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Vanguardia de la Ciencia

Vanguardia de la Ciencia es un programa de divulgación científica que comenzó a emitirse en abril de 1995. Después de un silencio de dos años, Angel Rodríguez Lozano, creador y director del programa, se ha puesto de nuevo al frente gracias a cienciaes.com. Nuevos espacios, noticias, reportajes, entrevistas y curiosidades científicas se dan cita en este programa.

Aguas subterráneas en Groenlandia. Bacterias, humanos y mosquitos contra virus. Guerra entre bacterias. Proyecto PLATO.

Glaciares, bacterias y PLATO - Vanguardia de la Ciencia - CienciaEs.com

Hoy, comenzamos una nueva etapa del podcast Vanguardia de la Ciencia que se publicará quincenalmente. Para ello contamos con un panel de colaboradores que explicarán de forma amena y con rigor algunas de las investigaciones más interesantes que se están realizando.

Contenido del programa de Hoy:

El agua de deshielo fluye bajo la superficie en un los glaciares de Groenlandia.

Manuel Díez Minguito nos invita a viajar hasta Groenlandia, un territorio helado que conserva tal cantidad de agua que, si se llegara a fundir en su totalidad, elevaría en 7 metros el nivel medio de los océanos y mares terrestres. En los graciares, el hielo superficial se funde, el agua generada en la superficie se cuela por las grietas hacia abajo, atraviesa la capa más exterior, formada por nieve joven, y desciende hasta una segunda capa (firn) formada por hielo más compacto y viejo. Aunque esa capa de agua líquida no es muy profunda, en algunos glaciares abarca una superficie enorme.
Olivia Miller, investigadora en el Department of Geology and Geophysics, University of Utah y su equipo perforaron varios puntos la capa superficial del Glaciar Helheim, situado en el sudeste de Groenlandia, y analizaron el comportamiento del agua existente en el acuífero situado debajo. El acuífero ocupa una superficie de más de 90.000 km2, más del doble de un país como Suiza. Los estudios revelaron que el agua de deshielo está fluyendo a través del acuífero y probablemente se mueva entre las grietas cuesta abajo en dirección al borde de la capa de hielo.
El resultado es proporciona una información de primer orden sobre el deshielo de las regiones altas de Groenlandia, donde la cantidad de nieve acumulada supera los 1.000 metros de espesor. El agua del acuífero se mueve diez veces más rápido que el hielo de los glaciares y facilita el deslizamiento de estos, razón por la cual estas investigaciones son muy importantes a la hora de valorar el alcance real del deshielo en la Antártida y Groenlandia.

Referencia:
Miller et al, Direct Evidence of Meltwater Flow Within a Firn Aquifer in Southeast Greenland.

Bacterias, humanos y mosquitos aliados contra los virus.

Uno de los grandes azotes de la humanidad son las enfermedades transmitidas por ciertas especies de mosquitos. Algunas de esas enfermedades están provocadas por una clase de virus conocida como arbovirus; el Dengue es una de ellas y afecta a entre 50 y 100 millones de personas en todo el mundo. Lo mismo sucede con otras enfermedades como la que provoca el virus del Nilo, Chicunguña , el más recientemente famoso virus del Zika y muchas otras .
Se utilizan muchas estrategias para luchar contra estas enfermedades con un éxito desigual. Una investigación utiliza a una bacteria común en los ecosistemas para bloquear la transmisión del virus del Dengue desde el mosquito vector hasta los humanos.
Scott O’Neil, director del Programa para la Eliminación del Dengue del Instituto de las Enfermedades Provocadas por Vectores de la Universidad de Monash, en Australia, explica así su propuesta:
“Lo que estamos haciendo es trabajar con una bacteria existente en la naturaleza que, cuando infecta a la población de mosquitos, éstos ya no pueden transmitir los virus que causan estas terribles enfermedades. La presencia de la bacteria detiene la replicación del virus. Y si el virus no se puede replicar dentro del mosquito, no se puede transmitir entre las personas. Así pues, nuestro objetivo no es matar a los mosquitos sino diseminar estas bacterias entre la población de mosquitos para hacerlos incapaces de transmitir los virus a las personas.”
Esta bacteria recibe el nombre de wolbachia y se transmite verticalmente. Cuando una hembra de mosquito está infectada, pasa la bacteria a sus descendientes, es decir, los huevos y, cuando estos eclosionan, surge toda una prole infectada por la wolbachia.
“Pero Wolbachia tiene un pequeño truco que le permite propagarse entre la población de insectos – dice O’Neil-. Ese truco consiste en que, si la bacteria infecta a un mosquito macho, y éste se aparea con un mosquito hembra que no tiene la bacteria, todos los huevos que ponga mueren, no hay descendencia. Pero si ese mismo mosquito macho, infectado, se aparea con una hembra que sí tiene wolbachia, entonces, sus huevos sobreviven y, además, todos los mosquitos hijos tendrán la bacteria. Esto proporciona un mecanismo indirecto para que wolbachia se propague entre una población.”
Experimentos realizados en Australia y otros cuatro países han demostrado que liberar una pequeña cantidad de mosquitos de ambos sexos infectados con wolbachia permite que la población infectada aumente y, a la vez, se reduzcan, hasta desaparecer, los contagios del virus de la enfermedad de Chagas y otros semejantes a los humanos.

Referencias:
Wolbachia for biocontrol of emergent arboviruses https://research.monash.edu/en/projects/wolbachia-for-biocontrol-of-emergent-arboviruses
Joubert, D. A., Walker, T., Carrington, L. B., Taneja De Bruyne, J., Kien, D. H. T., Le Thanh Hoang, N., … O’Neill, S. L. (2016). Establishment of a Wolbachia superinfection in Aedes aegypti mosquitoes as a potential approach for future resistance management. PLoS Pathogens, 12(2), 1-19. DOI: 10.1371/journal.ppat.1005434

Guerras entre bacterias
Jorge Laborda comenta los resultados de un estudio, publicado en Current Biology, en el que investigadores de la Universidad de Oxford, en el Reino Unido, realizan interesantes descubrimientos sobre esta área del comportamiento bacteriano.
Era ya conocido de los microbiólogos que las bacterias pelean entre ellas por el acceso a los recursos que les permiten vivir y reproducirse y por la conquista de territorios propicios. Sin embargo, no se conocía tanto acerca de los mecanismos moleculares y estrategias que utilizan las bacterias, tanto para defenderse como para atacar a otras.
El tema es interesante, tanto desde el punto de vista científico, como incluso yo diría filosófico, porque estas guerras bacterianas vuelven a indicarnos que la vida no parece transcurrir en ningún caso sin conflicto, ni siquiera en el mundo de los microrganismos autónomos más sencillos, como son las bacterias. De hecho, posiblemente, no estaríamos aquí si la vida no supusiera conflicto y, con él, la selección natural de los más adaptados a las circunstancias en las que les toca vivir.
Las agresiones y las defensas son cotidianas en el mundo animal. Sin embargo, antes de iniciar una agresión, los animales desarrollan estrategias sofisticadas que aseguran que los potenciales beneficios de la agresión superan a sus potenciales costes. Además, en muchos casos, los animales coordinan su respuesta de alarma, ataque o defensa, como sucede en el caso de los insectos y sus feromonas. En todo caso, la teoría de juegos aplicada a los conflictos animales predice que son posibles muchas estrategias para gestionar los conflictos, lo cual es lo que realmente vemos en el mundo animal.
Las bacterias viven en pobladas comunidades y son capaces de detectar las condiciones del entorno y de tomar decisiones en respuesta a ellas. Una de estas decisiones es la agresión a otras bacterias competidoras. Muchas especies poseen genes que les permiten producir toxinas para matar o inhibir el crecimiento de sus rivales, lo que les permite contar con mayores recursos para su crecimiento. Las bacterias que producen estas toxinas poseen también un antídoto para las mismas, con lo que son inmunes a su propia toxina. Se ha descubierto también que, al igual, que los animales, las bacterias también disponen de sistemas para detectar a los enemigos y desencadenar agresiones frente a ellos, es decir, las toxinas no son producidas siempre, sino en respuesta a determinados estímulos externos.
Lo que no era bien conocido es no ya como cada bacteria individual se comporta, sino cómo se comportan comunidades enteras de bacterias de distintas especies que entran en guerra unas con otras. ¿Cómo evalúan las colonias los riesgos y beneficios de una agresión a otra colonia bacteriana? Para estudiar este asunto, los investigadores utilizan cepas de bacterias Escherichia coli que contienen plásmidos, es decir, fragmentos circulares de ADN, con el gen que produce colicinas, que son proteínas tóxicas para algunas bacterias, capaces de generar poros en sus membranas que les conducen a la muerte. En el programa, Jorge Laborda da más detalles de estos Juegos de Tronos bacterianos. (1).

Referencia (1): Mavridou et al., Bacteria Use Collective Behavior to Generate Diverse Combat Strategies, Current Biology (2017), https://doi.org/10.1016/j.cub.2017.12.030

PLATO, el buscador de exotierras

Antonio Claret, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía del CSIC participa en el desarrollo de un proyecto de la Agencia Europea del Espacio que lleva por nombre PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) desde la Universidad de Granada.
PLATO ha entrado el pasado verano en la fase de construcción y se piensa lanzar al espacio en 2026. Constará de un conjunto de pequeños telescopios (26) con los que observará una amplia región del firmamento desde una posición privilegiada: el punto Lagrange 2, situado a millón y medio de kilómetros de la Tierra en el lado opuesto al Sol.
El objetivo principal de PLATO es detectar exoplanetas del tipo terrestre en la zona habitable de las estrellas de tipo solar. La observación prolongada de multitud de estrellas permitirá obtener información sobre los radios de los planetas, densidades medias, irradiación estelar y arquitectura de sistemas planetarios.

Comprender la habitabilidad del planeta es un verdadero esfuerzo multidisciplinario que exige el conocimiento de los parámetros del planeta y de la estrella madre.

Referecia:
“PLAnetary Transits and Oscillations of stars (PLATO)”:http://sci.esa.int/plato/42277-science/

Nudo Gordiano

Explicamos el origen de esta frase, muy utilizada en ciencia.

“Nudo Gordiano” no tiene su origen en ningún acontecimiento científico, sino en una leyenda de la antigüedad.

La leyenda cuenta que, hace más de 2700 años, el rey de Frigia, una región situada en la actual Turquía, murió sin dejar heredero. Los personajes más nobles y poderosos del reino, temiendo que la sucesión acabara en guerra civil, decidieron enviar una delegación al oráculo de Delfos para solicitar a la Pitonisa la solución del problema. La Pitonisa escuchó a los demandantes y respondió con una de sus enigmáticas frases: “El rey entrará por las puertas de la Capital de Frigia conducido por unos Bueyes”. Gordio, uno de los notables de la ciudad (aunque algunos defienden que era un campesino pobre) entró montado en un carro guiado por bueyes y, el pueblo, haciendo caso del oráculo, lo eligió Rey. Agradecido a los dioses, Gordio les ofreció el carro como ofrenda y, para que todo el mundo recordara cómo había sido coronado, lo ató a las puertas del palacio con una soga a la que hizo un nudo complicadísimo.
Después de Gordio, reinó Midas y Midas, de nuevo, murió sin dejar descendencia. Una vez más, los Frigios consultaron al Oráculo y éste contestó que el Rey sería “Quién lograra deshacer el nudo del carro de Gordio”.
Muchos lo intentaron y todos fracasaron. Hasta que Alejandro el Grande se presentó en la ciudad. Él también intentó deshacer el nudo de Gordio sin éxito. Pero Alejandro no era persona que se dejara vencer fácilmente por las dificultades, así que, al no conseguir desatar el carro, desenvainó la espada y cortó el nudo de un tajo. Hubo una gran polémica, pero al final todos estuvieron de acuerdo en que había logrado deshacer el nudo, así que lo erigieron Rey.
Desde entonces, se emplea la frase “Nudo Gordiano” para referirse a cosas complicadas y de difícil solución.


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