Crean los primeros «nanobots de ADN»

Publicación 19.05.2010 del Diario ABC
 

Investigadores del Instituto de Tecnología de California (Caltech) y las Universidades de Columbia y Arizona han conseguido construir y programar dos "robots moleculares" (entre cuyos componentes se ha insertado ADN) capaces de realizar tareas complejas a una escala microscópica. Los robots, igual que sus parientes de mayor tamaño, pueden moverse, pararse, girar y realizar con precisión los trabajos para los que están programados. En un artículo publicado hace unos días en Nature, los autores explican cómo estos "nanobots" están destinados, en apenas unos años, a revolucionar por completo una multitud de áreas, desde la ingeniería industrial a la medicina.

El primero de los dos robots es una especie de "araña molecular" que, según la programación que incorpore, será capaz incluso de tomar sus propias decisiones y reaccionar de acuerdo con el ambiente en el que se encuentre. Sus tres patas son enzimas de ADN que son capaces, por ejemplo, de dividir una secuencia genética determinada o de ensamblar todo tipo de moléculas construyendo (o rompiendo) sus enlaces moleculares.

El segundo robot es una especie de cadena de montaje de apenas unos nanómetros de tamaño (un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro). Tiene cuatro patas y tres manos, es capaz de desplazarse rápidamente por un sustrato de ADN y, a partir de las nanopartículas que se le suministren, está diseñado para ensamblar cualquier clase de material imaginable, incluso nuevos materiales diseñados en laboratorio.

Materiales inimaginablesAmbos ingenios constituyen un paso decisivo hacia la construcción de legiones de "microrobots de ADN" capaces de fabricar, en potencia, cualquier clase de dispositivo, tanto eléctrico como mecánico. Su capacidad para ensamblar moléculas de una forma que era imposible hasta ahora será decisiva, opinan los investigadores, para diseñar y fabricar nuevos materiales que hasta ahora sólo estaban en la imaginación de los científicos.

Hasta ahora, sólo había sido posible construir nanobots capaces de realizar tareas muy sencillas, como la de desplazarse. A partir de ahora, se podrá además dotar a estas micromáquinas de una programación concreta para desempeñar labores específicas, e incluso dotarlas de la capacidad de decidir por sí mismas entre un gran número de acciones. Los nanobots podrán, por ejemplo, repararse o reconstruirse a sí mismos, o decidir si la célula que tienen enfrente es cancerosa y debe por tanto ser destruida.

Aplicaciones infinitas"Un robot - afirma Erik Winfree, profesor de ciencias computacionales del Caltech- es una máquina que percibe su entorno, toma una decisión y después actúa en consecuencia". Igual que sus "colegas" en las grandes cadenas de montaje, estos microrobots a escala molecular podrán llevar al terreno de los microscópico todas las ventajas de la robótica moderna. Con el añadido de que serán capaces de trabajar indistintamente con o sobre materiales orgánicos o inorgánicos. O lo que es igual, podrán construir o reparar tanto componentes eléctricos como tejidos vivos.

Las aplicaciones para esta clase de máquinas de ADN son infinitas y abarcan una gran multitud de campos. Todo depende de la programación que incorporen. Una legión de nanobots inyectada en el cuerpo de un astronauta podría, por ejemplo, mantenerlo sano y en forma durante un largo viaje espacial. Otro "miniejército" mecánico podría combatir, desde dentro, un tumor, a base de perseguir y destruir todas las células cancerosas que encuentre en el organismo.

Otros podrán, en un futuro próximo, poner a punto materiales más resistentes o específicamente diseñados para resistir en cualquier tipo de entorno o condiciones. Y otros se encargarán de construir piezas electrónicas de una precisión y eficacia imposible de conseguir por medio de las técnicas actuales de fabricación.

Sabias que? ...la sucesión de Fibonacci?

La sucesión de Fibonacci es una secuencia de números enteros descubierta por matemáticos hindúes hacia el año 1135 y descrita por primera vez en europa gracias a Fibonacci (Leonardo de Pisa). La sucesión se describe de la forma sigueinte:

F(0) = 0;
F(1) = 1;
F(n) = F(n-1) + F(n-2)

Lo que da la recurrencia siguiente:

0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597

Aparte de que esta sucesión tiene varias propiedades interesantes, como que se puede formar cualquier número natural mediante la suma de términos de la sucesión, sin que ninguno se repita, lo más curioso de esta sucesión es su presencia en la naturaleza. La sucesión de Fibonacci está muy ligado a la vida y estos hechos lo demuestran:

Los machos de una colmena de abejas tienen un árbol genealógico que cumple con esta sucesión. El hecho es que los zánganos, el macho de la abeja, no tiene padre (1), pero sí que tiene una madre (1, 1), dos abuelos, que son los padres de la reina (1, 1, 2), tres bisabuelos, ya que el padre de la reina no tiene padre (1, 1, 2, 3), cinco tatarabuelos (1, 1, 2, 3, 5), ocho tataratatarabuelos (1, 1, 2, 3, 5, 8) y así sucesivamente, cumpliendo con la sucesión de Fibonacci.

En la mano humana también se encuentra esta recurrencia, la longitud del metacarpo es la suma de las dos falanges proximales y la longitud de la primera falange es la suma de las dos falanges distales.

El número de pétalos de una flor es generalmente un término de Fibonacci. Hay flores con 2 pétalos, 3, 5, 8, 13, 21, 34, pero muy rara vez es un número que no esté en esta sucesión.

En la relación entre la altura de un ser humano y la altura de su ombligo.

En las espirales de los girasoles.

En las espirales de las piñas.

La relación entre la altura de la cadera y la altura de la rodilla.

Y en muchos lugares más.

Sistemas respiratorios, del pulmón a las branquias

Todos sabemos que el oxígeno es un elemento vital necesario: si dejas de respirar no podrás aguantar más de tres minutos (apurando al máximo y teniendo una capacidad pulmonar enorme). Pero no todos los seres vivos lo obtenemos de la misma forma, pues todos tenemos distintos sistemas para respirar.
Hay muchas formas de conseguir el suministro necesario de aire para la supervivencia, seas pez, insecto o humano.
En este artículo vamos a conocer algunos de estos sistemas respiratorios.

Animales en tierra: Los pulmones

La respiración es el proceso por el cual se produce el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono.
Cuando sientes la necesidad de respirar (proceso involuntario) tus pulmones se inflan, llenándose de oxígeno del exterior. El aire entra por la nariz y se limpia gracias a la mucosa nasal y al vello que hay dentro de las fosas nasales para evitar que entren partículas de polvo. Después el aire pasa por la faringe, luego va a la laringe y después a la tráquea. La tráquea puedes sentirla si tocas la parte baja de tu garganta.
Después el aire llega a una división de dos ramas que llevan al pulmón izquierdo y al derecho. Estas dos divisiones se llaman bronquios.
Cada bronquio se divide en tres lóbulos, en el caso del pulmón derecho, y en dos en el pulmón izquierdo. Las ramificaciones se van haciendo cada vez más pequeñas hasta que el aire termina en unas pequeñas bolsitas llamadas alveolos.
Los alveolos están formados por unas membranas hiperdelgadas donde se produce el intercambio de oxígeno del exterior y el CO2 que desecha nuestro organismo.
Y todo esto ocurre en cuestión de milésimas de segundo, ¡impresionante!

Animales bajo el agua: Las branquias

La forma que tienen de respirar los peces es muy similar, por no decir idéntica, a la de los seres humanos, pero su sistema respiratorio es muy diferente al nuestro.
Para empezar hay que decir que las branquias pueden ser externas o internas, esto significa que están protegidas dentro del cuerpo del animal o que están fuera, directamente en contacto con el agua.
El pez toma agua con la boca y la "traga", por así decirlo, hasta las branquias. (En caso de que sean branquias externas, esto no es necesario, ya que el agua fluye automáticamente entre ellas).
Cuando el agua se desliza por las branquias y las lamelas, que son unos filamentos carnosos, se produce el intercambio de oxígeno nuevo por el CO2 sobrante. Igual que si estuviéramos en el pulmón del cuerpo humano.
Tienes que saber que si el pez no se mueve o no hay corriente, morirá asfixiado, ya que al no correr el agua entre las branquias no puede coger las partículas de oxígeno necesarias. Es por este motivo que siempre vemos a los animales marinos en movimiento.

Aunque en esta foto las branquias no se ven, porque son internas (en el caso del tiburón), puedes ver las rendijas por las que el agua cargado de CO2 es expulsado del cuerpo del animal.
Por cierto, las branquias son de un color rojo muy vivo.

En insectos: Respiración traqueal

El caparazón de algunos insectos tiene pequeñísimos orificios que cogen el aire del exterior y lo introducen en el cuerpo del animal. Allí el oxígeno, dentro de un pulmón muy plegado en láminas o en sáculos, es absorbido por el torrente sanguíneo para nutrir de oxígeno las células del cuerpo.
Lo más curioso de este tipo de respiración es que se dice que los insectos, al principio de la vida eran más grandes porque como había más oxígeno que ahora, se podían permitir cuerpos más grandes. Resultado: a más oxígeno, mayor tamaño. ¡Imagínate una libélula del tamaño de una gaviota! La verdad, me daría bastante miedo...

La Marula: una droga popular en la naturaleza

¿Imaginas llegar a tu casa y ver a tu perro, a tu gato, o a tu mono ayudante agarrado a una botella de licor o con un mojito bajo el brazo? Seguramente el pobre animal estaría descansando después de una gran fiesta y la situación te parezca algo extraña. Y lo es. Sin embargo, en la naturaleza podemos ver varios casos de “adicción” al alcohol o las drogas.

La Marula: una droga popular en la naturaleza

La Marula es un árbol alto, de unos 18 metros de altura, de fuerte tronco… pero no nos interesa el árbol en sí, sino su fruto.
Se trata de un fruto redondo, más o menos del tamaño de una pelota de un coco, es de color amarillento y de piel tersa y firme. Lo podrías describir como un melocotón pero sin “pelillos”.
La Marula se encuentra en África, desde Etiopía y Senegal hasta Limpapa. Es una fruta muy dulce, con muchos azúcares naturales en su interior. Cuando está madura cae al suelo y pronto comienza a fermentar, ¿y qué ocurre? Pues, al fermentar el azúcar se convierte el alcohol.

Efectos en los animales

Es obvio, a los animales, monos, elefantes, cebras, facóqueros, jirafas, pequeños roedores y más, les encanta su sabor, porque no son tontos.
No sólo se endulzan la boca, sino que además ingieren el alcohol del fruto y se emborrachan. Hay unos videos muy comprometidos y divertidos que explican mejor que yo este efecto.
Por supuesto el ser humano ya comercializa, desde hace tiempo, una bebida alcohólica extraída del fruto de la Marula.

Otras drogas

Muchos animales consumen otras drogas voluntariamente y de forma natural.
A este consumo se le conoce como Instinto Psicoactivo, y es el que lleva a un animal a consumir drogas asumiendo las consecuencias que va a proporcionarle.
Es decir, que el animal busca intencionalmente el efecto de la sustancia.

¿Por qué lo hacen?

Esta pregunta no tiene una respuesta probada, puede ser porque la fruta fermentada es más rica, nutritiva y energética o consumen hongos, setas, etcétera... o porque el placer que les genera la sustancia los convierte en adictos.
Ya sabes cuáles son los efectos de, por ejemplo, la marihuana y los 10 mitos del Cannabis Sativa, pero, si los animales hacen esto, ¿qué tan malo será para la salud?
Se ha descartado que lo hagan por nutrición, ya que muchas veces, simplemente mordisquean las setas o toman un pequeño pedazo dejando que los efectos narcóticos se manifiesten, por mero placer neuronal.
Por ejemplo los renos consumen unas setas alucinógenas, quizá por la cafeína. Aunque no son los únicos animales que consumen drogas, o los caballos que les encanta el locoweed.

Quedan muchas interrogantes sobre las drogas y los animales. Y la ciencia día a día intenta develar lo que por ahora es un misterio.

Hallan una 'supertierra' que puede tener vida

El planeta nuevo junto a las tres estrellas de su sistema. | Carnegie Institution

• El español Guillem Anglada-Escudé utilizó su nuevo 'software' para descubrirlo
• Los registros de esta estrella habían sido rechazados por otros astrónomos
• Esperan, en breve, poder aportar datos sobre la composición de su atmósfera

Un nuevo planeta extrasolar que podría albergar vida por su tamaño y por la temperatura a la que está su superficie acaba de ser descubierto por astrónomos del Carnegie Institute de Estados Unidos. El hallazgo es obra de un astrofísico español, Guillem Anglada-Escudé, que tenía una beca postoctoral en esta institución científica hasta hace poco y ahora trabaja en la Universidad de Goettingen (Alemania).
La nueva 'supertierra', que tiene una masa equivalente a 4,5 veces la de nuestro planeta, orbita en torno a una estrella (la GJ 667C) muy cerca del Sistema Solar, a sólo 22 años luz de distancia y forma parte de un sistema en el que hay otras dos.
Los astrónomos pensaban que no había planetas en ellas porque su composición es muy diferente a la de nuestro Sol y tienen pocos elementos metálicos, que hasta ahora se han considerado importantes para que haya planetas como la Tierra, pero este hallazgo, como ocurre tantas veces en la ciencia, parece indicar que era una premisa equivocada y que hay una gran variedad de ambientes en los que es posible que se hayan formado planetas habitables.

Un año de 28 días

Es el caso del nuevo exoplaneta GJ 667Cc, cuya órbita en torno a su estrella es de sólo 28,15 días. Sin embargo, como se trata de una estrella enana roja, con un tercio la masa del Sol, esa cercanía no impide que pueda tener agua líquida en su superficie, y por tanto es potencialmente habitable.
Anglada-Escudé y Paul Butler, del Carnagie Institute, que publicarán su descubrimiento en la revista 'The Astrophysical Journal Letters', decidieron dar una vuelta más a los registros que figuraban en la base de datos del Observatorio Austral Europeo (ESO) con un nuevo método de análisis para ver si encontraban algo que hubiera pasado desapercibido a sus colegas.
En la GJ667C, hace unos años ya se habia detectado una posible 'supertierra' (la GJ 667Cb), pero con un año de sólo 7,2 días, y ni siquiera se llegó a publicar por ser demasiado caliente para albergar vida.
Los datos habían sido recogidos con el instrumento HARPS, instalado en un telescopio de ESO en Chile, que mide las variaciones en la velocidad radial de las estrellas por 'tirones' como respuesta a la gravedad de los planetas que hay a su alrededor, uno de los métodos más exitosos para dar con ellos.
Eligieron la estrella enana roja, de la clase M, llamada GJ 667C porque está muy cerca. Las otras dos estrellas del mismo sistema (las GJ 667A y B) son un par de enanas naranjas del tipo K, que tienen un 25% de los metales que el Sol, por lo que era poco probable que tuvieran planetas de masa baja.

Estrella muy estudiada

"Estaba muy estudiada, pero con un programa informático que nosotros hemos mejorado mucho. Optamos por ella porque necesitábamos un objeto para probar cómo funcionaba nuestro método", explica el Anglada-Escudé, que aprovechó que ESO ya había hecho públicos los registros.
Además, incorporaron mediciones de un espectógrafo instalado en el Observatorio Keck y de otro espectógrafo buscador de planetas que hay en el Telescopio Mallaganes II, de Carnegie.
Y tuvieron puntería. Encontraron lo que querían: un astro similar a la Tierra y en zona habitable y al menos señales de dos más.
Poco se sabe de la nueva 'supertierra'. Tan sólo que recibe el 90% de la luz que la Tierra, aunque como parte de esa luz es en infrarrojo, se estima que es mayor la energía que absorbe, lo que la sitúa en la misma situación que nuestro planeta, con una temperatura sumilar en la superficie y, quizás, agua líquida.
El equipo cree que el mismo sistema puede tener otro planeta gigante como Júpiter y otra 'supertierra' más alejada, con años de 75 días, pero es necesario confirmar estos datos.

Reclaman 'tiempo' para observar

"Desde luego, de momento es el planeta que hasta ahora tiene unas condiciones de temperatura y masa más similares a la nuestra. Está en la posición justa, con la misma temperatura y luz solar. Otros que se han encontrado y se han anunciado como susceptibles de tener vida, tienen unas condiciones distintas", apunta el astrónomo desde su nuevo destino.
Desde Carnegie apuntan que una nueva generación de instrumentos ya está permitiendo a los astrónomos examinar estrellas enanas del tipo M, lo que ayudará a encontrar planetas similares al nuestro.
Anglada-Escudé espera que a partir de ahora no le nieguen tiempo en los telescopios de Chile para buscar exoplanetas, como ya le ha ocurrido en el pasado. "Vamos a seguir recopilando registros de estrellas enanas como ésta porque tienen muchas posibilidades de albergar planetas. En el caso de la GJ 667C tendremos que esperar unos meses porque sólo se ve en verano", apunta.
Donde ya tiene previsto ir es al Observatorio de Calar Alto (Almería).

Los inventos de Isaac Newton

Sir Isaac Newton fue una de las mentes maestras más importantes de la historia. Además de ser “el tipo de la manzana y la gravedad”, trabajó en el campo de la física, las matemáticas, la filosofía y la teología, siendo también un alquimista y uno de los inventores más importantes del mundo.

El cañón orbital

En su primera publicación en 1687, Newton elabora su teoría sobre la ley de gravitación universal. Allí describe que todas las partículas ejercen una fuerza que la gravedad, siendo afectada por la masa y la distancia, universalmente comanda los movimientos de todas las cosas; desde la lluvia en la tierra a la órbita de los planetas. Más tarde A.Einstein actualizaría algunos detalles de la visión de Newton partiendo de una base más moderna pero sólida para comprender la gravedad.
Para probar esta teoría, Newton inventó el cañón orbital en un experimento de pensamientos muy simple en el que, en teoría se busca demostrar que un objeto orbita a otro. Dependiendo de la cantidad de pólvora que se le colocara al cañón, al ser disparado, la bala podrá caer nuevamente a la superficie de la tierra o flotar en el espacio exterior.

Puertas para gatos

Así es, Newton fue quien inventó las puertas para gatos y perros, así que si alguna vez te lo preguntaste pero te pareció demasiado simple como para investigar quien había sido; aquí lo tienes. Al parecer, el gran Isaac cuando no estaba pensando en cañones espaciales o en cómo el universo se mantiene allí unido y orbitando, se preocupaba en utilizar su gran ingenio en la comodidad y el bienestar de sus tantas mascotas.
Isaac Newton nunca se casó y nunca fue una persona extrovertida, tenía unos muy pocos amigos humanos, sin embargo, tenía una gran cantidad de gatos y perros e incluso, una habitación entera dedicada solo a estos. Aunque existe cierta discusión en cuanto a si esto es cierto o no, la habitación de Isaac en la Universidad de Cambridge , donde estudiaba y llevaba a cabo sus experimentos, tenía un agujero diseñado para los gatos en la parte inferior, que el mismo Isaac había ordenado hacer al carpintero de Cambridge.

Las 3 leyes del movimiento

Dejando de lado la cuestión de sus mascotas, Isaac Newton fue indudablemente uno de los mayores propulsores de la física. Tal cómo estableció la ley de gravitación universal, en 1687 también ahondó a las raíces mismas del movimiento y estableció sus principios fundamentales, las 3 leyes del movimiento:

1. Inercia. Todo cuerpo preserva en su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.
2. Fuerza. El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.
3. Acción y reacción. Con toda acción ocurre siempre una acción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos son siempre iguales y dirigidas por sentido opuesto.

Claras, simples y concisas, han sido de vital importancia durante cientos de años. También son similares a las que planteó el filósofo francés René Descartes, sobre todo la primera y la segunda, a excepción de que este, identificó a dios como el motor principal, mientras que Newton, no.

La piedra filosofal

Como alquimista y filósofo, Isaac Newton, durante años estudió distintos mitos, relatos, textos e investigaciones sobre la llamada piedra filosofal. Como hombre de ciencia, quizá llame la atención que Isaac se dedicara a este tipo de estudios, sin embargo, la gran mayoría de los textos relacionados a la alquimia del 1600, verdaderamente son el paso previo al nacimiento de la química.
Newton, elaboró entonces una suerte de receta o un texto que explicaba cómo crear una piedra filosofal, una piedra con propiedades de transmutación realmente fantástica. Lo cierto es que Isaac finalmente la creo, aunque no tuvo resultados. En 2005, con estas notas de más de 300 años, historiadores modernos recrearon la piedra, aunque ningún tipo de transmutación o propiedad especial se presento.

El arco iris y la refracción de la luz

En 1704, en su obra titulada “Óptica” Newton cambió la forma en la que se habla y se trabaja sobre la luz y su refracción. Aunque los científicos de la época, ya sabían cómo se formaban los arco iris, mediante el reflejo y la refracción de la la luz en las gotas de lluvia, no sabían a qué se debían esos colores tan llamativos.
Partiendo de allí y valiéndose de una lámpara y un prisma, Isaac experimentó a través de la ejecución blanca sobre un prisma y esta se separó en un arco iris de varios colores. Al volver a reflejar los rayos de colores en nuevo prisma, la luz de colores salía ahora blanca, por lo que Isaac comprobaba que los colores, son una característica de la luz.

Otros inventos de Isaac Newton que llaman la atención, son entre otros:

• Inventó una teoría sobre el apocalipsis y el fin de la humanidad mediante el estudio de la biblia y otros documentos bajo su carácter como teólogo, definiendo la fecha del fin del mundo como para el año 2060 o más adelante.
• Inventó una teoría sobre el estado de enfriamiento con una serie de experimentos en el año 1700 que hoy en día, permite la refrigeración de absolutamente todas las cosas y que utilizamos a diario en nuestros refrigeradores, incluso, en reactores de seguridad nuclear y en naves de exploración espacial.
• Inventó monedas que no podían ser falsificadas. La falsificación era un problema muy grande en la Inglaterra de finales de 1600 y llegaba incluso a incidir en la crisis económica del país.
• Elaboró nuevos modelos de telescopios y logró enormes avances en el uso de lentes en los telescopios
• Inventó los cálculos, al igual que muchos otros científicos de su época, creía que el álgebra y la geometría no eran suficiente y las matemáticas de la época, no tenían el desarrollo suficiente que Newton necesitaba, por ello creó los cálculos, originariamente con el nombre de “la ciencia de fluxiones”, así que ya saben quien es el culpable.

Cueva subterránea de agua dulce más grande del mundo

Buzos rusos que trabajan en el "Orda Cave Awareness Project" han revelado una serie de fascinantes imágenes nunca publicadas de la cueva de agua dulce más grande del mundo. La llamada cueva de Orda posee galerías subterráneas que se extienden por más de 5 kilómetros.

La cueva de Orda se sitúa en la aldea Orda en la región de Perm, Urales. Es la cueva subterránea de agua cristalina más grande del mundo. El estudio de estas sorprendentes cuevas comenzó en la década del 90.

Victor Lyagushkin es el líder un equipo de submarinistas que han investigado y fotografiado este asombroso lugar de nuestro planeta. A continuación podrás ver una colección única de imágenes tomadas por Victor durante sus numerosas inmersiones a la cueva