¿Por qué los peces desarrollaron branquias?

Viernes, 15 de enero de 2010

¿Por qué los peces desarrollaron branquias?

Pero, antes de leer el artículo, conozac más sobre las branquias:

En los animales acuáticos, las branquias son los órganos respiratorios mediante los que se realiza el intercambio de gases, oxígeno (O₂) y dióxido de carbono (CO₂), entre el medio interno del animal y el ambiente.

Los animales acuáticos captan O₂ que se encuentra disuelto en el agua, el cual pasa a los fluidos internos (sangre, hemolinfa, etc.) y es transportado a los tejidos, donde las células lo requieren para la respiración celular, proceso que se realiza en orgánulos celulares llamados mitocondrias. Como resultado de la respiración celular se produce CO₂, el cual debe ser eliminado para evitar la intoxicación del medio interno.

Los animales más pequeños y de menor tasa metabólica realizan el intercambio de gases por su superficie corporal. Los más grandes o activos necesitan una superficie de intercambio más extensa, para lo que han adquirido en el curso de la evolución estructuras especializadas a las que se llama branquias. Para favorecer el intercambio, la circulación de fluidos está siempre especialmente organizada en estos órganos, incluso en aquellos animales que carecen de un sistema vascular desarrollado, como los moluscos. Más en Wikipedia.

Los peces de agua dulce absorben sustancias químicas del agua.

Una investigación reciente pone en duda la teoría de que los peces desarrollaron branquias -principalmente- para respirar.

Según un equipo de biólogos que estudió el desarrollo de las branquias en larvas de truchas arcoiris la razón es otra: lo hicieron para regular las sustancias químicas en su cuerpo.

El estudio, publicado en la revista Proceedings B de la Royal Society, permite entender mejor la evolución de las branquias en los peces.

Clarice Fu, zoóloga de la Universidad de British Columbia, en Canadá, y sus colegas notaron que las branquias de las larvas, al madurar, desarrollaban la habilidad de regular las sustancias químicas en la sangre, antes de que comenzaran a tomar oxígeno.

Los expertos midieron la absorción de iones, que son partículas con sustancias químicas.

Estos iones son necesarios para el funcionamiento de las células, pero se vuelven tóxicos si los niveles en la sangre son demasiado altos.

Los peces absorben estos iones del agua que los rodea, explica Fu, para "mantener esta delicado balance en su sangre".

"En agua dulce, peces como la trucha arcoiris tienden a perder los iones de su sangre en el agua, porque la concentración de iones en su cuerpo es más elevada que en el agua", dice Fu.

El equipo de investigadores midió las branquias de truchas arcoiris jóvenes para analizar sus funciones.

"Cuando las branquias son todavía inmaduras, gran parte de la absorción de iones se hace a través de la piel. Cuando el pez es más adulto y las branquias maduran, este proceso puede trasladarse a ellas", señala Fu.

"Lo que descubrimos es que la absorción de iones pasa de la piel a las branquias antes que la absorción de oxígeno".

Lea el artículo completo en:

BBC Ciencia

¡Una gota de aceite resuelve un laberinto!

Viernes, 15 de enero de 2010

¡Una gota de aceite resuelve un laberinto!

¿Cómo? Sí, usted ha leído bien. Es verdad, el título parece absurdo, pero después de lo que han logrado estos científicos, es la expresión más exacta que hemos encontrado para describir al artículo. En lo que era un proyecto para encontrar formas más eficientes de distribución en el cuerpo humano para drogas destinadas a combatir el cáncer, se ha descubierto que con las condiciones ideales, unas pocas gotas de aceite mineral fueron capaces de encontrar salida en un laberinto complejo. Toda la reacción ha sido estrictamente química, y con dicho descubrimiento se está evaluando la posibilidad de aprovechar esta propiedad para crear drogas mucho más precisas a la hora de combatir diferentes tipos de cáncer.

Una tarea que casi siempre estaba destinada a ratones de laboratorio, el encontrar la salida en un laberinto ahora no es más que una tarea cumplida para unas pocas gotas de aceite. El químico Bartosz Grzybowski ubicado en la Northwestern University de Illinois descubrió la capacidad de las gotas mientras buscaba formas de lograr que drogas específicamente diseñadas para tratar el cáncer alcanzaran su objetivo de manera más precisa. Hasta el momento, se han desarrollado métodos de "transito" para estas drogas como nanopartículas y liposomas, pero la complejidad del cuerpo humano es tal que es muy difícil para estos medios de transporte alcanzar una ubicación exacta. Es triste pensar que mucha de la efectividad que tienen estas drogas se pierda por el simple hecho de que no pueden llegar a su objetivo final de forma efectiva.

En el primer laberinto, no hay error alguna. En el segundo, la gota pasa de largo, pero rápidamente se corrige.

Los científicos prepararon un laberinto de 6,5 centímetros cuadrados, y lo llenaron con una solución alcalina de hidróxido de potasio. Las gotas que participaron de esta carrera fueron tanto aceite mineral como diclorometano, ambas sustancias cargadas con un ácido débil y un tinte de color rojo para ubicar su posición. El "premio" que estimuló el movimiento de las gotas fue un pequeño trozo de gel de agarosa empapado en ácido clorhídrico, ubicado al final del laberinto. En aproximadamente un minuto, las gotas encontraron la salida sin mayores tropiezos, siempre hallando la ruta más rápida a la salida. De acuerdo a los científicos, la razón para que las gotas encontraran el camino adecuado es química. El ácido en el gel de agarosa se filtró en el hidróxido de potasio que cubre el laberinto, creando una gradiente. Mientras que la solución cercana a la entrada tiene más propiedades de base, en la zona de la salida cuenta con propiedades más ácidas. La solución base interactúa con el componente ácido de las gotas, haciendo que la sección de la gota que apunta hacia la salida sea más ácida que la sección apuntando a la entrada. Esto aumenta la tensión de la superficie del lado de la gota que apunta a la salida, y es la diferencia entre la tensión de la superficie en las secciones opuestas de la gota lo que la hace salir propulsada hacia la salida, casi sin margen de error.

De las dos sustancias probadas, el diclorometano se movió más rápidamente, y si bien su nivel de imprecisión fue un poco más alto, siempre encontró el camino correcto a la salida. A pesar de que a simple vista parezca un simple experimento, esto podría tener implicaciones importantes en el tratamiento de diferentes tipos de cáncer. De acuerdo a Grzybowski, las formaciones cancerígenas son más ácidas que el resto del cuerpo, y como lo han hecho las gotas, se podrían diseñar "vehículos" para medicinas que aprovechen la misma reacción, hallando el cáncer en el cuerpo del paciente, y atacando directamente, evitando así tejido sano. También se están evaluando otras posibilidades, como la informática, la matemática, e incluso control de tráfico. Aún así, estamos de acuerdo en que la prioridad está en el tratamiento del cáncer. Si logran desarrollar esos medios de transporte tan eficientes como estas gotas, estaremos más cerca de encontrar una solución a este mal que afecta a millones.

Fuente:

Neo Teo

Si lo desea, puede ir a la fuente original (en inglés), incluye un video:

Science

¿Quién dijo que la Tierra es redonda?

Viernes, 15 de enero de 2010

¿Quién dijo que la Tierra es redonda?

Este es el planeta Tierra como jamás lo observarás en la realidad: sin agua, plano, extrañamente abollado… Se trata de recreaciones científicas realizadas a partir de datos reales. Bienvenido al mundo virtual dentro de un superordendor.

La India está grave. Este mapa muestra las diferencias en el campo gravitacional. El programa GRACE de la NASA alertó sobre las pérdida de 109 kilómetros cúbicos de aguas subterráneas en el noroeste del país.Esta pérdida de masa provoca la disminución de su campo gravitacional. Los colores van del azul (graveda mínima) al rojo (máxima).

Las manzanas no caen a la misma velocidad en cualquier lugar, algo que Newton difícilmente podía advertir. La masa de la que está hecha la Tierra no es homogénea. Las diferencias las marcan capas de hielo de mayor o menor grosor, flujos de agua subterránea, lentas corrientes de magma en lo más profundo y un sinfín de variables geográficas.

Como la masa no es uniforme, tampoco lo es su campo gravitatorio. Las diferencias son muy leves, menos del 1% entre los puntos más extremos. La medición exhaustiva la llevó a cabo una misión de la NASA con nombre de mujer, GRACE (en español, experimento de recuperación gravitacional y clima). El primer trabajo de GRACE fue un mapa exagerado del desparejo campo gravitacional terrestre: una esfera multicolor profundamente abollado en India (ver galería de fotos).

El globo terráqueo de GRACE está contenido en los confines de un superordenador, y no es el único creado por el hombre. Algunos de los planetas virtuales que puedes ver en la galería de imágenes, muestran la Tierra sin agua, otros la invisible magnetosfera; algunos permiten ver el pasado del planeta, otros el futuro.

Todos son representaciones de millones de datos reales procedentes de sensores y satélites. Para sus mediciones de la gravedad terrestre, GRACE utiliza dos satélites idénticos, en la misma órbita, separados entre sí 220 km. A medida que ambos giran, las regiones con gravedad más fuerte afectan al primer satélite: lo alejan levemente del segundo. Pueden detectar un cambio en la distancia que los separa de un micrómetro, la mitad del espesor de un cabello.

La NASA se lleva la palma en estudios sobre la Tierra. Entre ellos, el conocido como CLASS Project, que es parte de un macroprograma de medio ambiente. Sus expertos afirman haber recibido la friolera de 8,3 millones de archivos de observaciones del clima desde el año 1980. Hablan de 98 terabytes de información. Para 2010 esperan recabar 5,1 petabytes de datos… ¡cada año!

¿Cómo convertir este tsunami de información en datos útiles? La repuesta son planetas virtuales que permiten visualizarlos de forma comprensible.

Lea el artículo completo, oncluye maravillosas imágenes, en:

QUO

Las extraordinarias cualidades del colibrí (picaflor)

Viernes, 15 de enero de 2010

Las extraordinarias cualidades del colibrí (picaflor)

Los colibríes

Los colibríes (También conocidos como quindes, tucusito, picaflor o chuparrosas) pertenecen a la subfamilia Trochilinae, y conjuntamente con las Hermitas que pertenecen a la subfamilia Phaethornithinae conforman la familia Trochilidae.

Son los pájaros más pequeños del mundo. La familia de los colibríes comprende más de 100 géneros que se dividen en un total de 330 a 340 especies. Constituyen unas especies de aves originarias del continente americano. Antaño se les mató por millones a fin de decorar los sombreros femeninos europeos, lo que posiblemente llevó al exterminio de varias especies.

El colibrí es uno de esos animales de los que creemos saber muchas cosas y del que apenas conocemos algunos detalles. El documental "Hummingbirds: Magic in the Air", emitido por la PBS hace unos días, nos muestra algunas de las facetas menos conocidas de este increíble acróbata, como su habilidad para sortear obstáculos y estabilizar su vuelo, o su desconocida capacidad para cazar insectos. (Seguir leyendo)

El biólogo estadounidense Doug Altshuler ha convertido su laboratorio en una especie de circuito de pruebas para colibríes, con el objeto de estudiar la habilidad de estos animales en el aire. En el siguiente vídeo podéis ver la facilidad con que los colibríes son capaces de volar hasta alcanzar el comedero que gira a bastante velocidad.

Hummingbirds: Magic in the Air | PBS (Youtube, 4:16 min)

Casi tan fascinante como el documental es la narración sobre cómo se hizo. En el vídeo, compartido por PBS en Youtube, la realizadora Ann Prumm explica las dificultades que hay que sortear para rodar un documental como éste y filmar a los colibríes en situaciones en las que hasta ahora apenas han sido observados. Uno de los momentos más fascinantes es la filmación a cámara superlenta de sus movimientos para atrapar insectos:

Behind the Scenes of "Hummingbirds" | PBS (Youtube, 9:28 min)

Aunque parezca increíble, esta capacidad de los colibríes para atrapar insectos en apenas unas milésimas de segundo no había sido documentada hasta el año 2004, cuando se publicó en la revista Nature. El movimiento es tan rápido que los autores del documental tardaron días en conseguir registrarlo. Los colibríes necesitan comer insectos para conseguir las proteínas que necesitan y no encuentran en su dieta a base de néctar.

Yo os he colocado los vídeos de Youtube para que veáis el fragmento que me interesa destacar. Si queréis saber más, pinchad en los enlaces bajo los vídeos. Lamentablemente, el programa completo no se puede ver fuera de EEUU por restricciones del copyright :-(

Enlace: Hummingbirds: Magic in the Air (PBS)

Fuente:

Fogonazos

Haití, la peor geografía para un terremoto

Jueves, 14 de enero de 2010

Haití, la peor geografía para un terremoto

Haití está en una zona de grandes placas tectónicas y fallas geológicas.

Cuando se dio a conocer el terremoto que sacudió a Haití, los expertos supieron de inmediato que sería uno de los peores desastres naturales recientes.

Además de haber ocurrido en uno de los los países más pobres de Occidente -y uno de los menos preparados para enfrentar un evento de este tipo- sacudió a una zona donde se ubica una compleja red de placas tectónicas y fallas geológicas.

Haití está situado en medio de un vasto sistema de fallas geológicas que resultan del movimiento de la placa del Caribe y la enorme placa de Norteamérica.

Igual que en otras zonas donde colindan placas tectónicas, en los límites de la placa del Caribe hay una actividad sísmica importante debido a estas fallas.

Y fue el deslizamiento súbito de una de éstas, la falla de Enriquillo, la que condujo al desastre.

Se calcula que el epicentro del terremoto, que midió 7 en la escala de Richter, fue a unos 15 kilómetros de Puerto Príncipe, y el hipocentro (el punto debajo de la superficie terrestre donde comenzó la ruptura) fue a sólo 8 kilómetros de la superficie.

Esta proximidad a la superficie, afirman los expertos, aseguró que las fuerzas de choque de la tierra fueran lo más intensas y destructivas posible.

Sin amortiguamiento

Se cree que el temblor fue causado por el deslizamiento de la falla de Enriquillo.

Las construcciones en zonas de terremoto en países industrializados se erigen sobre sistemas de amortiguamiento que permiten "capear" los temblores, no sólo dejando que los edificios se sacudan hacia adelante y atrás sino giren junto con el movimiento de la tierra.

Pero las sencillas estructuras de concreto de la capital haitiana se desmoronaron cuando se les sometió a esta presión.

"La cercanía a la superficie es uno de los más graves factores que contribuyen a la severidad de un sacudimiento de tierra causado por un terremoto de cualquier magnitud" dijo a la BBC el doctor David Rothery, científico planetario de la Universidad Abierta del Reino Unido.

"Además, el sacudimiento tiende a ser más grande si está más cerca de la fuente. En este caso el epicentro fue a sólo 15 kilómetros del centro de la capital y por eso quedó tan destruida".

Después, una serie de fuertes réplicas -más de 10, de más de 5,0 en magnitud- completaron la devastación.

El último gran terremoto en esta zona de Haití ocurrió hace 150 años.

La costa norte del país se ubica en el límite de las grandes placas tectónicas del Caribe y de Norteamérica donde vastos bloques de la superficie de la Tierra se desplazan rozándose en un movimiento horizontal.

Se cree que la placa del Caribe se está desplazando hacia el este en unos 2 centímetros cada año.

Lea el artículo completo en:

BBC Ciencia

¿Por qué es tan difícil predecir un terremoto?

Jueves, 14 de enero de 2010

¿Por qué es tan difícil predecir un terremoto?

Conocer Ciencia se solidariza con las victimas del terremoto de Haití. Sabemos que están sufriendo, pero también sabemos que la solidaridad, al menos en estos momentos, siempre llega, lo cula siempre nos reafirmará en nuestra fe en los seres humanos y en su gran potencial para construir un mundo mejor.

En la actualidad no existe ningún método capaz de detectar dónde y cuándo se producirá un terremoto debido al comportamiento no lineal y bastante caótico que tienen los movimientos sísmicos.

El mapa muestra el epicentro del seísmo que sacudió Haití el martes. | US Geological Survey.

• De momento no hay ningún método capaz de detectarlos de forma inminente
• Construir respetando las normas antisísmicas es la única forma de paliar daños
• Los 'tsunamis' u olas gigantes sí pueden detectarse con antelación

Los habitantes de las zonas con riesgo sísmico son conscientes de que la tierra puede temblar en cualquier momento. Pero, ¿cuándo podrán los científicos alertar de un terremoto inminente de la misma forma que un meteorólogo predice una tormenta con horas e incluso días de antelación?

De momento, los expertos son capaces de calcular con bastante precisión dónde se producirán las sacudidas a largo plazo -por ejemplo, se espera un fuerte terremoto en California en los próximos 30 años- pero no con la antelación necesaria para que la población y los servicios de emergencias se preparen. Y es que, a pesar de los avances en sismología, siguen siendo imprevisibles.

Actualmente no existe ningún método capaz de detectar dónde y cuándo se producirá debido al comportamiento no lineal y bastante caótico que tienen los movimientos sísmicos. "Cuando se produce un terremoto, lo preceden otros muchos fenómenos pero se ha comprobado que no siempre se dan todos. En la actualidad, es imposible medir al mismo tiempo tantos parámetros sin la garantía de que se vaya a producir, de ahí la dificultad para detectarlos con antelación", explica Emilio Carreño, director de la Red Sísmica Nacional.

"Es posible pronosticar dónde serán más severos pero no predecirlos individualmente. Lo que sí podemos hacer es minimizar al máximo sus efectos desarrollando sistemas para la respuesta rápida", afirma la investigadora del CSIC María José Jiménez, que en el año 2003 coordinó el primer mapa unificado de peligrosidad sísmica de Europa y el Mediterráneo.

El mapa facilita a arquitectos e ingenieros información sobre los lugares en los que hay que construir siguiendo unos parámetros determinados para que los edificios puedan resistir movimientos sísmicos. "En el caso del terremoto ocurrido el martes en Haití, el epicentro estaba muy cerca de una zona urbana muy poblada y los edificios seguramente no estaban construidos siguiendo estas normas", afirma.

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El Mundo Ciencia