PLUTÓN AL DESCUBIERTO

La misión New Horizons, de la NASA, ha cambiado todo lo que creíamos saber sobre este lejano mundo.

El científico planetario Stern S. Alan esperaba el 14 de julio de 2015 las primeras señales de la nave espacial New Horizons, que se encontraba a unos 4800 millones de kilómetros de distancia después de un osado sobrevuelo de Plutón y su sistema de cinco lunas, para el que solo había habido esa oportunidad.Esa señal, que viajaba a la velocidad de la luz hasta las antenas gigantes de la NASA en la Tierra, les diría si el sobrevuelo había salido bien o no.

Había costado más de 26 años llegar hasta allí. La New Horizons había sobrevivido a su histórico sobrevuelo y se encontraba en perfectas condiciones. En el centro de control de la misión estallaron los vítores, las manos se alzaron para ondear banderas y los abrazos recorrieron la sala. Nuestra cruzada de casi tres décadas para llegar al mundo más distante jamás visitado, el Everest de la exploración planetaria, había tenido éxito.

A la mañana siguiente, la New Horizons ya había enviado sus primeras imágenes de alta resolución a la Tierra. Estas revelaban que Plutón era un mundo increíblemente complejo. Durante los siguientes días y meses fueron llegando datos de la nave, en un proceso que continuó hasta finales de 2016. En total, la New Horizons realizó más de 400 observaciones distintas con siete instrumentos científicos. Todo ello sumaba una cantidad de datos 5000 veces mayor que la reunida por la primera misión exitosa a Marte, la Mariner 4 de la NASA.

Ese botín de datos ha revolucionado lo que sabíamos sobre Plutón y sus lunas y ha dado un vuelco a las ideas habituales sobre lo complejos y energéticos que pueden ser los planetas pequeños. Además, la buena acogida del público también constituyó una grata sorpresa.

Para ser honestos, debemos decir que la misión estuvo a punto de no despegar.

REVISTA: Investigación y Ciencia, junio 2018, N: 501

Carolina Crespo Cruz

EL IMPULSO NERVIOSO, REIMAGINADO

Unos físicos que han reproducido experimentos de hace medio siglo aseguran que las neuronas no se comunican mediante impulsos eléctricos, sino mecánicos.

En la habitación de un hospital de Copenhague, una joven yace tumbada en una camilla. Mantiene el brazo izquierdo extendido, con varios electrodos conectados a él. Cada pocos segundos, un chasquido resuena en el aire: una descarga eléctrica. Y cada vez que eso sucede, los dedos se le contraen involuntariamente y el rostro se le crispa. Al acabar el día habrá recibido cientos de ellas.

Miembro del Instituto Niels Bohr de Copenhague, institución célebre por sus investigaciones en física, Heimburg abriga la esperanza de poder rebatir buena parte de lo que recogen los libros. Yo mismo presencié en diciembre de 2011 el experimento descrito, concebido para investigar un misterio médico que se remonta muchos años atrás.

Los anestésicos generales se llevan aplicando en medicina 170 años y hoy se conocen docenas. Si se eleva poco a poco la dosis, todos silencian las funciones nerviosas del cuerpo y del cerebro en un orden definido: primero la creación de los recuerdos, luego la sensación de dolor, después la consciencia y, por último, la respiración. Ese mismo orden se repite en todos los animales, desde el ser humano hasta la mosca.

Pero hasta hoy nadie sabe cómo opera realmente la anestesia. El óxido nitroso, el éter, el sevoflurano y el xenón poseen estructuras moleculares tan dispares que a primera vista parecería improbable que ejercieran los mismos efectos uniéndose a proteínas similares de las células, como ocurre con otros medicamentos.

REVISTA: Investigación y Ciencia, junio 2018, N: 501

Carolina Crespo Cruz

¿CÓMO SE FORMAN LAS CONCHAS MARINAS?

Los modelos matemáticos revelan las fuerzas mecánicas que guían el desarrollo de espirales, espinas y nervaduras en los moluscos.

Los moluscos son unos arquitectos fabulosos. Construyen casas que protegen sus blandos cuerpos de los depredadores y los elementos: caparazones de una dureza, belleza y duración poco corrientes. Sin embargo, los moluscos no saben nada de matemáticas.

Desde hace más de cien años sabemos que las células, los tejidos y los órganos responden a las mismas fuerzas físicas que gobiernan otros tipos de materia. No obstante, la mayoría de los biólogos del siglo XX se centraron en estudiar la manera en que la genética dirige la formación de patrones biológicos y en averiguar cómo funcionan estos.

Por medio de las herramientas que ofrece la geometría diferencial, una disciplina matemática que estudia las curvas y las superficies, hemos determinado que las elaboradas formas de las conchas de los moluscos surgen a partir de unas pocas reglas simples que estos animales siguen al construir sus hogares. A estas reglas hay que añadir las fuerzas mecánicas que se producen durante el crecimiento de la concha, lo que genera innumerables variaciones de los patrones. Nuestros hallazgos ayudan a explicar cómo características tan abarrocadas como las espinas han evolucionado de forma independiente en tantos linajes de gasterópodos o univalvos, los cuales constituyen el mayor grupo de moluscos. Estas criaturas no necesitan sufrir los mismos cambios genéticos para adquirir ornamentos similares: las leyes de la física hacen la mayor parte de la labor.

REVISTA: Investigación y Ciencia, junio 2018, N: 501

Carolina Crespo Cruz

EL ÁRBOL DEL CÁNCER

Estudios evolutivos señalan que los cambios genéticos que activan el desarrollo del cáncer surgen mucho antes de lo esperado en el tumor primario. Este hallazgo abre un nuevo y alentador enfoque para el tratamiento.

Hace tiempo que los biólogos estudian los genes con el fin de desentrañar las ramificaciones del árbol de la vida, del que forman parte todos los seres vivos, sean titíes o microbios. Una hoja de este vasto árbol ancestral, que brota entre los grandes simios, es el Homo sapiens. Cada individuo de la especie humana es una miríada de células que colaboran para modelar nuestro cuerpo.

Para que todas las células puedan vivir juntas deben observar unas reglas básicas: reparar su ADN cuando resulte dañado, prestar atención a las vecinas para ver si se dividen y permanecer en el tejido que les corresponde. Las células mutadas detectan sus propios problemas y se autodestruyen o son destruidas por el sistema inmunitario antes de que causen ningún daño.

Lo que convierte el cáncer en una enfermedad tan letal son las metástasis, células enfermas que escapan del tumor primario y se instalan en tejidos sanos donde generan nuevos tumores. Convencidos de que las metástasis se originaban por nuevas mutaciones, surgidas relativamente tarde en la evolución del foco primario, los oncólogos intentaban identificarlas para combatirlas con medicamentos específicos.

Grupos de investigación de diversas instituciones comenzaron a escrutar las secuencias genéticas de los tumores y averiguaron consternados que, incluso en un mismo paciente, estos suelen acoger una variedad desconcertante de mutaciones.

REVISTA: Investigación y Ciencia, junio 2018, N: 501

Carolina Crespo Cruz

COLAPSO ÁRTICO

El ártico bate un récord tras otro y perturba el tiempo en el resto del planeta.

La totalidad del sistema ártico se dirige hacia un nuevo estado de precariedad, y toda esperanza de detenerlo parece improbable.

El océano podría perder todo su hielo en el verano de 2040, 60 años antes de lo que vaticinamos en el año 2003.

Los cambios que está experimentando el Ártico son los previstos por los científicos, pero ocurren con mucha mayor rapidez que lo calculado hasta por las predicciones más pesimistas. Las observaciones recientes se salen de cualquier gráfico. En tan solo tres años se han desmoronado más de una docena de récords climáticos que habían permanecido estables durante décadas, como los referentes a la desaparición del hielo marino estival, a una menor cantidad de hielo durante el invierno, al calentamiento del aire y a la descongelación del suelo.

Dicha tendencia vaticina problemas para la población mundial. En la última ocasión en que el Ártico alcanzó unas temperaturas ligeramente más cálidas que las actuales, hace unos 125.000 años, la superficie oceánica estaba entre 4 y 6 metros más elevada. Adiós a Miami, Nueva Orleans, gran parte de la ciudad de Nueva York y de Silicon Valley, así como a Venecia, Londres y Shanghái. Las últimas investigaciones indican que el rápido calentamiento del Ártico tiende también a modificar la corriente en chorro de una forma que causa una inusual persistencia de fenómenos meteorológicos extremos en Norteamérica, Europa central y Asia. Ello somete a millones de personas a implacables olas de calor, sequías e incesantes tormentas. El plancton está aumentando en el sur del océano Ártico, lo que podría desestabilizar cadenas tróficas de las que dependen bancos de pesca. Además, al deshielo masivo se une una enorme masa de agua dulce localizada al sur de Groenlandia que quizás esté ralentizando la corriente del Golfo, algo que podría alterar notablemente la dinámica meteorológica de los continentes que flanquean el Atlántico.

Además, en tan solo 40 años, la extensión de hielo ártico durante el verano se ha reducido a nada menos que la mitad. El volumen de hielo a lo largo de un año es también mucho menor: cerca de una cuarta parte del registrado a comienzos de la década de 1980. Hasta hace poco, se pensaba que tales extremos no se alcanzarían, como pronto, hasta mediados de siglo.

REVISTA: Investigación y Ciencia, junio 2018, N: 501

Victoria Crespo Cruz