Esta simple letra ha podido ser la responsable de la diferencia de comportamiento alimenticio entre los dos grupos de cetáceos. En el audio explicamos cómo una simple mutación en una sola letra de un único gen puede ejercer un efecto tan gigantesco en la evolución de los cetáceos.

Referencia: Liyuan Zhao, Xiaofan Zhou, Antonis Rokas & Roger D. Cone. (2017) Functional variants of the melanocortin-4 receptor associated with the Odontoceti and Mysticeti suborders of cetaceans. Scientific Reports | 7: 5684 | https://www.nature.com/articles/s41598-017-05962-1

Geoingeniería para enfriar el planeta.

El Cambio Climático que estamos experimentando tiene como causa principal el aumento de las emisiones de CO2 liberadas por las actividades humanas. Dado que la solución obvia, es decir, la reducción de las emisiones, no es fácil, muchos científicos estudian posibilidades que, si bien no resuelven el problema, podrían retrasarlo con el objeto de ganar tiempo para que podamos ponernos de acuerdo en afrontar el problema desde una perspectiva global.
Dos artículos publicados en Science estudian los pros y contras de intervenir en la capa nubosa para reducir los efectos del aumento de la temperatura media del planeta.
El primero, firmado por Ulrike Lohmann y Blaž Gasparini de ETH en Zurich, Suiza, propone manipular cierto tipo de nubes llamadas cirros. Los cirros son nubes veladas que se crean de a gran altura, entre 10 y 12 km. Su escasa densidad deja pasar la luz del Sol, pero impide la salida de las radiaciones de onda larga favoreciendo de esa manera el efecto invernadero.
Los cirros están formados por pequeños cristales de hielo que crecen por nucleación. Los núcleos o semillas que favorecen la formación de los cristales pueden ser de dos tipos: moléculas de compuestos de azufre fundamentalmente, como el ácido sulfúrico, o partículas de mayor tamaño, preferentemente pequeños granos de polvo procedente de los desiertos.
La propuesta consiste en liberar partículas de polvo o ciertas sustancias, como el ioduro de bismuto, que tienen gran afinidad por el vapor de agua y forman grandes cristales de hielo, a una altitud menor de la habitual en los cirros. La siembra tiene dos ventajas, por un lado al formarse los cirros más abajo, reflejarían al espacio la parte de la radiación de onda larga generada encima de ellos. Por otro lado, las semillas atraerían la humedad y formarían cristales más grandes, estos descenderían haciendo disminuir la cantidad de vapor de agua disponible e impediría la formación de cirros a mayor altura. Por supuesto, la propuesta no es simple, ni está libre de inconvenientes ya que la siembra solo puede hacerse en condiciones atmosféricas adecuadas y la siembra no puede rebasar unos límites, porque podría empeorar el problema. El segundo artículo estudia los pros y los contras de la siembra de nubes más densas mediante la liberación de grandes cantidades de azufre en la estratosfera. El efecto buscado es el que se produce de forma natural tras las grandes erupciones volcánicas. Un buen ejemplo fue la erupción del Pinatubo que, en 1991, liberó tal cantidad de cenizas y compuestos de azufre que aumentó la cobertura nubosa sobre el planeta impidiendo que una parte de la radiación solar alcanzase la superficie terrestre. Se ha calculado que la temperatura media del planeta descendió 0,5 ºC durante los meses posteriores a la erupción.
La liberación masiva de azufre en la atmósfera por métodos artificiales, como aviones y globos sonda, podría emular el efecto de las grandes erupciones volcánicas pero, según defienden Ulrike Niemeier y Simone Tilmes en su artículo, el sistema es complejo, requiere enormes medios durante decenas de años, es caro y los efectos secundarios pueden ser contraproducentes. Aunque el efecto positivo podría ser la bajada de temperatura media del planeta, su duración en el tiempo es limitada y solo se conseguiría retrasar los efectos del cambio climático, un retraso iría seguido de una recuperación si no se acompaña de una disminución de la emisión de gases de efecto invernadero. Entre los efectos negativos podría estar la desestabilización del ciclo hidrológico, lo que afectaría la disponibilidad de agua y reduciría la precipitación debida a los monzones. Los autores advierten que el grado de inyección necesario para un determinado nivel de enfriamiento es incierto porque varía mucho según los modelos de cálculo que se utilicen.

Referencias:

“A cirrus cloud climate dial?” by U. Lohmann; B. Gasparini at ETH Zurich in Zurich, Switzerland. http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aan3325

“Sulfur injections for a cooler planet,” by U. Niemeier at Max Planck Institute for Meteorology in Hamburg, Germany; S. Tilmes at National Center for Atmospheric Research in Boulder, CO. http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aan3317

Expectativas grupales innatas

El ser humano es un animal tribal. Todos pertenecemos a varias tribus, algunas embebidas unas en otras. El pueblo, la comarca, la provincia, la región, el país, el partido político, el equipo de fútbol… son tribus, que hemos listado en orden creciente de importancia aproximado, a las que podemos sentir que pertenecemos.
Todo el mundo estará de acuerdo, da igual las tribus a las que pertenezca, en que una vez nos sentimos integrados en una tribu, solemos favorecer a quienes consideramos miembros de la misma frente a otros. Investigaciones recientes han mostrado que esta tendencia necesita muy poco para manifestarse. El favoritismo irracional se ha observado incluso cuando se asigna arbitrariamente a unos individuos a un grupo y otros a otro basándose en criterios absurdos y arbitrarios, como, por ejemplo, quién tiene más pecas en el lado derecho de la cara. Resulta cómico, pero es cierto y, en realidad, trágico en los tiempos que corren.
La investigación también ha revelado que, por ejemplo, adultos y niños de 4 años o más muestran una preferencia por los miembros de su grupo, evalúan a los miembros de su grupo de manera más positiva, favorecen a los miembros de su grupo en el reparto de recursos y están más dispuestos a ayudar a los miembros de su grupo que necesitan asistencia.
¿Por qué la mera clasificación en un grupo basado en mínimos criterios es suficiente para inducir favoritismo con los miembros de ese grupo?
Se han considerado al menos cuatro diferentes hipótesis para explicar estos hechos. Una de ellas sugiere que el favoritismo en una manera de salvaguardar la autoestima. Esta hipótesis se resume en tres palabras: “somos los mejores”. Es bueno sentirse uno de los mejores con los demás de mi grupo.
Otra hipótesis mantiene que el favoritismo intragrupal es una norma adquirida y aprendida por los miembros del grupo. Esta hipótesis contempla que los niños aprenden pronto que los miembros de un mismo grupo se tratan bien entre sí y se favorecen para conseguir el máximo beneficio para el grupo en su conjunto. Este aprendizaje sería parte del proceso cognitivo de la socialización.
Una tercera hipótesis, el favoritismo intragrupal es una adaptación derivada del proceso evolutivo sufrido por nuestra especie. Este favoritismo sería una estrategia que se ha favorecido a lo largo de la evolución para asegurar el mayor beneficio personal por pertenecer a un grupo. Es resultado de un “toma y daca” de favores en las transacciones sociales entre los miembros de un grupo dado. El tratamiento preferencial a los miembros del grupo serviría para mantener un capital social con los miembros de ese grupo que revertiría a su debido tiempo en un beneficio para el miembro que ha favorecido a otros y que disminuiría el riesgo de exclusión del grupo.
Aún una cuarta hipótesis mantiene que el favoritismo es resultado de un proceso de moralización social, es decir, que está bien ayudar a los miembros del mismo grupo porque se tiene la obligación moral de ayudarlos frente a otros individuos que no pertenecen al grupo. Esta hipótesis, de ser cierta, dado lo conocido del desarrollo de las aptitudes morales en la infancia, predeciría que los niños muy pequeños ya esperarían de manera no aprendida que se produjeran comportamientos de favoritismo en el grupo. Sería algo así como que los seres humanos, al igual que nacemos con ciertas expectativas sobre el mundo físico, también nacemos con ciertas expectativas sobre el mundo social.
¿Cuál de estas hipótesis se acerca más a la realidad? Damos los detalles en el programa.

Referencia:
Kyong-sun Jina and Renée Baillargeon (2017). Infants possess an abstract expectation of ingroup support. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1706286114


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