Tres estadounidenses ganan el premio Nobel de Medicina por sus investigaciones pioneras sobre el reloj biológico

Los investigadores estadounidenses Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young fueron distinguidos este lunes con el premio Nobel de Medicina 2017.

La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska de Estocolmo, Suecia, dijo que los reconocía por sus "descubrimientos de los mecanismos moleculares que controlan el ritmo circadiano", es decir, nuestro reloj biológico.

"Sus descubrimientos explican cómo las plantas, los animales y los seres humanos adaptan su ritmo biológico para que sesincronice con las revoluciones de la Tierra", dijo la Asamblea en un comunicado.

Sus investigaciones permitieron que "podamos echar un vistazo dentro de nuestro reloj biológico y dilucidar su funcionamiento interno", explicó la institución. 

El reloj biológico es el responsable de que nos dé sueño por la noche e influye en nuestro humor, estado de alerta e incluso en nuestro riesgo de sufrir un paro cardiaco.

"Lo que esto puede hacer es concientizarnos más de la importancia que tiene la higiene del sueño y de lo relevante que es asegurarnos de que estemos yendo a la cama a una hora adecuada", afirmó Juleen Zierath, de la Asamblea. 

El premio asciende a US$1,1 millones y es el primero de los Nobel que se anuncia cada año. El martes se revelará el nombre del ganador del Nobel de Física; el miércoles, el de Química; el jueves, el de Literatura; el viernes, el de Paz y el lunes 9, el de Economía.

El Nobel de Medicina se concedió el año pasado al biólogo japonés Yoshinori Ohsumi por descubrir los mecanismos detrás de la autofagiacelular, el proceso de degradación y reciclaje de células.

Pioneros en su campo

Los tres científicos son pioneros en el estudio del ritmo biológico.

Rosbash y Hall comenzaron a colaborar en la Universidad de Brandeis, en Boston, hace más de 30 años para estudiar el ritmo circadiano de la Drosophila, la familia de la mosca de la fruta. 

Ambos fueron los primeros en clonar el primer gen del ritmo circadiano de esta mosca en 1984.

En esa época, la relación entre la genética y el reloj biológico no era una idea que la comunidad científica aceptara con facilidad. Sólo otro científico estudiaba este tema: Young.

Young ha investigado en la Universidad Rockefeller durante tres décadas la biología molecular y el carácter genético de los ritmos biológicos de la mosca de la fruta. 

Su papel fue crucial para establecer la relación entre los genes y el comportamiento, ya que sus estudios ayudaron a descubrir muchos de los grupos de genes y proteínas que regulan el ritmo biológico de este insecto, según explica la página web de la Fundación Gruber, de la Universidad de Yale.

Muchos aspectos de nuestra fisiología y de la de todos los organismos multicelulares guardan una estrecha relación con el reloj biológico. 

Este regula a un gran número de genes para ayudar a nuestro cuerpo a adaptarse a las diferentes fases del día.

Estos estudios que utilizaron a la mosca de la fruta como modelo permitieron descifrar principios que resultaron válidos en el resto de organismos multicelulares.

"Desde que estos tres laureados realizaran estos descubrimientos trascendentales, la biología circadiana se ha convertido en un campo de investigación amplio y muy dinámico, con repercusiones en nuestra salud y bienestar", explicó la Asamblea en su nota de prensa.
              
Los premios Nobel se entregarán el 10 de diciembre.

Fuente:

BBC

¿Por qué el cielo es oscuro por la noche?

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Dani Caxete, imagen astronómica NASA diciembre de 2012

Vídeo: Mario Viciosa | D. Izeddin | Barcelona

Cuando nos acercamos a un bosque extenso, vemos una masa de árboles que, vistos en una pantalla a su entrada, forman una masa sólida: un árbol detrás de otro detrás de otro indefinidamente no deja lugar a los huecos. Las estrellas en el cielo son tan numerosas que deberían aparecer como los árboles del bosque, si las representásemos sobre una superficie esférica rodeando la Tierra.

Y llenando esa superficie de forma masiva, su luz debería deslumbrarnos por las noches. Pero el cielo es negro y no hay luz cuando se va el Sol y hay Luna Nueva. Ya Kepler, en 1600, vio el dilema, y lo volvió a plantear Olbers en 1823, aunque no dió ninguna explicación real. Los nombres de los problemas científicos o de las partículas virtuales del universo tienen poco que ver con sus descubridores. No hay solución actual para el problema, pero si algunas hipótesis probables, de las que quiero destacar dos.

La primera, la expansión del universo, que no es un globo que se hincha, porque el universo no tiene forma geométrica definida, sino la separación entre sí de las galaxias, que dentro de sí mismas apelotonan las estrellas. Al alejarse las estrellas, su luz nos llega disminuida. Aunque son muchas, la luz que llega es poca: el cielo es negro. La otra hipótesis, el posible carácter fractal del universo. Los fractales son la realidad de la naturaleza: una línea fractal es la línea de una costa. Cuanto más nos acercamos a ella, mas recovecos y quiebros tiene.

El catedrático de Física Aplicada de la Universidad de Alcalá Antonio Ruiz de Elvira nos lo explica en Cosmocaixa Barcelona, el museo de la ciencia de la Obra Social La Caixa.

Fuente:

El Mundo Ciencia

¿Por qué los gallos cacarean antes del amanecer?

Lo hacen, primordialmente, debido a su reloj biológico.

Los gallos suelen empezar a cacarear unas dos horas antes del amanecer y, hasta hace muy poco tiempo, no se sabía por qué.

Como los gallos también cacarean en otros momentos del día, los científicos pensaron que el cacareo mañanero podía deberse a un estímulo externo más que a un causa interna.

Para descubrirlo, un equipo de investigadores de la Universidad de Nagoya en Japón, separó a los gallos en dos grupos.

Uno fue sometido a un régimen de 12 horas de luz brillante y 12 horas de luz tenue. El otro vivió permanentemente en un entorno con poca luz.

Como era de esperar, el primer grupo cacareaba antes del "amanecer", pero, para sorpresa de los investigadores, el segundo grupo comenzó a hacer lo mismo.

Sin embargo, a medida que pasaron los días, los horarios del segundo grupo empezaron a cambiar y se volvieron menos precisos.

Por esta razón, los investigadores llegaron a la conclusión de que, al igual que sucede con los seres humanos, el reloj biológico de los gallos necesita reacomodarse con el sol.

Si no lo hace, acaba gradualmente perdiendo su sincronía con el mundo real.

Tomado de:

BBC Ciencia

¿Cuánto falta para que un día dure 25 horas?

Hay gente tan atareada (yo me incluyo) que, en ocasiones, desearía que el día no tuviera 24 horas, sino algunas más. Pues en un tiempo, gracias a la rotación de la Tierra, que se está ralentizando, el deseo será condecido: el día durará 25 horas.

El problema es que el proceso es tan lento que probablemente nos cogerá a todos calvos: el tiempo que necesita el planeta para hacer una rotación completa sobre su eje varía una milmillonésima de segundo cada día, tal y como señala el físico Tom O´Brian, del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología.

Así pues, a pesar de que hay fluctuaciones, en el caso más optimista deberemos esperar unos 140 millones de años. Entonces ya podremos recalibrar todos nuestros relojes, y es que siguen existiendo. De hecho, ni siquiera será necesario que añadamos un día más al calendario: aunque la rotación de la Tierra sobre su eje cada vez es más lenta, orbitamos alrededor del Sol tan rápido como siempre.

Los datos de que disponemos sobre la velocidad de rotación de la Tierra están basados en observaciones de la posición del Sol en el cielo durante los eclipses solares, lo que nos permite tener datos de hasta hace 2.500 años.

El calentamiento global es otro de los factores que está ralentizando la rotación de la Tierra, aunque muy ligeramente, debido al aumento del nivel de los océanos por el deshielo de los polos, lo que está afectando a las mareas y a las fuerzas de atracción gravitatoria con la Luna.

Fuente:

Xakata Ciencia

Descubren el reloj que duerme a las plantas

Un grupo de científicos con sede en Edimburgo, Reino Unido, descubrió los genes que hacen que las plantas duerman de noche y controlan su floración, según publica la revista Molecular Systems Biology (Biología de Sistemas Moleculares).

Los investigadores observaron con la ayuda de computadoras cómo 12 genes del mastuerzo colaboran en el funcionamiento del reloj interno de las plantas.

Descubrieron que una proteína, conocida como TOC1 y que antes se creía que hacía que las plantas se despertasen, reducía la actividad de los genes por la noche.

"Es un gran cambio en nuestro conocimiento", dijo el profesor Andrew Millar, de la Universidad de Edimburgo.

Las plantas, los animales e incluso las bacterias experimentan lo que se conoce como ritmo circadiano, que son pequeños ajustes al cambio de la luz a lo largo del día y adaptaciones a los cambios de estaciones a lo largo del año.

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"Al igual que los humanos, las plantas tienen ritmos biológicos", explicó el profesor Millar. "Tener un reloj biológico es particularmente importante porque les permite prepararse para la luz del día y de noche almacenar suficiente energía para poder crecer".

"Ahora comprendemos cómo funciona esa docena de genes y cómo actúan en momentos determinados del día", añadió.

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Otros genes

Los científicos esperan avanzar en el conocimiento de la floración de cultivos como el arroz.

Millar dijo que los resultados permitirán avanzar en el conocimiento de la floración de otras plantas, en particular de cultivos como el trigo, la cebada y el arroz.

"Ahora comprendemos cómo todo encaja y cómo los mismos genes controlan los ritmos en todo tipo de plantas, desde las algas monocelulares hasta otras más complejas", agregó.

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Otro estudio realizado en Barcelona y sin conexión con el de la capital escocesa ha llegado a unas conclusiones semejantes.

"Ahora podemos extender el conocimiento adquirido sobre los procesos cíclicos a otros cultivos y plantas de interés agronómico", valoró la profesora Paloma Más, del Centro de Investigación Agrigenómica.

Millar dijo que los nuevos datos ayudarán a los científicos a conocer mejor otros genes de las plantas.

"Ahora conocemos unos 12 genes, pero todavía nos gustaría saber más sobre los que controlan la fotosíntesis, el uso de nitrógeno, la apertura de los pétalos y la fragancia".

Fuente:

BBC Ciencia

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Descubren la primera orquídea totalmente nocturna

B. Nocturnum es la única entre 25.000 especies conocidas de orquídeas que florece sólo de noche.

Una orquídea que abre sus pétalos sólo durante la noche fue hallada por científicos en una isla cercana a Papúa Nueva Guinea.

Se trata de un descubrimiento extraordinario. La planta es la única entre las cerca de 25.000 especies conocidas de orquídea que florece solamente de noche.

El especímen fue recolectado durante una expedición en la isla New Britain, cercana a Papúa Nueva Guinea, un país de Oceanía situado al norte de Australia.

La nueva especie recibió el nombre de Bulbophyllum nocturnum y los científicos desconocen aún la razón evolutiva que explicaría su comportamiento inusual.

La orquídea fue hallada por el botánico holandés Ed de Vogel luego de recolectar plantas en árboles de una zona explotada por compañías madereras. Muchas orquídeas son epifitas, es decir, crecen utilizando como soporte las ramas de los árboles.

"En los bosques tropicales, la mayoría de las orquídeas crecen sobre árboles porque a nivel del suelo es demasiado oscuro y a las orquídeas les gusta tener mucha luz", dijo a BBC Mundo André Schuiteman, experto en orquídeas del Jardín Botánico de Londres, Kew Gardens, y coautor del estudio junto a De Vogel.

Flor de una noche

De las plantas que florecen de noche, una de las más conocidas es el cactus Reina de la Noche (Selenicereus grandiflorus), que es polinizada por murciélagos.

De Vogel sólo descubrió los hábitos nocturnos de la orquídea cuando intentó cultivar algunas de las plantas recolectadas en su laboratorio en el Hortus Botanicus, el centro de estudios botánicos de la Universidad de Leiden, en Holanda.

El científico no lograba comprender por qué los pimpollos que observaba no lograban florecer y al otro día estaban marchitos.

Sólo cuando el botánico llevó la planta a su casa, comprobó para su sorpresa que las flores se abrían luego de la puesta del sol y se cerraban pocas horas después del amanecer.

Las flores duraban sólo una noche, lo que explicaba por qué los pimpollos que observó De Vogel en su laboratorio parecían estar a punto de abrirse y ya estaban marchitos al día siguiente.

Polinizadores

La planta pertenece al género Bulbophyllum, que incluye cerca de 2.000 especies y es el mayor grupo en la familia de las orquídeas.

Si bien hay otras orquídeas que atraen polinizadores durante la noche, también permanecen abiertas durante el día, por lo que B. nocturnum es la primera especie conocida de florecimiento exclusivamente nocturno.

"Especies relacionadas con B. nocturnum son polinizadas por pequeños insectos voladores nocturnos, que creen estar visitando un hongo", explicó Schuiteman.

"Las plantas se mimetizan con los hongos, ésa es la razón que explica los detalles y dibujos que pueden observarse en las flores".

Los científicos creen que la nueva orquídea puede ser polinizada por un pequeño insecto volador nocturno.

"Los insectos están buscando un lugar donde depositar sus huevos y en este caso se trata probablemente de alguna especie que se alimenta de noche", dijo Schuiteman a la BBC.

"Es probable también que la orquídea tenga un aroma no detectable por los seres humanos, que le permite atraer insectos desde distancias mayores. Cuando se acercan, la forma y los detalles en los petalos también juegan un papel importante".

En 1862, Charles Darwin predijo correctamente que una orquídea que sólo se encuentra en Madagascar era polinizada por una polilla con una probóscide, es decir, un apéndice tubular alargado, de 30 cms. La polilla sólo fue descubierta 20 años después de la muerte de Darwin.

Carrera contra el tiempo

Schuiteman dijo que la razón exacta por la que B. nocturnum florece sólo de noche probablemente seguirá siendo un misterio hasta que se estudien los resultados de nuevas expediciones.

Sin embargo, la historia del descubrimiento de esta orquídea notable deja en evidencia la necesidad de establecer áreas protegidas.

"La zona donde fue hallada la planta era inaccessible, pero ahora el gobierno de Papúa Nueva Guinea concedió licencias para explotación maderera por lo que se abrieron caminos. Mi colega obtuvo un permiso para ingresar de la compañía maderera e incluso le dieron un vehículo para su uso", dijo Schuiteman a la BBC.

Los nuevos caminos son un arma de doble filo, según los científicos. Por un lado, permiten el acceso de expertos como De Vogel, pero al mismo tiempo están poniendo en peligro el bosque, en un área en que según Schuiteman, probablemente debe haber muchas más especies que aguardan ser descubiertas.

La orquídea Lepanthes telipogoniflora fue descubierta en Colombia en 1995.

"Es el gobierno el que concede las licencias de explotación y nosotros instamos a las autoridades de Papúa Nueva Guinea a que protejan algunas áreas".

"Esta orquídea nos recuerda una vez más los sorprendentes descubrimientos que aún pueden hacerse. Pero enfrentamos una carrera contra el tiempo para hallar especies como éstas que sólo pueden encontrarse en bosques vírgenes tropicales. Esos bosques están desapareciendo a un ritmo acelerado".

El llamado de protección debe extenderse también a los bosques tropicales en América Latina, según Schuiteman. "Yo mismo estuve en Colombia y encontré en 1995 una especie desconocida de orquídea, Lepanthes telipogoniflora, tan llamativa que se colocó incluso en un sello. Especialmente en Colombia, Peru y Ecuador hay orquídeas que esperan ser descubiertas, ya que hay áreas en las que jamás se ha buscado específicamente estas plantas".

El estudio sobre B. nocturnum fue publicado en la revista Botanical Journal of the Linnean Society.

Fuente:

BBC Ciencia

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No todos los días duran 24 horas

Domingo, 25 de abril de 2010

No todos los días duran 24 horas

Una película clásica sobre el desembarco de Normandia en la Segunda Guerra Mundial se llamó "El día más largo". Sin embargo, científicamente, el título no era correcto. El 6 de junio de 1944 no fue el día más largo. Tampoco es un solsticio de verano, 21 de junio, cuando el periodo entre la salida y puesta del sol es el más largo en el hemisferio norte.

El día más largo del siglo pasado ocurrió en algún momento durante 1912, según el geofísico del Jet Propulsion Laboratory (JPL) Richard Gross. El día más corto en los últimos 100 años fue el 2 de agosto 2001, cuando el tiempo que tardó la Tierra en dar una vuelta completa sobre su eje cifra cayó a menos de 24 horas por alrededor de una milésima de segundo, informa el JPL.

Gross ha estudiado la rotación de la Tierra. Como resultado, concluye que la Tierra no gira como un reloj. En un artículo reciente publicado en 'Physics of the Earth and Planetary Interiors', Gross combinó varias series de mediciones de duración del día abarcando desde 1832 hasta 1997 y suaviza algunos de los errores con una fórmula matemática sofisticada.

"La duración del día varía alrededor de una milésima de segundo en el curso de un año", dice Gross. "Poco a poco aumenta en el invierno, cuando la Tierra gira más lentamente, y disminuye en verano. También hay patrones de cambios en la longitud del día en las últimas décadas, incluso siglos".

Puesto que hay 86.400 segundos en un día de 24 horas, unas pocas milésimas de segundo no parecen provocar mucha diferencia, pero lo hacen. Saber exactamente cuándo y cuánto varía la rotación de la Tierra podría conducir a mejores modelos de la atmósfera y los océanos, la predicción del tiempo atmosférico y un mejor conocimiento del funcionamiento interno del planeta.

Además de su investigación, Gross trabaja con un grupo en el JPL que utiliza el sistema de posicionamiento global para medir la rotación de la Tierra con gran precisión, a alrededor de una centésima parte de un milisegundo. "El JPL es uno de los pocos lugares en el mundo que tiene una aplicación para este tipo de trabajo", dice Gross.

"Si, por ejemplo, desea enviar una sonda a Marte", dice Gross, "puede hacer un seguimiento de la nave espacial con respecto a la Tierra. Para ello se necesita saber exactamente cómo la Tierra se orienta a fin de que las maniobras tomen un camino correcto para llegar a un lugar de aterrizaje en Marte en particular".

"Si la Tierra gira de manera uniforme, usted sabría que está orientado en un momento determinado en relación con Marte o cualquier otro lugar", dice Gross, "pero la Tierra no gira uniformemente."

Gross trata de comprender estos cambios y la manera de predecirlos. "Las variaciones en la longitud del día se observaron por primera vez por Edmond Halley en 1695", dice Gross. "Estaba mirando el movimiento de la Luna y creyó ver una aceleración. Lo que realmente veía era la Tierra en desaceleración."

Desde la época de Halley, los científicos han utilizado una variedad de técnicas para medir la velocidad de rotación de la Tierra. Primero se utilizaron los métodos astronómicos. Ahora utilizan el láser lunar y los satélites; una técnica llamada interferometría de muy larga base y el sistema de posicionamiento global.

La longitud del día - la velocidad con que la Tierra rota - depende de cómo se distribuye la masa de la Tierra. Su masa incluye la atmósfera, la litosfera y su núcleo líquido. Por eso un terremoto puede alterar la velocidad de rotación. "Es como un patinador sobre hielo", dice Gross.

"Los cambios anuales en la duración de la jornada --dice Gross-- son causados sobre todo por el ambiente, los cambios en la fuerza y la dirección de los vientos, especialmente la corriente en chorro. El sol calienta el ecuador más que los polos. La diferencia de temperatura es en gran parte responsable de la corriente en chorro. Cambios estacionales en la temperatura producen cambios diferencia en los vientos y, por tanto, la longitud del día".

Los cambios en los patrones de la duración del día pueden durar décadas. "Estas son causadas por procesos en el núcleo de la Tierra", dice Gross. "El núcleo es un fluido. Su movimiento genera el campo magnético de la Tierra. Observar el campo magnético en la superficie nos da una idea de cómo el líquido se mueve dentro del núcleo. De estos cambios en el movimiento del fluido inferidos de los producidos en el campo magnético pueden coincidir con el período más largo de cambios en la longitud del día", explicó.

Sucede que estamos ahora en medio de uno de estos patrones a largo plazo. Anualmente, la duración de la jornada ha sido cada vez más corta desde 1992. Si la tendencia continúa, dice Gross, el día más corto puede aparecer este verano.

Fuente:

Europa Press