Hamburguesa espacial.

Un equipo de investigadores del complejo ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array) ha descubierto lo que, por su aspecto, se asemeja a una “hamburguesa espacial”. Fuera de bromas, lo que Chin-Fei Lee y su equipo del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica en Taipei, Taiwán, han descubierto es un enorme disco de polvo que contiene en su interior a una estrella muy joven. La estrella se denomina HH212, se encuentra en la región de Orión y, según los cálculos de los científicos, tiene tan solo 40.000 años de edad, prácticamente recién nacida, si lo comparamos con los 5.000 millones de años que tiene el Sol.

Aunque la búsqueda de discos de acreción de este tipo ha sido constante, los encontrados hasta ahora eran mucho más viejos o simplemente no habían podido ser observados con nitidez por la falta de una tecnología de imagen adecuada. Esa falta de datos reales ha dado lugar a grandes incertidumbres en la comprensión del proceso que rige el nacimiento de estrellas. Incluso cuando se utilizaban modelos teóricos de formación estelar, los resultados correctos eran difíciles de alcanzar debido que, en la nebulosa de polvo y gas que origina las estrellas, el campo magnético circundante puede impedir que un disco se desarrolle.

Esto ha cambiado gracias al complejo ALMA, situado en el desierto de Atacama, en Chile, un enorme instrumento que reúne la capacidad de observación de 66 radiotelescopios funcionando con un sincronismo extraordinario. El conjunto ha proporcionado la imagen de HH212 como si fuera observada por un único y enorme radiotelescopio. Usando ALMA, Chin-Fei Lee y sus colegas pudieron observar el disco circunstelar con un nivel de detalle sin precedentes.

El disco está orientado casi de canto, respecto a nuestra línea de visión, y tiene un diámetro de unas 60 unidades astronómicas, equivalente a la órbita de Neptuno. La imagen muestra una franja ecuatorial oscura que va acompañada, por arriba y abajo, de dos regiones más brillantes, lo que motiva el nombre de “hamburguesa espacial”. Los cálculos indican que la masa de la estrella es alrededor de una quinta parte de la del Sol, aunque su luminosidad es del orden de 9 veces superior.

Estas observaciones abren ahora un excitante campo de investigación que permitirá ajustar los modelos de formación estelar y permitirá conocer cómo fue el nacimiento de nuestro Sistema Solar.

Referencia:
First detection of equatorial dark dust lane in a protostellar disk at submillimeter wavelength. Lee et al., Sci. Adv. 2017; 3 : e1602935. 19 April 2017

La resurrección de enzimas ancestrales confirma una elevada temperatura en la Tierra primitiva.

Para comprender lo mejor posible la evolución de la vida en la Tierra, no solo es necesario conocer sobre biología, genes, mutación y adaptación, sino también la evolución de las condiciones del entorno terrestre al que la vida necesitó adaptarse para sobrevivir y llegar a evolucionar hacia formas más complejas.
Recientemente, el registro fósil se ha extendido hacia atrás en el tiempo y se han confirmado fósiles de organismos unicelulares que datan del eón arcaico, el cual se extiende desde hace 4.000 millones de años a los 2.500 millones de años. Sin embargo, las condiciones de la Tierra primitiva en ese periodo no se conocen con precisión, en particular los cambios en la longitud de los días y la evolución de la temperatura en la superficie.

Hasta la fecha, la estimación de la evolución de la temperatura en el periodo Precámbrico, que se extiende desde hace 4.500 millones de años a hace 541 millones de años, se ha estimado mediante la determinación de las relaciones isotópicas de determinados elementos químicos presentes en las rocas, entre los que destacan el oxígeno-18 y el silicio-30. Recordemos que los isótopos de un mismo elemento químico contienen en su núcleo el mismo número de protones, pero un número diferente de neutrones.
La determinación de las relaciones isotópicas en las rocas puede utilizarse como un paleo-termómetro, ya que la relación isotópica depende de la temperatura a la que los materiales han estado expuestos en la superficie terrestre o en el océano, particularmente en el momento de formación de rocas sedimentarias.
Las medidas realizadas por este método indican que la temperatura de los océanos en el eón arcaico se situaba entre los 55ºC y los 85ºC. Desde estos elevados valores, la temperatura decreció hasta el valor actual de alrededor de 15ºC. Sin embargo, esta conclusión es muy controvertida, porque otros fenómenos no relacionados con la temperatura podrían afectar a la relación isotópica utilizada para determinar la temperatura.

Investigadores de las Universidades de California y de Tokio intentan soslayar estos problemas utilizando una estrategia alternativa para estimar la evolución de la temperatura sobre la Tierra. Los científicos reconstruyen enzimas ancestrales a partir de organismos fotosintéticos actuales y analizan su estabilidad térmica. En el audio explicamos las conclusiones de estos sorprendentes estudios.

Referencia: Amanda K. Garcia et al. (2017). Reconstructed ancestral enzymes suggest long-term cooling of Earth’s photic zone since the Archean. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1702729114

Extraer agua del aire del desierto.

La atmósfera de la Tierra contiene del orden de 13 billones de litros de agua, una cantidad suficiente como para solucionar las carencias de la población mundial si se encontrara un método eficaz y barato de extraerla. El vapor de agua que el aire puede contener depende de la temperatura, cuanto más caliente está, mayor cantidad puede llevar en su seno. El punto de saturación, o punto de rocío, es aquel en el que el aire no puede contener más vapor y el agua sobrante se condensa en gotas (rocío) o cristales de hielo (escarcha). Cuando eso sucede, decimos que la humedad relativa es del 100%. Lo normal es que la humedad relativa sea menor pero, aun en los lugares más secos, como los desiertos, no suele bajar del 20%.

Existen formas de extraer el agua del aire, pero el proceso requiere una gran cantidad de energía. Un deshumidificador, utilizado para bajar la humedad relativa del aire en edificios y fábricas, lo hace proyectando una corriente de aire sobre una superficie fría, de manera que, al enfriarse, el aire se sature y desprenda la humedad sobrante. Ahora bien, esos métodos suelen ser eficaces cuando la humedad es alta y consumen una gran cantidad de energía.

La situación puede empezar a cambiar gracias al desarrollo de nuevos materiales metálico-orgánicos porosos denominados MOFs. Estos materiales tienen afinidad por el agua, una propiedad que los lleva a capturar con facilidad el vapor contenido en el aire. Utilizando estos materiales, dispuestos en una estructura metálica muy porosa de manera que ofrezcan una gran superficie de contacto al aire circulante, se pueden capturar muchas moléculas de agua que quedan retenidas en los poros. Por supuesto, con capturar el vapor de agua no basta, el reto consiste hacer que el material la libere de forma que pueda ser recogida en su forma líquida. Omar Yaghi, químico de la Universidad de California, y su equipo llevan más de 20 años experimentando con MOFs y ha descubierto la forma de conseguir que el material libere el agua retenida utilizando energía solar.

El dispositivo tiene forma de cubo, con varias capas de material dispuestas en una red porosa de cobre. Se hace circular por él una corriente de aire con una humedad relativa del 20%, típica en muchas regiones desérticas del globo. Una vez que el material se ha cargado de agua, el dispositivo se cierra y se deja que el Sol lo caliente. El calor aumenta el movimiento térmico de las moléculas de agua, que están unidas físicamente al MOF, y éstas son liberadas al aire de nuevo. No obstante, como el recipiente está cerrado, la humedad relativa aumenta notablemente en el interior, un aumento que se aprovecha para condensar el agua sobre una placa condensadora que se mantiene más fría. Una vez recogida, el agua fluye hasta un depósito y el dispositivo está listo para un nuevo ciclo.

Las pruebas de laboratorio han demostrado que el dispositivo puede recoger hasta 2,8 litros de agua al día bajo un flujo de radiación solar no concentrado de 1 KW/m2, cuando la humedad relativa del aire es del 20%. Estas condiciones de humedad son típicas del norte de Africa, un lugar ideal para instalar el equipo porque la radiación solar es allí unas 7 veces mayor a lo largo del día. Entre las ventajas del invento está la autonomía, dado que no necesita fuentes artificiales de energía, la eficacia y, según defienden los autores, el precio, porque está hecho con materiales baratos.

Referencia:
Water harvesting from air with metal-organic frameworks powered by natural sunlight . H. Kim et al., Science 10.1126/science.aam8743 (2017).

Al virus de la gripe le sale rana: Péptidos de la piel de un sapo resultan ser eficaces antivirales.

Durante una hipotética epidemia de gripe, la primera línea de defensa es el tratamiento con fármacos antivirales, porque no hay tiempo para generar nuevas vacunas y distribuirlas a los sitios en los que la epidemia se está extendiendo. Un problema con esta estrategia es que los fármacos anti virales generan resistencia.

Recordemos que el virus de la gripe A es el virus causante de infecciones respiratorias recurrentes más frecuentes. Cada año, entre tres y cinco millones de personas sufren de una gripe severa, y causa la muerte de entre 250.000 y 500.000 personas.

Continuamente se están produciendo mutantes del virus de la gripe A en distintas partes del mundo. Cuando llega la época de la gripe al hemisferio norte, una parte de la población carece de protección frente a alguna de las variantes nuevas que han ido surgiendo. Esto es así porque en algunas personas, los nuevos virus resultan ser muy diferentes de los que hubieran podido infectarles antes, y el sistema inmune reacciona como si se tratara de un virus nuevo, lo que siempre es más lento.

Para paliar este problema, se suelen desarrollar vacunas con suficiente antelación, intentándose anticipar a la variante del virus de la gripe A que será mayoritaria durante la temporada de gripe. No obstante, esto no siempre se consigue, porque el virus muta constantemente y siempre pueden surgir variantes para las que la vacuna estacional no resulta eficaz.

A esta variabilidad mutacional del virus de la gripe A se une la aparición de mutantes que son además resistentes a los fármacos antivirales de los que se dispone en la actualidad. En presencia de pacientes tratados con estos antivirales, los mutantes resistentes los que sobreviven frente a los no resistentes y son estos los que son trasmitidos de persona en persona, disminuyendo o anulando el efecto de estos antivirales.

La situación en la que nos encontramos frente a este problema haced que sea urgente encontrar nuevas sustancias antivirales. Investigadores de la Universidad de Emory, en Atlanta, EE.UU., en colaboración con investigadores indios, deciden estudiar si sustancias de resistencia antiviral que se encuentran en algunas especies de manera natural podrían ser útiles para luchar contra el virus de la gripe humana. Descubren que la piel de un sapo que habita el sur de la India (Hydrophylax Bahuvistara) excreta un péptido (un fragmento de proteína) que posee propiedades antivirales contra el virus de la gripe humana. En el audio damos los detalles y explicamos la interesante forma en que el péptido funciona como sustancia antiviral.

Referencia:

Holthausen et al., An Amphibian Host Defense Peptide Is Virucidal for Human H1 Hemagglutinin-Bearing Influenza Viruses, Immunity (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.immuni.2017.03.018