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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.

Metales en la Luna. Tres misiones a Marte. Generación de células ciliadas del oído. Microplásticos en la ensalada

Metales en la Luna - Misiones a Marte - Ciencia Fresca podcast - Cienciaes.com

La luna es más rica en metales de lo que se creía.

La búsqueda de agua en la superficie de la Luna puede ser importante a la hora de decidir dónde establecer una base lunar. Esta búsqueda puede hacerse mediante radar, ya que la presencia de agua modifica de manera particular las propiedades de las ondas de radar que rebotan desde la superficie de la Luna. Esta modificación depende de la permisividad eléctrica de los materiales.
La misión Lunar Reconnaissance Orbiter lleva explorando la Luna por más de 11 años. Se trata de una sonda espacial que orbita la Luna de polo a polo, es decir, con un ángulo de 90º con respecto al ecuador de la Luna: La Lunar Reconnaissance Orbiter ha permitido elaborar un mapa de más del 98% de la superficie lunar con una resolución de 100m.
La sonda lleva a bordo varios instrumentos. Varios de ellos están diseñados con la intención de detectar depósitos de hielo en zonas sombrías de la Luna o incluso bajo su superficie. Uno de estos instrumentos es el Mini-RF, que es un radar miniaturizado que utiliza dos bandas de radiofrecuencias, una de una longitud de onda de 12,6 cm y otra de 4,2 cm.
El trasmisor del mini-RF falló en 2011, tras conseguir los principales objetivos de búsqueda de agua en la Luna, que no dieron los resultados esperados. El receptor del Mini-RF sigue funcionando, por lo que es posible enviar ondas de radar desde la Tierra y que su eco sea recibido por el mini-RF. Este envía después los datos a nuestro planeta.
Además de la búsqueda de agua basada en las propiedades eléctricas de esta, el mini-RF puede ser utilizado para hacer otros estudios, también basados en la determinación de las propiedades de permisividad eléctrica de los materiales. Esta depende en parte de la proporción de metales, conductores de la electricidad.
Existen datos contradictorios sobre la abundancia de metales en la Luna. Determinar esta abundancia y su distribución es importante para averiguar los detalles aún oscuros de la colisión entre los dos protoplanetas que originó a la Tierra y a la Luna tal y como las conocemos.
La contradicción proviene del hecho de que, si se analiza la composición de metales de distintas zonas de la Luna, esta varía. La cantidad de metales presentes en las zonas más brillantes de la Luna, las llamadas tierras altas, es menor que la encontrada en la superficie de la Tierra.
Esto es compatible con que la colisión sucediera en un momento en el que el protoplaneta mayor, que daría origen a la Tierra, ya se había formado y separado en corteza, manto y núcleo. Al expulsar la colisión al espacio material del manto terrestre, menos rico en metales que las partes más profundas de la Tierra, esto causaría que la Luna, originada por la aglomeración de ese material, fuera más pobre en metales que la Tierra.
Sin embargo, cuando se analiza la composición de los mares lunares, que son las planicies más oscuras, estas muestran una riqueza en metales superior incluso a la de la corteza terrestre. Esto deja abierta la cuestión de si la Tierra primitiva estaba o no ya bien formada en el momento del impacto.
Utilizando el Mini-RF del Lunar Reconnaissance Orbiter, el equipo responsable del mismo, que trabaja en el Universidad John Hopkins, en Maryland, analiza las propiedades de permisividad eléctrica del llamado regolito, el polvo lunar que cubre la superficie de nuestro satélite. Este análisis se lleva a cabo con el regolito del fondo de cráteres de diversa talla.
Los resultados indican que, dependiendo de la talla del cráter, la permisividad eléctrica del regolito que cubre su fondo varía. Esta es menor en el regolito de los cráteres más grandes, lo que indica una mayor abundancia de metales en estos que en los cráteres más pequeños. En el audio damos explicaciones más detalladas sobre el significado de estos nuevos datos para el origen de nuestro satélite.

Referencia:
E.Heggya,b,∗, E.M.Palmera, T.W.Thompsonb, B.J.Thomsonc, G.W.Pattersond (2020). Bulk composition of regolith fines on lunar crater floors: Initial investigation by LRO/Mini-RF. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2020.116274

Tres misiones a Marte para olvidar el coronavirus.

Un artículo, publicado en Nature, habla de tres misiones que van a despegar rumbo a Marte durante este verano. Estados Unidos enviará a Perseverance, un rover de seis ruedas que extraerá muestras del suelo marciano y las almacenará allí a la espera de que una futura misión las recoja y las traiga a la Tierra. China lanzará Tianwen-1 , una misión que consta de un orbitador, un módulo de descenso y un rover. Y los Emiratos Árabes Unidos celebrarán sus 50 años de existencia como país con el lanzamiento de la misión Hope (Esperanza) destinada a orbitar Marte y recoger datos sobre su atmósfera y clima, esta será, además, la primera misión de un país árabe. Perseverance (USA).
La NASA enviará a Marte la misión Perseverance que tiene como objetivo colocar un rover de seis ruedas y tres metros de largo en la superficie de Marte. El lugar elegido para el descenso es el cráter Jezero de 45 kilómetros de ancho, situado al norte del ecuador marciano, un lugar muy especial para la búsqueda de vida pasada en el planeta porque allí existió en tiempos remotos un lago y el delta de un río.
Los cuatro rovers anteriores de la NASA en Marte, Sojourner, Spirit, Oportunity y Curiosity eran, básicamente, vehículos de exploración. Perseverance, en cambio, tendrá un objetivo distinto. El rover va equipado con un conjunto variado de instrumentos destinados a la búsqueda y estudio de rocas que puedan ser de interés para obtener información sobre la vida pasada en el planeta. Cuando detecte una roca que los científicos desde la Tierra consideren de interés, este “robot geólogo”, como lo han bautizado sus creadores, extenderá su brazo robótico de 2,1 metros de largo y perforará la muestra para obtener un pedazo cilíndrico 60 milímetros de largo y 13 milímetros de ancho. Estas muestras, convenientemente almacenadas y selladas por el robot, serán almacenadas sobre la superficie marciana. Posteriormente, una segunda misión de ida y vuelta a Marte, que la NASA planea desarrollar junto a la ESA y podría ser lanzada en 2026, llegara hasta Marte y recogiera las muestras para traerlas a la Tierra en 2031.
Perseverance va equipada con un sistema de cámaras para producir imágenes en 3D, un experimento para producir oxígeno a partir del dióxido de carbono marciano, espectrómetros de rayos X y ultravioleta para analizar en detalle la mineralogía, micrófonos para escuchar los sonidos marcianos y un pequeño helicóptero alimentado por energía solar.
Si el lanzamiento tiene lugar con éxito se espera que Perseverance se pose sobre la superficie marciana en febrero de 2021.
Tianwen-1 (China)
El gobierno chino enviará por segunda vez una misión a Marte con la que espera demostrar su capacidad para llevar a cabo exploración interplanetaria. Un intento anterior, en 2011, terminó con la desaparición de las sondas. Pero después de esa pérdida, China ha acumulado una serie de victorias en el espacio. En 2013, se convirtió en el tercer país en aterrizar una nave espacial en la Luna y en 2019 un módulo de aterrizaje descendió con éxito sobre la cara oculta de la Luna. En mayo, China puso a prueba con éxito una nave espacial que transportará a la tripulación a la nueva estación espacial del país, que se espera que esté terminada en 2022.
Tianwen-1, cuyo nombre significa “búsqueda de la verdad celestial”, consta de un orbitador, un módulo de aterrizaje y un vehículo explorador con 13 instrumentos científicos. Entre ellos, el orbitador lleva un radar subterráneo capaz de estudiar las estructuras geológicas y buscar depósitos de agua y hielo hasta una profundidad de 100 metros bajo la superficie. También llevará cámaras de media y alta resolución, espectrómetros para estudiar la composición del suelo y las rocas y equipos para estudiar la atmósfera, el campo magnético y gravitatorio de Marte.
Hope (Emiratos Árabes Unidos) Hope (esperanza) es la primera aventura interplanetaria de una nación árabe con la que los Emiratos Árabes Unidos piensan celebrar el medio siglo de existencia como nación independiente. La misión pretende poner a la nave en órbita elíptica a entre 22.000 y 44.000 km de la superficie. Desde esa distancia, Hope estudiará las nubes y las tormentas de polvo marcianas con una cámara de luz visible y con un espectrómetro infrarrojo en la atmósfera inferior. También lleva un espectrómetro ultravioleta para estudiar los gases en la atmósfera superior.
Si todo sale bien, la misión durará dos años y hará un seguimiento de las variaciones climáticas diarias y estacionales del Planeta Rojo. Además estudiará cómo el hidrógeno y el oxígeno de la atmósfera escapen al espacio.
Referencias:
Alexandra Witze, Smriti Mallapaty & . “Countdown to Mars: three daring missions take aim at the red planet”:https://www.nature.com/articles/d41586-020-01861-0 Nature 583, 184-188 (2020)

Generación de células ciliadas del oído por manipulación genética de células adultas

La pérdida parcial del sentido del oído es el déficit sensorial más común en el mundo. Según la OMS, más de 466 millones de personas están afectadas en la actualidad. La causa mas común del deterioro auditivo es la muerte de células ciliadas.
Estas células poseen cilios en su superficie que son los encargados de recibir las vibraciones sonoras que alcanzan la cóclea en el oído interno. Las células ciliadas se reúnen en el llamado órgano de Corti.
Las células ciliadas funcionan como mecanorreceptores. Están sumergidas en un líquido que recibe las vibraciones sonoras captadas por el tímpano. Estas vibraciones son traducidas a señales nerviosas y enviadas al cerebro a través del nervio auditivo para su procesamiento.
Las células ciliadas se van muriendo a medida que envejecemos. Además, pueden sufrir daños debidos a ruidos intensos o a tratamientos farmacológicos, como, por ejemplo, algunos de los empleados para tratar el cáncer, o algunos antibióticos. Las células ciliadas muertas no pueden ser sustituidas por otras nuevas, por lo que una vez estas van muriendo la pérdida auditiva progresa de manera irreversible.
La investigación sobre las células ciliadas se ha llevado a cabo utilizando sobre todo ratas y ratones de laboratorio. Sin embargo, esta investigación es particularmente difícil debido al escaso número de células ciliares en el oído y a su localización en el oído interno que es de muy difícil acceso.
Por esta razón, los científicos han buscado maneras de cultivar a las células ciliadas en el laboratorio, para facilitar así la investigación sobre ellas y avanzar en la comprensión de cómo funcionan y de los factores que las afectan.
Una alternativa al aislamiento y cultivo en el laboratorio de las células ciliadas sería su generación a partir de otras células de más fácil acceso, como, por ejemplo, los llamados fibroblastos de la piel.
Desde hace ya casi dos décadas es conocido que las células adultas pueden reprogramarse a células madre. Una vez conseguida esta reprogramación, las células madre pueden ser inducidas a convertirse en cualquier otro tipo de célula adulta, igual o diferente del original.
La reprogramación de las células se consigue modificando el conjunto de genes que tienen funcionando. Las células de un mismo organismo se diferencian unas de otras solo por esta característica.
Investigadores de la Universidad del Sur de California averiguan una manera de conseguir poner en funcionamiento en los fibroblastos de la piel los genes adecuados para que estas células se transformen en células ciliadas. Este avance promete acelerar la investigación para encontrar nuevas formas de prevenir la pérdida auditiva, así como potenciales estrategias para recuperar la audición perdida. En el audio damos más detalles sobre este descubrimiento.
Referencia: Louise Menendez et al. (2020). Generation of inner ear hair cells by direct lineage conversion of primary somatic cells. DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.55249

Microplásticos en su ensalada.

Aproximadamente 330 millones de toneladas de plástico se produjeron en todo el mundo en 2015, y esta cifra ha seguido aumentando cada año desde entonces. La mayoría de ese material acaba en el medio ambiente contaminando el medio marino y terrestre en lo que se está convirtiendo en uno de los cambios antropogénicos más extendidos y duraderos en la biosfera de nuestro planeta.
Algunos de esos materiales plásticos son fabricados en piezas pequeñas de un tamaño microscópico que se utilizan generalmente como limpiadores faciales, cosméticos o en medicina. Los tejidos sintéticos de poliamida, nailon o poliéster liberan microfibras que son arrastradas por las aguas en cada lavado. Las botellas, bolsas y materiales plásticos que se utilizan en multitud de usos industriales, cuando son liberados al medio ambiente, sufren una degradación paulatina que los fracciona en pedazos cada vez más pequeños. Así es cómo, sumando todo, el ambiente se va cargando de partículas de un tamaño inferior a medio milímetro que denominamos microplásticos.
Los estudios realizados hasta la fecha han descubierto que los microplásticos están causando una contaminación creciente, aunque se han centrado casi exclusivamente en los sistemas acuáticos, especialmente en los océanos. Sin embargo, el medio ambiente terrestre es un receptor aún más grande de plásticos de todos los tamaños, debido a la gran cantidad de desechos derivados de lodos de las depuradoras, fertilizantes orgánicos, envolventes y acolchados plásticos, riego con aguas residuales y deposición de partículas atmosféricas.
Se estima que anualmente se añaden entre 110,000 y 730,000 toneladas de microplásticos a las tierras de cultivo en Europa y América del Norte, solamente. Esas cifras son superiores a las liberadas en las aguas superficiales oceánicas, que se estima entre las 93,000 y 236,000 toneladas.
Ahora, un estudio publicado en Nature por Lianzhen Li y sus colegas de la Academia China de las Ciencias en Qingdao, revela que los microplásticos penetran en el interior de las plantas de cultivo y se acumulan en las hojas, especialmente cuando las aguas de riego proceden de la depuración de aguas residuales. Los investigadores descubrieron que la acumulación de micropartículas de plástico se produce especialmente en dos plantas de cultivo: el trigo y la lechuga.
Estos datos son especialmente preocupantes, especialmente en el caso de la lechuga cultivada en sistemas hidropónicos de invernadero que contienen microplásticos en el agua de riego y en las soluciones fertilizantes. En la Unión Europea el consumo diario de lechuga es de 22,5 g de lechuga por persona y día, lo que representa alrededor del 6,5% de la ingesta alimentaria total de verduras.
Los resultados destacan que los microplásticos entran por las aberturas y grietas que producen en las raíces como consecuencia del envejecimiento o por las heridas que causan los herbívoros subterráneos. Por lo tanto, existe un riesgo potencial de absorción de microplásticos a través del consumo de tubérculos como zanahorias, rábanos y nabos.
Estos hallazgos justifican la consideración urgente de nuevas estrategias de gestión para controlar la liberación de productos de desechos de MP en ambientes terrestres en las discusiones sobre la contaminación plástica global.
Referencias:
Lianzhen Li et al,. Effective uptake of submicrometre plastics by crop plants via a crack-entry mode DOI: https://doi.org/10.1038/s41893-020-0567-9 Nature Sustainability.


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