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27 de marzo de 2013

Científicos ahora aseguran que el LHC sí puede crear un agujero negro

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Pese a que hace varios meses atrás una corte alemana rechazó la idea de que el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) podía crear un agujero negro, ahora dos científicos pertenecientes a la Universidad de Princeton reviven la polémica, estableciendo que a partir de la colisión de dos partículas que viajan muy rápido se puede crear un agujero negro, siendo exactamente eso a lo que se dedica el LHC en la práctica.

El tema es que anteriormente se había calculado una cierta cantidad de energía para que dicha colisión provocara un agujero negro, sin embargo, estos nuevos estudios aseguran que la energía necesaria es 2,4 veces menor a lo que se pensaba inicialmente, por lo que existiría la posibilidad de que el colisionador lograse crear un agujero negro que, sin embargo, no necesariamente destruiría la Tierra, ya que puede ser uno muy pequeño e inofensivo.

William E. East y Frans Pretorius del Departamento de Física de la Universidad de Princeton, habrían demostrado su teoría y la han publicado en el diario científico Physical Review Letters, abriendo nuevamente la discusión en torno a lo peligrosos que pueden ser los experimentos del LHC, ya que durante bastante tiempo se han conducido actividades que finalmente llevaron al posible descubrimiento del Bosón de Higgs.

De todas maneras, podemos estar tranquilos durante un buen tiempo, ya que el CERN apagó la máquina por los próximos dos años con el fin de realizar reparaciones y mejoras.

Link: El LHC sí puede crear agujeros negros (ABC)

Fuente:

FayerWayer

24 de febrero de 2011

Burbujas recubiertas de arcilla pueden haber formado las primeras protocélulas

El descubrimiento de vesículas de arcilla inorgánica semi-permeable indica que los minerales podrían haber desempeñado un papel clave en los orígenes de la vida.

Un equipo de físicos aplicados de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard (SEAS), Princeton y Brandeis han demostrado la formación de vesículas semi-permeables a partir de la arcilla inorgánica.




La investigación, publicada esta semana on-line en la revista Soft Matter, demuestra que las vesículas de arcilla proporcionan un contenedor ideal para la compartimentación de las moléculas orgánicas complejas.

Los autores dicen que el descubrimiento abre la posibilidad de que las células primitivas puedan haberse formado dentro de micro-compartimentos en la arcilla inorgánica.

Hay mucho trabajo, que data de hace varias décadas, que explora el papel de las burbujas al concentrar moléculas y nanopartículas para permitir que tenga lugar una química interesante”, dice el autor principal Anand Bala Subramaniam, candidato doctoral en SEAS.

“Ahora hemos proporcionado un mecanismo físico completo para la transición de un sistema de burbujas de arcilla-aire de dos fases, el cual impide cualquier química en fase acuosa, a un sistema de vesícula de arcilla en fase acuosa”, dice Subramaniam, “creando una vesícula semi-permeable a partir de materiales que están fácilmente disponibles en el entorno”.

“Las burbujas recubiertas de arcilla” se forman de manera natural cuando las partículas en forma de placas de montmorillonita se agrupan en la superficie exterior de burbujas de aire bajo el agua.

Cuando las burbujas de arcilla entran en contacto con líquidos orgánicos simples como el etanol y el metano, que tienen una tensión superficial menor que el agua, el ´líquido moja las placas solapadas. Conforme se humedece la superficie interna de la capa de arcilla, la burbuja de aire interno perturbado se disuelve.

Los científicos han estudiado la montmorillonita, una abundante arcilla, durante cientos de años, y se sabe que el mineral sirve como catalizador químico, animando la formación de membranas por parte de los lípidos y la unión de nucleótidos en hebras de ARN.

Debido a que los liposomas y ARN habrían sido precursores esenciales de la vida primigenia, Subramaniam y sus coautores sugieren que los poros en las vesículas de arcilla realizan la doble tarea de ser puntos de entrada y lugares de catálisis.

“La conclusión aquí es que las pequeñas moléculas de ácidos grasos entran y se auto-ensamblan en estructuras mayores, y luego no pueden salir”, dice el investigador principal Howard A. Stone, Profesor Dixon de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial en Princeton y antiguo miembro del profesorado de Harvard. “Si hay un beneficio en quedar protegido por una vesícula de arcilla, ésta es una forma natural de favorecer y seleccionar las moléculas que pueden auto-organizarse”.

Futuras investigaciones explorarán las interacciones físicas entre las partículas de arcilla en forma de placa, y entre los líquidos y la arcilla. Los investigadores también están interesados en ver si estas vesículas de arcilla pueden, de hecho, encontrarse actualmente en el entorno natural.

“Si las vesículas de arcilla desempeñaron un papel significativo en el origen de la vida es algo que, desde luego, desconocemos”, dice Subramaniam, “pero el hecho de que sean tan robustas, junto con las propiedades catalíticas bien conocidas, sugieren que pueden haber tenido algún papel”.

Los coautores de Subramaniam y Stone son Jiandi Wan, de la Universidad de Princeton, y Arvind Gopinath, de la Universidad de Brandeis.

La investigación fue patrocinada por el Harvard Materials Research Science and Engineering Center, y apoyada por el Harvard Center for Brain Science Imaging Facility.

Fuente:

Ciencia Kanija

2 de junio de 2010

La increíble historia del robo del cerebro de Einstein

Miércoles, 02 de junio de 2010

La increíble historia del robo del cerebro de Einstein que reveló el misterio de su inteligencia


El robo del cerebro de Einstein permitió descubrir la clave de su inteligencia. | Ampliar imagen

A 55 años de la muerte de Albert Einstein, muchos científicos han tratado de averiguar qué hizo que fuera tan inteligente. Pero nadie se ha esforzado más que un patólogo llamado Thomas Harvey, que perdió su trabajo y su reputación en la búsqueda para descubrir los secretos del genio de Einstein. Harvey nunca encontró la respuesta. Pero, a través de una secuencia probable de los acontecimientos, su investigación ayudó a transformar nuestra comprensión de cómo funciona el cerebro.

¿Cómo lo logró? Es una extraña historia que involucra a un genio muerto, un cerebro robado, un científico bribón y una idea loca que resultó no ser tan loca.

Einstein murió el 18 de abril 1955, en el Hospital de Princeton en Princeton, Nueva Jersey (EE.UU). En cuestión de horas, la tranquila ciudad se convirtió en un hervidero de periodistas y luminarias científicas, y de gente que simplemente quería estar cerca del gran hombre por última vez, dice Michael Paterniti , un escritor que investigó los hechos de ese día. "Fue como la muerte del profeta", dice Paterniti.

Las cosas se pusieron especialmente locas cuando Thomas Harvey, que realizó la autopsia de Einstein, durante el procedimiento, quitó el cerebro al cadáver para examinarlo, un procedimiento de rutina. Pero en lugar de colocar de nuevo el cerebro en el cráneo, Harvey lo puso en un frasco con formaldehído, revela Paterniti.

"Después se retiró con el cerebro, y fue bajo circunstancias un tanto dudosas", dice Paterniti.

Aunque es famoso por sus contribuciones a la ciencia, las facetas rebeldes y excéntricas de Albert Einstein fueron también muy conocidas. Los biógrafos escribieron que fracasó en la escuela, y que su negativa a usar calcetines se convirtió en una anécdota muy divertida.

Harvey dijo más tarde que el hijo mayor de Einstein, Hans Albert, le había dado permiso para tener el cerebro. Pero la familia de Einstein lo negó. Perdió su trabajo y fue denunciado por muchos colegas. Sin embargo, siguió con el cerebro. Su justificación, dice Paterniti, que fue el sentido del deber con la ciencia.

"Creía que su papel era preservar este cerebro y ponerlo en manos de algunos líderes neuroanatomistas, que podrían ser capaces de averiguar la clave de la genialidad de Einstein", relata.

Paterniti contactó a Harvey 40 años después, cuando el escritor empezó a interesarse por la historia del cerebro de Einstein. Por teléfono, los hombres tramaron un plan para devolver el cerebro a la nieta de Einstein, Evelyn, que vivía en Berkeley, California...

Lea la historia completa en:

Contexto (Tucuman)

19 de abril de 2010

El hombre que descubrió los quarks y dio sentido al Universo

Lunes, 19 de abril de 2010

El hombre que descubrió los quarks y dio sentido al Universo

Murray Gell-Mann tuvo un impactante éxito con las partículas, notorias fricciones con Feynman, y una oportunidad perdida con Einstein.



No es casualidad que el quark – el elemento constituyente de protones y neutrones, y por ende, de ti y de mí y de todo lo que nos rodea – tenga un nombre tan extraño y encantador. El físico que lo descubrió, Murray Gell-Mann, ama las palabras tanto como la física. Es conocido por corregir la pronunciación de un extraño de su último apellido (lo que no siempre funciona) y es más que feliz dando nombres a objetos o ideas que no lo tienen todavía. Así llegó la palabra quark para su más famoso descubrimiento. Suena como “kwork” y tomó su pronunciación de un caprichoso poema de la obra Finnegans Wake de James Joyce. Este término altamente científico es inteligente, chistoso y bronco al mismo tiempo, como el hombre que lo acuñó.

La obsesión de Gell-Mann con las palabras viene de su juventud, cuando su fascinación con la lingüística, la historia natural, y la arqueología le ayudó a entender la diversidad del mundo. El nativo neoyorquino se saltó tres cursos en la escuela elemental, y entró en la universidad antes. Después de estar entre la Universidad de Yale y el Instituto Tecnológico de Masachussets (MIT en inglés), Gell-Mann tenía tan sólo 21 años cuando comenzó su postdoctorado en el Instituto de Estudios Avanzados en Princeton, Nueva Jersey, cuando Albert Einstein todavía paseaba por el campus. Más tarde, trabajó con Enrico Fermi en la Universidad de Chicago, y debatió apasionadamente con el conocido físico Richard Feynman durante sus muchos años en el Instituto Tecnológico de California (Caltech). Fue cuando estaba en Caltech cuando Gell-Mann ayudó a sentar las bases de nuestro conocimiento de los componentes que constituyen la materia. Esbozó un esquema de las partículas subatómicas que él llamó la vía del octeto. En ese momento, los físicos entendieron que los átomos estaban hechos de protones y neutrones, pero también habían encontrado que éstos tenían muchas otras misteriosas partículas. “La vía del octeto” dio sentido a la desconcertante mezcla, encontrando en este esquema partículas que nunca habían sido siquiera imaginadas. El trabajo fue tan importante que le valió el Premio Nobel en 1969.

En 1985 Gell-Mann persiguió su sueño de trabajar en otros campos co-fundando el Instituto de Santa Fe, una organización donde se alentaba a los científicos a ser multidisciplinares. Situado en lo alto de una colina en el desierto de Nuevo México, rodeado por álamos y vetas de cuarzo rosa, el instituto es un lugar donde un ornitólogo puede intercambiar datos con un politólogo mientras escribe ecuaciones en una ventana debido a la falta de lápiz y papel. Con su diseño geométrico, sus muros coloreados brillantemente, abundantes senderos alrededor, y un generoso surtidor de caramelos en la cocina, el Instituto de Santa Fe parece como un área de juegos para científicos.

Susan Kruglinski, editora de la revista DISCOVER, se sentó recientemente con Gell-Mann en los sillones de cuero de la librería del instituto para hablar sobre lo qué es haber vivido la historia de la física moderna.

Usted es principalmente conocido por ser el descubridor del quark, una de las partículas fundamentales que constituyen el universo, pero durante años, muchos de sus colegas no estaban convencidos de que los quarks existieran. ¿Por qué no?

No puedes verlos directamente. Tienen algunas propiedades inusuales, y eso es por lo que fue difícil para la gente creer en ellos al principio. Y muchos no creyeron. Mucha gente pensó que estaba loco. Los quarks están permanentemente atrapados dentro de otras partículas como protones y neutrones. No puedes aislarlos para estudiarlos individualmente. Así que son un poco peculiares en ese aspecto.

¿Cómo debería visualizar los quarks alguien que no es físico? ¿Como pequeñas esferas atrapadas dentro de los átomos?

Bueno, en la física clásica podrías imaginar un quark como un punto. En mecánica cuántica un quark no es exactamente un punto; es un objeto bastante flexible. Algunas veces se comporta como un punto, pero puede extenderse un poco. A veces se comporta como una onda.

Cuando la gente pinta las partículas chocando en un colisionador de partículas, ¿qué deberían imaginar? ¿No es como un choque de bolas de billar, verdad?

Depende de las circunstancias. A muy altas energías, dos partículas que colisionan no rebotan, sino que crean un gran número de partículas. Podrías tener todo tipo de restos en todas las direcciones – las colisiones serían un poco más como esto último.

Entonces, ¿sería como colisionar una manzana y una naranja y obtener plátanos?

No, no, no. Pequeñas partes de todo tipo de cosas. Obtener un puñado de pequeños trozos de manzana y naranja, pero también trozos de plátanos y anti-plátanos, uvas, etc.

¿Cuántos tipos de partículas elementales hay?

...

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Lea la entrevista completa en:

Ciencia Kanija

12 de marzo de 2010

Confirman la Relatividad General en grandes escalas

Viernes, 12 de marzo de 2010

Confirman la Relatividad General en grandes escalas

Un equipo de astrofísicos estadounidenses y suizos ha comprobado que la teoría de la relatividad general de Einstein funciona a escalas tan grandes como las que separan las galaxias, según publica hoy la revista Nature. Para realizar el estudio los investigadores se han basado en una muestra de unas 70.000 galaxias y han definido un nuevo parámetro de cuantificación.

Un grupo de científicos del Observatorio de la Universidad de Princeton (EE UU) y del Instituto de Física Teórica de la Universidad de Zurich (Suiza) han puesto a prueba la teoría de la relatividad general de Einstein y concluyen que realmente funciona a escalas grandes, entre dos y 50 megapársecs (un pársec equivalente a 3,2616 años luz) en un desplazamiento hacia el rojo de 0,32 dentro del espectro.

“Hemos realizado la primera medida de una cantidad que puede detectar desviaciones de la relatividad general, y la medida confirma las predicciones de ésta, por lo que aumenta nuestra confianza en la teoría y en el marco cosmológico actual”, explica a SINC Reinabelle Reyes, autora principal del estudio que hoy publica Nature e investigadora en la Universidad de Princeton.

Para ver si la relatividad general se aplica a grandes escalas, el equipo ha analizado una muestra de unas 70.000 galaxias del catálogo Sloan Digital Sky Survey, y ha definido una cantidad denominada “EG”, que combina medidas y datos sobre “lentes gravitacionales débiles, cúmulos de galaxias, y velocidad de crecimiento de estructura a gran escala”.

La predicción relativista

Los resultados reflejan que en escalas grandes de decenas de megapársecs el valor de EG es cerca de 0,39, de acuerdo con la predicción relativista general que indica una cifra de aproximadamente 0,4.

El test permite potencialmente la discriminación definitiva entre la relatividad general y otras teorías de gravedad, pero de momento la precisión de las medidas solo permiten excluir algunos modelos alternativos.

Dentro del marco de la relatividad general, la gravedad surge de la geometría del espacio y el tiempo. A pesar de la aceptación de la teoría de la relatividad general, hasta ahora no había sido suficientemente probada en largas distancias cosmológicas, y los experimentos precisos se habían desarrollados solo en el Sistema Solar.

Fuente:

SINC

22 de febrero de 2010

El problema de la Bella Durmiente

Lunes, 22 de febrero de 2010

El problema de la Bella Durmiente

Los filósofos y matemáticos a menudo evidencian una habilidad especial para complicar las cosas. Un buen ejemplo de esto es El problema de la Bella Durmiente, una vuelta de tuerca que convierte un cuento para niños en una pesadilla para adultos. Averigua por qué las brujas no deberían tener monedas, los príncipes ya no besan como antes y -sobre todo- cómo un par de «cerebritos» pueden encontrar una paradoja dentro de un cuento para niños. Lea ¡No tiene pierde!

Todos conocemos la clásica historia de la Bella Durmiente, que se hiere con una rueca embrujada y cae en un profundo sueño del que sólo el beso de un príncipe la podrá sacar. Seguro que el argumento te resulta familiar, porque Disney ha hecho una fortuna con él. Pero el filósofo de la ciencia Adam Elga, profesor de la Universidad de Princeton y famoso por haber creado varios puzzles difíciles de resolver, basándose en el trabajo de Arnold Zuboff (publicado como «One Self: The Logic of Experience»), le ha dado una vuelta de tuerca para convertirlo en un problema lógico de difícil solución.

Supongamos que es domingo, y que la Bella Durmiente se pincha el dedo con la rueca. En ese instante, aparece la bruja y -antes que la muchacha se duerma- arroja una moneda al aire. Si sale cara, la Bella Durmiente se despertará de la maldición el lunes y ahí se acabará la historia, sin necesidad de príncipes salvadores y sin paradojas de ninguna clase. Pero si sale cruz, también se despertará el lunes, aunque solo para volver a dormirse hasta el martes. Cuando despierte el martes estará libre de la maldición pero tendrá una pequeña secuela: gracias a las malas artes de la bruja, no se acordará si se despertó o no el lunes.

Puestas así las cosas, y con el Príncipe ausente del relato, nuestra Bella Durmiente se despierta sin saber si es lunes o martes. Dado que si despertó el lunes dicho evento fue borrado de su mente por la bruja, no tiene forma de saber en qué día se encuentra. Adam Elga asume que La Bella Durmiente es perfectamente racional y que el domingo, antes de quedar dormida, se ha enterado del plan elaborado por la bruja. Con estos datos, la niña puede asignar probabilidades al hecho de que sea lunes y al hecho de que sea martes. O, dicho de otro modo, puede asignar probabilidades al hecho de que la moneda cayera en cara o que cayera en cruz. La cuestión a resolver es: ¿qué probabilidad subjetiva debería otorgarle ella a la hipótesis de que la moneda salió cara? Existen dos formas de encarar el problema.

¿Desea conocer la respuesta? Vaya a:

ABC.es

14 de septiembre de 2009

Los recuerdos nunca desaparecen

Martes, 15 de septiembre de 2009

Los recuerdos nunca desaparecen

La memoria humana es la función cerebral resultado de conexiones sinápticas entre neuronas mediante la que el ser humano puede retener experiencias pasadas. Los recuerdos se crean cuando las neuronas integradas en un circuito refuerzan la intensidad de las sinapsis.


Expertos estadounidenses sugieren que los recuerdos persisten en nuestro cerebro incluso cuando ya se han olvidado. Lo que sucede es que no conseguimos recuperarlos.

Usando técnicas avanzadas de imagen cerebral, científicos de la Universidad de Califonia Irvine han demostrado que la actividad del cerebro cuando una persona recuerda un evento es similar a la que se registra cuando se vivió por primera vez, incluso si se han “olvidado” los detalles. “Si los detalles siguen ahí, quizás podamos encontrar una manera de acceder a ellos”, sugiere Jeff Johnson, coautor de un estudio que publica la revista Neuron.

En colaboración con científicos de Princeton University, Johnson y su equipo analizaron la actividad cerebral de varios estudiantes a los que mostraron ciertas palabras. Posteriormente, se les pidió que imaginaran cómo un artista dibujaría el objeto al que daba nombre la palabra, que pensaran en cómo se usa el objeto, o que pronunciaran la palabra en su mente. Veinte minutos más tarde, los voluntarios vieron las palabras por segunda vez y se les pidió que recordaran cualquier detalle relacionado con ellas mientras se sometían a resonancia magnética. Finalmente, usando un método de análisis matemático, los científicos asociaron las diferentes tareas que se les había pedido con los distintos patrones de actividad cerebral.

Los resultados mostraban que cuando un estudiante conservaba un fuerte recuerdo de una palabra, el patrón era muy parecido al que se generaba durante la tarea. Y de la misma forma, cuando el recuerdo era débil o inexistente, el patrón cerebral seguía siendo reconocible. “Esto nos dice que el cerebro sabe lo que ocurrió, aunque el sujeto no sea consciente de esa información”, concluye Johnson.

Fuente:

Muy Interesante

23 de junio de 2008

Las bacterias anticipan cambios en el entorno y reaccionan ante ellos

Las bacterias anticipan cambios en el entorno y reaccionan ante ellos

Sobreviven gracias a que “adivinan” lo que va a pasar y actúan en consecuencia .


Las bacterias aprenden a interpretar las señales de su entorno para prevenir acontecimientos futuros, según una investigación llevada a cabo en la Universidad de Princeton, en Estados Unidos.

El descubrimiento desafía la idea actual de que sólo los organismos con un sistema nervioso complejo pueden adaptarse a modificaciones ambientales antes de que se produzcan, es decir, pueden ser previsores. Y es que, a pesar de carecer de cerebro, la bacteria más común, la E. coli, presente en los intestinos de todos los vertebrados de sangre caliente, incluidos los humanos, ha demostrado que su vida no depende sólo de la homeostasis: estas bacterias sobreviven gracias a que “adivinan” lo que va a pasar y actúan en consecuencia.

El descubrimiento ayudará a abrir nuevas vías de investigación para, entre otras cuestiones, evitar el desarrollo bacteriano de resistencia a los antibióticos.
Por Yaiza Martínez.

Escherichia coli. Fuente: Kimicontrol.

Investigadores de la Universidad de Princeton, en Estados Unidos, han demostrado por primera vez que las bacterias no sólo reaccionan a los cambios que se dan en su entorno sino que, además, los anticipan y se preparan para ellos.

Este descubrimiento desafiaría la idea actual de que sólo los organismos con un sistema nervioso complejo pueden adaptarse a modificaciones ambientales antes de que éstas se produzcan, es decir, prever lo que sucederá.

Según declaró el director de la investigación Sabed Tavaoie, en un comunicado emitido por dicha universidad, “lo que se ha descubierto supone la primera evidencia de que las bacterias pueden utilizar las señales que perciben de su entorno para inferir a partir de ellas acontecimientos futuros”. Tavaoie es profesor de biología molecular y ha trabajado en esta investigación con otros dos científicos: Ilias Tagkopoulos y Yir-Chung Liu.

Bacterias previsoras

Para el estudio, se realizaron por un lado pruebas de laboratorio que demostraron el fenómeno, y también una serie de simulaciones informáticas que explicarían de qué forma la red genética y las proteínas de especies microbianas pueden evolucionar con el paso del tiempo para generar un comportamiento tan complejo. Ambas líneas de investigación sirvieron para demostrar que redes bioquímicas simples pueden llevar a cabo sofisticadas tareas, según Tavazoie.

Los científicos explican en un artículo aparecido en Science, que el marco homeostático (de homeostasis, que es la tendencia del sistema a conservar la estabilidad interna) ha dominado en la comprensión de la fisiología celular. Sin embargo, los científicos se cuestionaron si la homeostasis podía explicar, por sí sola, las respuestas microbianas a los estímulos ambientales, por lo que decidieron investigar la capacidad de las redes intracelulares de comportarse con predicción.

De esta forma, descubrieron que la homeostasis no es todo lo que ocurre en estos organismos. Este descubrimiento, además de verter luz en algunas de las cuestiones más profundas de la biología, podría ayudar a los científicos a comprender cómo mutan las bacterias para desarrollar la resistencia a los antibióticos o para desarrollar bacterias especializadas con fines útiles, como limpiar la contaminación medioambiental.

En el caso de los antibióticos, las bacterias se vuelven resistentes a éstos gracias a su gran capacidad de adaptación, que les permite desarrollar mecanismos de resistencia que inhiben la acción de los medicamentos. Esta resistencia bacteriana constituye un grave problema para la salud pública, y obliga al desarrollo y utilización de nuevos agentes antibacterianos, más costosos y a veces más tóxicos que los empleados habitualmente.

Escherichia coli inteligente

La bacteria en cuestión investigada por los científicos de Princeton fue la Escherichia coli (E.coli), que es quizá el organismo procarionte más estudiado por el ser humano. La E. coli se encuentra generalmente en los intestinos, tanto de animales como de personas. En general, de los vertebrados de sangre caliente.

Sobre la E.coli existe una cuestión pendiente desde hace mucho tiempo: ¿cómo responden sus genes a los cambios de temperatura y de cantidad de oxígeno que se producen cuando la bacteria penetra en el intestino?

La respuesta convencional es que la bacteria reacciona a estos cambios tras sentirlos, pasando de una respiración aeróbica (el oxígeno se utiliza como oxidante para la extracción de energía de las moléculas) a una respiración anaerobia (el oxidante es una molécula inorgánica distinta del oxígeno). Este último tipo de respiración la realizan sólo algunos grupos de bacterias.

Sin embargo, si esta fuera la respuesta definitiva, el organismo estaría en desventaja durante el tiempo en que se requiere que el cambio de respiración se produzca. Por tanto, los científicos propusieron una estrategia alternativa: durante el ciclo de vida de la E. coli, el nivel de oxígeno no es lo único que cambia. Estas bacterias también experimentan un aumento continuo de la temperatura cuando penetran en la boca de un animal. ¿Podría ser que este calentamiento súbito indique a la bacteria que debía preparase para la consiguiente falta de oxígeno que le espera en el intestino?

Las bacterias aprenden

Para probar esta idea, los investigadores expusieron a una población de E. coli a diferentes cambios de temperatura y de oxígeno, y después midieron la respuesta genética en cada caso. Los resultados demostraron que un incremento en la temperatura tenía aproximadamente el mismo efecto en los genes de las bacterias que una disminución del nivel de oxígeno. De hecho, en una transición hacia una temperatura más alta, muchos de los genes esenciales para la respiración aerobia fueron prácticamente “desconectados”.

Posteriormente, los científicos cultivaron la bacteria en un entorno biológico en el que los niveles de oxígeno aumentaban, y seguidamente se producía un aumento también de la temperatura. En unas cuantas generaciones, las bacterias se adaptaron parcialmente a este nuevo ritmo, y dejaron de “apagar” los genes de la respiración aeróbica cuando la temperatura subía.

Según Tavazoie, esta reprogramación indica claramente que las bacterias “aprenden” sus respuestas a base de asociar temperaturas específicas con niveles específicos de hidrógeno. ¿Cómo es posible que esto se produzca si no tienen cerebro? ¿Cómo pueden estos organismos tan simples realizar esta proeza si carecen de sistema nervioso?

Según Tavazoie, mientras que un animal más evolucionado puede aprender un nuevo comportamiento en el tiempo de una sola vida, el aprendizaje bacteriano se produce a lo largo de muchas generaciones.

Sistema informatizado

Para comprender mejor el fenómeno, los investigadores desarrollaron, por otro lado, un ecosistema microbiano virtual bautizado como “Evolución en un Entorno Variable”, en el que cada microbio aparecía representado como una red de genes y proteínas interactivos. En este entorno cambiante, las bacterias virtuales conformaban una población en desarrollo y competición por recursos limitados. Es decir, como en el mundo real.

El rastreo de cientos de genes, proteínas y otros factores biológicos de esta población fue posible gracias a un trabajo de casi 18 meses, en el que colaboraron ingenieros informáticos y se utilizaron potentes ordenadores. En este mundo virtual, los microbios parecen tener más probabilidades de supervivencia si conservan la energía que gastan en comer. Para conseguirlo, deben anticipar la llegada de comida y “encender” su metabolismo justo a tiempo. Para ello, los científicos les facilitaron una serie de señales.

“Para predecir los tiempos de comida de manera exacta, los microbios deben resolver algunos problemas lógicos”, señaló Tagkopoulous. Pero, al cabo de varios miles de generaciones, aparece un microbio que hace exactamente lo necesario. Esto ocurrió para cada patrón de claves relacionadas con el alimento que los investigadores probaron. Según ellos, la prueba ha significado poder comprender la manera en que los organismos tan simples como las bacterias procesan información del medio para anticipar eventos futuros.

Este descubrimiento abre nuevas vías de investigación, aseguran los científicos, que ahora planean utilizar métodos similares para estudiar cómo las bacterias intercambian genes entre sí (transferencia genética horizontal), cómo los tejidos y los órganos se desarrollan o cómo se extienden las infecciones. Para Tavaoie, lo más importante del descubrimiento es que reúne y establece conexiones profundas entre los campos de la ecología microbiana, de la evolución y del comportamiento, tradicionalmente separados.

Las bacterias en sí son organismos misteriosos. Anteriormente habíamos hablado de la extraña comunicación que se establece entre ellas, aunque estén físicamente separadas (comunicación que les permite saber cómo resistir a los antibióticos), y también de la posibilidad de descifrar su lenguaje para evitar su propagación, al menos en el caso de la bacteria del cólera.

Fuente:

Tendencias 21
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