Por un mundo con tazas del inodoro más limpias o cómo conseguir que las heces resbalen sea cual sea su consistencia

Cada día, los desechos intestinales y urinarios de la Humanidad obligan a emplear alrededor de 141.000 millones de litros de agua para deshacerse de ellos, lo que es equivalente a seis veces el consumo diario de toda la población de África. La acción cotidiana de tirar de la cadena (se sigue llamando así por razones históricas a pesar de que ahora los depósitos del agua de los inodoros no se accionan tirando de una cadena, sino apretando un botón) es repetida varias veces por miles de millones de personas. Cada vez que se acciona el botón, se consumen alrededor de seis litros de agua que podrían ser empleados para otros usos. Al cabo del año, el agua empleada para tirar de las cadenas de todos los inodoros del mundo supera con creces la capacidad de almacenamiento de agua de los embalses españoles.
Imaginemos que pudiera ahorrarse gran parte de esa agua sin que por ello los inodoros estuvieran más sucios ni fueran menos higiénicos de lo que son. Una posibilidad para lograrlo es que la superficie de la taza del inodoro sea más resbaladiza frente a las heces, de modo que estas puedan ser arrastradas y limpiadas eficazmente con menos agua.
A pesar de que la superficie de las tazas de los inodoros está vitrificada y no es porosa, todavía mantiene una relativa capacidad adhesiva para las heces. Esto obliga a usar escobillas para eliminar la suciedad adherida y a tener frecuentemente que accionar el botón de descarga del agua más de una vez.
Investigadores del laboratorio Wong para la Ingeniería Inspirada en la Naturaleza, de la Universidad Penn State, en Pensylvania, USA, han desarrollado un recubrimiento para las tazas de los inodoros inspirado en la estructura molecular de superficies naturales que repelen altamente el agua. El recubrimiento podría aplicarse sobre los inodoros ya instalados, lo que ayudaría a que estos fueran mucho más resbaladizos para las heces, consiguiendo de este modo un considerable ahorro de agua para arrastrarlas, que podría llegar hasta el 90%. En el audio damos los detalles de cómo esto ha sido posible.

Referencia:
Jing Wang et al. Viscoelastic solid-repellent coatings for extreme water saving and global sanitation. Nature sustainability (2019). https://doi.org/10.1038/s41893-019-0421-0

El estallido de rayos gamma más energético jamás detectado.

Un conjunto de tres artículos publicados en Nature presentan la detección de los rayos gamma más energéticos jamás detectados. El origen de esos rayos gamma está en cataclismos cósmicos muy lejanos que liberan en un segundo una cantidad de energía equivalente a la que emitirá el Sol a lo largo de toda su vida.
Los primeros destellos de la explosión fueron detectados por los instrumentos instalados en los satélites, a saber, el Burst Alert Telescope a bordo del satélite Swift y el Gamma-ray Burst Monitor instalado en el satélite Fermi. Cuando estos dos instrumentos detectaron la primera ráfaga de rayos gamma procedentes del estallido, comunicaron rápidamente la información a diversos observatorios en tierra. Los primeros en observar el estallido fueron los telescopios MAGIC (Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov), situados en la Isla de la Palma, en Canarias, España. Horas después, los remanentes de la explosión fueron observados también por HESS (High Energy Stereoscopic System), situado en Namibia.
En el artículo firmado por Acciari et al, se presenta los datos obtenidos por la Corporación MAGIC durante los primeros momentos de observación del suceso identificado como GRB 190114C. Un minuto después de los primeros signos de la explosión se detectaron rayos gamma con energías entre 0,2 y 1 teraelectronvoltios, una cantidad de energía jamás detectada hasta esa fecha.
El artículo firmado por Abdalla et al, presenta los resultados obtenidos con el Sistema HESS desde Namibia diez horas después de las primeras señales del suceso identificado como GRB 180720B. En este caso los fotones de energía detectados ya habían disminuido hasta los 100 Gev.
Tanto los observatorios MAGIC como HESS utilizan telescopios ópticos que detectan la luz (conocida como radiación de Cherenkov) que se produce cuando los rayos gamma chocan contra los átomos y moléculas de la alta atmósfera de la Tierra y producen una lluvia de partículas cargadas.
La detección de eventos tan energéticos abre una nueva ventana a la observación de los acontecimientos más dramáticos de Universo.

Referencias:
Acciari, V.A., Ansoldi, S., Antonelli, L.A. et al. Teraelectronvolt emission from the γ-ray burst GRB 190114C. Nature 575, 455–458 (2019) doi:10.1038/s41586-019-1750-x

Abdalla, H., Adam, R., Aharonian, F. et al. A very-high-energy component deep in the γ-ray burst afterglow. Nature 575, 464–467 (2019) doi:10.1038/s41586-019-1743-9

Bing Zhang. Extreme emission seen from γ-ray bursts. News and Views. Nature. Vol 575. 21 November 2019

La guerra entre los sexos conduce a una gran diversidad genética

La reproducción sexual conduce a una gran diversidad entre los individuos, ya que, salvo en el caso de gemelos univitelinos, no se producen jamás individuos genéticamente idénticos. Esta diversidad facilita la selección por el entorno de aquellos individuos genéticamente mejor dotados para la reproducción y la supervivencia.
Los científicos todavía no conocen la causa por la que se mantiene esta diversidad genética entre los individuos. Una posible razón puede ser que exista un conjunto de genes que sean beneficiosos para el sexo femenino y un conjunto de genes que lo sean para el masculino, es decir, haya un conflicto entre qué genes resultan beneficiosos para ambos sexos. La existencia de este conflicto entre los genes se ve apoyada por varios hechos, entre ellos que muchos genes no funcionan con la misma intensidad en machos que en hembras. Los genes que funcionan con mayor fuerza en un sexo que en el otro probablemente lo hacen porque su funcionamiento resulta beneficioso para ese sexo y podría resultar perjudicial para el otro. Como ejemplo de este tipo de genes, se pueden mencionar algunos genes que regulan el metabolismo, ya que los machos tienden a desarrollar un estilo de vida más intenso, y tener menor longevidad, y las hembras requieren un estilo de vida más pausado, que ahorre recursos energéticos para poder mantener la descendencia.
Si una variante o mutación de un gen concreto resulta perniciosa para ambos sexos al mismo tiempo, será eliminada de la población por la selección natural. Por el contrario, si una variante en un gen es beneficiosa para uno de los sexos, pero perjudicial para el otro, no podrá ser eliminada de la población con facilidad, ya que su eliminación total podría ser más perjudicial para la reproducción global de la especie que su mantenimiento. De este modo, los genes que benefician a un sexo y perjudican a otro no pueden ser eliminados si el beneficio generado para uno de los sexos es importante para la reproducción de la especie.
De ser esto cierto, deberían encontrarse dos tipos de genes. En primer lugar, los genes que no plantean conflicto entre los sexos deberían ser más homogéneos y contar con menos variantes, al ser las variantes generadas bien seleccionadas si son beneficiosas, bien eliminadas si son perjudiciales, por la selección natural. En la segunda categoría de genes se encontraría los genes que generan conflicto entre los sexos para la reproducción o la supervivencia. En estos casos, una variante génica que resulte beneficiosa para un sexo resultará perjudicial para el otro, por lo que la variante generada no podrá ser fácilmente eliminada por selección natural. Estos genes deberían mantener un mayor grado de diversidad, y serían estos genes los principales responsabas de la diversidad entre los individuos de una especie.
Investigadores de la Universidad de Upsala, en Suecia, exploran esta idea con una especie de escarabajo que ellos conocen bien, Callosobruchus maculatus. Para ello, secuencian su genoma varias veces en tres poblaciones diferentes y comparan la secuencia de sus genes a lo largo de generaciones. En el audio damos los detalles de este interesante trabajo y su relación con genes de la homosexualidad, lo que abre nuevas ventanas para comprender mejor cómo funciona la evolución por selección natural.

Referencia: Ahmed Sayadi et al. (2019). The genomic footprint of sexual conflict. https://doi.org/10.1038/s41559-019-1041-9

Edición de genes en embriones. Error sexual no tan fatal

El segundo visitante interestelar 2I / Borisov.

El pasado 30 de agosto, el astrónomo aficionado de Crimea Gennady Borisov descubría el débil resplandor de un nuevo cometa. La observación de la trayectoria de acercamiento del objeto y la velocidad a la que se desplazaba por el firmamento durante los días siguientes al hallazgo revelaron que no era un comenta corriente, procedía de las profundidades del cosmos, mucho más allá del Sistema Solar.

El primer visitante fue Oumuamua, un pequeño asteroide rocoso de forma alargada y sin signos de cola cometaria, que pasó por las cercanías del Sol en 2017. Aquel objeto levantó mucha porvareda entre la comunidad científica y despertó más de una teoría estrafalaria que no dudaba en asignarle un origen artificial de alguna civilización alienígena. Por supuesto no era para menos, nadie esperaba que el primer objeto interestelar observado fuera a ser así ya que todas la teoría predecían que debía ser similar a un cometa.

Por suerte para los teóricos de formación de sistemas planetarios 2I / Borisov sí que parece cumplir con lo esperado. Desde los primeros momentos de su observación desplegaba una nube alrededor, precursora de la cola cometaria, su color enrojecido es similar al de muchos otros cometas del Sistema Solar y su núcleo, que se estima de un tamaño de un kilómetro, aproximadamente, también entre dentro de lo habitual en los cometas.

La ventaja de 2I / Borisov frente a Oumuamua es que ha sido descubierto con tiempo suficiente como para ser observado con tranquilidad, mientras que el paso de Oumuamua fue meteórico, 2I / Borisov da la posibilidad de ser observado durante más de ocho meses.

Ya se han obtenido algunos datos sobre la composición de 2I / Borisov. Tres semanas después del descubrimiento los astrofísicos del telescopio Willian Herschel, en Canarias revelaron que el cometa estaba desprendiendo cianuro, un componente habitual en los cometas solares. El 11 de octubre se detectó la presencia de oxígeno, uno de los componentes del agua, abundante también entre los cometas del Sistema Solar.

El próximo 8 de diciembre, 2I / Borisov pasará por su punto más cercano al Sol, el perihelio, situado más allá de la órbita de Marte, y continuará su camino hasta las profundidades del Cosmos.

Referencias:
Alexandra Witze. “How two intruders from interstellar space are upending astronomy”:doi: 10.1038/d41586-019-03530-3 Nature 575, 434-435 (2019)

Alan Fitzsimmons et al, “Detection of CN gas in Interstellar Object 2I/Borisov.”:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab418b The Astrophysical Journal Letters, Volume 885, Number 1