Reacciones nucleares en los rayos de tormenta.

Fenómenos naturales tan corrientes como las tormentas guardan aún muchas sorpresas para la Ciencia. Un grupo de científicos japoneses acaba publicar en la revista Nature que en los rayos de tormenta se generan reacciones nucleares.
Hasta ahora sabíamos que las nubes se forman cuando el aire cálido y húmedo se eleva y se condensa en capas más altas y frías de la atmósfera. En ese proceso de formación, las gotas de agua y cristales de hielo sufren fricciones que arrancan electrones, como sucede al arrastrar los pies sobre una alfombra. Así, las cargas se acumulan en ciertas zonas de la nube y generan una contrapartida de signo opuesto en la superficie terrestre y en otras regiones nubosas.
En las regiones cargadas de la nube, las cargas eléctricas (electrones), atraídas por las cargas de signo contrario sobre la superficie terrestre, comienzan a abrirse camino trabajosamente hacia abajo, creando un camino que se acerca poco a poco a la tierra. En la superficie, especialmente desde las zonas elevadas y puntiagudas, las cargas de signo contrario se acumulan y se genera otra procesión de partículas cargadas positivamente que comienzan a subir hacia la nube.
Cuando ambos caminos se encuentran, las cargas pasan en tromba y se produce el rayo. Entonces tiene lugar una descarga que eleva la temperatura del camino hasta los 30.000ºC, el aire se expande bruscamente y genera un chasquido sónico que nos llega en forma de trueno.
Esa energía es tan elevada que se generan, junto a las emisiones luminosas y sonoras, flashes de rayos gamma, una radiación extremadamente energética que se produce en los grandes eventos cósmicos, como la fusión de agujeros negros o estrellas de neutrones, entre otros.
Ya en 1925 se había propuesto esa hipótesis pero nunca se llegó a comprobar experimentalmente. Ahora el investigador de Teruaki Enoto, de la universidad de Kyoto, en Japón, y su equipo han logrado captar las señales de esas reacciones nucleares. Enoto y sus colegas utilizaron 4 detectores de radiación en una zona del mar de Japón famosa por sus tormentas.
El 6 de febrero de 2017, detectaron un flash de rayos gamma que duró menos de un milisegundo. La radiación procedía de rayos que cayeron a distancias de 0.5 y 1.7 km de los detectores. Entre 20 y 60 milisegundos después llegó la emisión de radiación gamma de una energía de 0,511 MeV que duró aproximadamente un minuto. Coherente con un proceso de aniquilación de positrones y electrones.
¿Qué había sucedido? Según publican los investigadores, los rayos gamma de alta energía generados por el rayo arrancaron neutrones de los núcleos de Nitrógeno-14 y Oxígeno-16. Como consecuencia se crearon, junto a los neutrones, isótopos de nitrógeno-13 y Oxígeno-15 que son radiactivos. El Nitrógeno-13 se desintegra en Carbono 13, que es estable, y libera un positrón, que es la antipartícula del electrón. Los positrones liberados no tardan en encontrarse con un electrón y ambos, materia y antimateria, se aniquilan liberando rayos gamma de una energía de 0,511 Mev, que fueron captados por los detectores.
Por otro lado, los el 96% de los neutrones liberados son absorbidos por los núcleos de nitrógeno-14, los más abundantes de la atmósfera, formando nitrógeno-15. Éste último es también radiactivo y se desintegra en carbono-14 más un protón.
Se da la circunstancia de que el Carbono-14 es muy utilizado en arqueología para datar restos biológicos de hasta 60.000 años de edad. Hasta ahora se suponía que el C14 existente en el aire se forma por la interacción entre los rayos cósmicos y la alta atmósfera. Esa interacción mantiene más o menos constante la cantidad de este isótopo del carbono. Cuando las plantas incorporan el C14 a sus tejidos y éstas son comidas por los animales, el C14 pasa a los huesos, donde se va almacenado durante la vida del animal. Después de la muerte, los huesos no almacenan más C-14 y, como es radiactivo, la cantidad acumulada va disminuyendo a un ritmo tal que cada 5730 años el número de átomos de C14 se reduce a la mitad. Para saber la edad de un hueso basta con medir cuánto C14 queda y aplicar una sencilla fórmula.
Este método es muy bueno siempre que no existan fuentes de C14 adicionales. Pero, como acaban de demostrar, esas fuentes existen y si el hueso que se pretende datar perteneció a un animal que vivió en una región con tormentas abundantes, probablemente su datación sea errónea.

Referencia:
Enoto et al. Photonuclear reactions triggered by lightning discharge. 23 Nov 2017. vol 551. Nature. doi:10.1038/nature24630 https://www.nature.com/articles/nature24630

Especiación relámpago en una isla de las Islas Galápagos.

El proceso de la especiación ha sido uno de los más controvertidos de la ciencia y de hecho la dificultad para explicarlo ha sido empleada como argumento en contra de la teoría de la Evolución que, como sabemos, fue postulada por Charles Darwin en 1859 en su obra titulada, precisamente: “El origen de las especies”.
De hecho, Darwin estaba sorprendido por la agrupación de organismos en especies y se preguntaba por qué, si las especies derivan de otras especies por gradaciones finas, no se observan innumerables formas de transición entre unos organismos y otros. ¿Por qué no están todos los organismos de la Naturaleza en un continuo en lugar de estar separados en especies claramente definidas? A este problema se añade otro: el de la rareza de variedades transitorias en el tiempo. Darwin era consciente de que, según su teoría de la selección natural, “deben haber existido innumerables formas de transición”, y se preguntó “¿por qué no las encontramos incrustadas en grandes cantidades en la corteza terrestre”? El hecho de que especies claramente definidas existan tanto en el espacio como en el tiempo implica que alguna característica fundamental de la selección natural opera para generar y mantener a especies definidas.
Cuando se inició la investigación moderna sobre la especiación, en los años 40 del siglo pasado, los investigadores suponían que prácticamente el único mecanismo importante que podría explicar la aparición de nuevas especies era un proceso de deriva genética entre dos poblaciones de la misma especie original que, por alguna razón, resultaban reproductivamente separadas. A lo largo del tiempo, cada una de estas poblaciones se adaptaba a las condiciones particulares de su entorno y se separaba genéticamente de la otra hasta llegar a un punto en el que la reproducción entre individuos pertenecientes a una y a otra ya no era posible. En ese punto se podía hablar de dos especies diferentes.
Sin embargo, otro posible mecanismo de especiación podía ser la generación de híbridos entre dos especies relacionadas, antes de que la reproducción entre ellas resultara imposible. Los organismos híbridos resultantes podrían dar lugar a una nueva especie. Sin embargo, este mecanismo de especiación, llamado especiación homoploide (así denominado porque ambas especies progenitoras poseen el mismo número de cromosomas) se enfrenta al problema de que los híbridos de la primera generación se podrían reproducir tanto con individuos de una como de la otra especie que los originó, es decir, los hijos híbridos podrían reproducirse con individuos no híbridos de ambas especies, lo que impediría el mantenimiento en el tiempo de la potencial nueva especie.
No obstante, siempre hay excepciones a potenciales reglas. Investigadores de las Universidades de Upsala, de Texas y de Princeton describen en la revista Science que un rápido suceso de especiación ha ocurrido en una de las islas Galápagos, el cual ha conducido a la generación de una nueva especie de pájaro pinzón en solo tres generaciones. En el programa explicamos las extraordinarias condiciones en las que este rapidísimo proceso de especiación se ha producido, así como las condiciones que hacen posible el mantenimiento de esta nueva especie en el tiempo, a lo largo de sucesivas generaciones.

Referencia (2): S. Lamichhaney et al., (2017). Rapid hybrid speciation in Darwin’s finches. Science, 10.1126/science.aao4593. http://science.sciencemag.org/content/early/2017/11/20/science.aao4593

Un espejo segmentado en el ojo de la vieira.

Imagínense un animal que tiene alrededor de 200 ojos y, por si esto fuera poco, cada uno de esos ojos contiene en su interior un espejo cuya estructura supera en complejidad a los más grandes telescopios. El animal en cuestión es la vieira (pecten maximus), un bivalvo de la familia de las ostras y las almejas, cuya concha es, además, famosa por ser el símbolo de los peregrinos del Camino de Santiago.
La mayoría de los animales tienen, nosotros también, lentes que enfocan la luz sobre la retina, una capa de tejido sensible a la luz que recubre la parte interna del ojo. La vieira en cambio, han adoptado otra solución, además de lente tiene espejos en el fondo del ojo.
Aunque el descubrimiento de la estructura del espejo en el fondo del ojo de la vieira se hizo en 1960, es ahora cuando Benjamin Palmer y sus colegas del Instituto Weitzmann de Israel han logrado desentrañar la compleja organización del ojo de estos animales.
Cada ojo de la vieira tiene apenas un milímetro de diámetro y está compuesto por una córnea que lo separa del exterior, una lente de refracción débil, una retina de doble capa en la que se sitúan los fotorreceptores sensibles a la luz y un espejo segmentado que recubre todo el fondo del ojo.
En lugar de contener una única superficie reflectora, el espejo está compuesto por un enorme número de piezas cuadradas de dimensiones nanométricas unidas unas a otras mediante una sustancia citoplasmática que les permite comportarse como una superficie única. El conjunto forma una estructura cóncava que recibe la luz del exterior y la concentra en una de las capas de la retina. Bajo esta capa reflectora se sitúan varias capas de estos cristales, que dan consistencia al conjunto. Los cristales son de guanina, uno de los cuatro aminoácidos que forman el código del ADN.
Referencia:
“The image-forming mirror in the eye of the scallop,” by B.A. Palmer; V. Brumfeld; D. Gur; M. Shemesh; N. Elad; A. Osherov; D. Oron; S. Weiner; L. Addadi at Weizmann Institute of Science in Rehovot, Israel; G.J. Taylor at Lund University in Lund, Sweden. Science. 1 dec 2017, Vol 358 Issue 6367.

Cómo y por qué los hombres interpretan señales de deseo y consentimiento sexual en las mujeres

De acuerdo con algunas investigaciones, así como de acuerdo con la percepción social, el abuso sexual de las mujeres por algunos hombres es un problema creciente. Este abuso es de particular importancia en entornos universitarios, en los que la disminución de la vigilancia paterna, la repentina independencia, el consumo de alcohol, y la presión de los compañeros puede inducir a algunos a cometer delitos de índole sexual. De hecho, se estima que un 23% de las mujeres en edad universitaria ha sufrido algún contacto sexual no consentido, una cifra que es muy elevada.
Investigadores de las Universidades de Chicago y de Binghamton, en New York, EE.UU., estudian los factores situacionales y personales que podrían predecir la probabilidad de que un hombre se comporte de forma sexualmente abusiva frente a una mujer. Los investigadores estudian cómo jóvenes estudiantes universitarios interpretan y perciben el deseo sexual y consentimiento de las mujeres en escenarios hipotéticos que son mostrados a 145 participantes.
Del análisis de los datos obtenidos, los investigadores extraen una serie de inquietantes conclusiones. En primer lugar, la mayoría de los hombres confundieron el deseo sexual mostrado por una mujer con el consentimiento para mantener relaciones. Esta confusión era más o menos probable de acuerdo con la forma en que la mujer comunicaba su rechazo o su consentimiento, por ejemplo, comunicación verbal activa versus comunicación pasiva.
El estudio revela también la existencia de un efecto de precedencia. Este efecto ocurre cuando algunos hombres suponen que, porque ya mantuvieron relaciones sexuales con alguien en el pasado, esto les da permiso para mantenerlas también en el futuro. Esto sucede en algunos casos incluso cuando la mujer claramente y de forma verbal manifiesta al hombre su rechazo.
Estas investigaciones indican que la forma en que las mujeres comunican sus deseos o falta de ellos a los hombres es importante a la hora de que estos tomen una decisión u otra respecto de sus avances sexuales y de su comportamiento sexual. En el audio damos más detalles de este interesante estudio.

Referencia:
Ashton M. Lofgreen et al. (2017). Situational and Dispositional Determinants of College Men’s Perception of Women’s Sexual Desire and Consent to Sex: A Factorial Vignette Analysis. Journal of Interpersonal Violence 1–34. http://journals.sagepub.com/doi/10.1177/0886260517738777