sábado, 11 de octubre de 2014
viernes, 3 de octubre de 2014
miércoles, 1 de octubre de 2014
lunes, 29 de septiembre de 2014
lunes, 15 de septiembre de 2014
Un viaje a los fundamentos del mundo moderno
Los científicos no atisban el alcance de sus experimentos pero saben de su potencial práctico
La comprensión de la naturaleza siempre augura grandes transformaciones
Partículas en colisión en el CERN de Ginebra. / AGE FOTOSTOCK
Pocas noticias científicas han alcanzado el impacto del reciente descubrimiento del bosón de Higgs en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) junto a Ginebra, tal vez lo más parecido a una catedral que ha producido la ciencia moderna. Mueve a la sorpresa que un hallazgo de esta naturaleza, relativo al más oscuro y abstruso rincón de la ya de por sí oscura y abstrusa mecánica cuántica, consiga una repercusión pública de tal magnitud, aunque es cierto que todo parece haber conspirado en este caso para violar los preceptos del periodismo o incluso del sentido común.
Para empezar, el LHC es la mayor y más compleja máquina construida jamás, o “uno de los grandes hitos de la ingeniería humana”, en palabras de sus constructores del CERN, o Laboratorio Europeo de Física de Partículas. Situada en un túnel subterráneo de 27 kilómetros de perímetro bajo la frontera francosuiza, cuenta con los más avanzados instrumentos y detectores; 10.000 científicos de 100 países están implicados en su diseño y construcción y tiene un presupuesto cercano a los 7.500 millones de euros. Cuando se emplea la expresión Gran Ciencia, esto es exactamente lo que uno tiene en la cabeza.
Y eso no es todo, desde luego. Esta prodigiosa pieza de ingeniería se concibió para permitir a la comunidad internacional de físicos poner a prueba los ingredientes más fundamentales de sus teorías sobre el mundo subatómico, y uno de ellos era el bosón de Higgs cuya existencia se ha confirmado este mismo año, no mucho después de que la mayor máquina construida por la humanidad superara sus previsibles problemas de rodaje. El hallazgo de la partícula de Higgs puede considerarse uno de los mayores éxitos de la ciencia experimental de todos los tiempos, y así lo ha entendido la academia sueca al conceder el último premio Nobel de Física a François Englert y Peter Higgs, dos de los teóricos que propusieron su existencia en los años sesenta. Todos los ingredientes de una gran noticia están ahí, y esto explica en retrospectiva el impacto mediático de la noticia.
Hay sin embargo una pregunta que se hace cualquier miembro informado del público, que aparece en todos los foros y que posee toda la lógica si se tienen en cuenta los 10 años que ha llevado construir el LHC, los 10.000 científicos que han intervenido y los 7.500 millones de euros asignados al proyecto: ¿para qué sirve esto? ¿Cuál es la utilidad del celebérrimo bosón de Higgs? ¿Cómo piensan los científicos devolver semejante inversión a la sociedad que la ha financiado con sus impuestos? Es una buena pregunta, y una que resulta condenadamente difícil de responder. Y sin embargo, por paradójico que resulte, no es una pregunta que preocupe demasiado a los científicos.
Porque los científicos no saben cuáles son las consecuencias prácticas del bosón de Higgs. Pero saben que serán enormes, porque eso es lo que se desprende de la no muy larga historia de la ciencia. La comprensión profunda de la naturaleza es siempre el prólogo de un conjunto de aplicaciones prácticas que ni siquiera los descubridores de un fenómeno suelen intuir. Pero que siempre tienen escondido en su núcleo el potencial para transformar el mundo de forma radical: las claves del progreso, la receta del futuro. Basta echar un vistazo a la historia de la ciencia para comprobarlo una y otra vez.
Tomen a Newton, el genio británico que fundó la ciencia moderna: no solo sus principios fundamentales, sino también sus modos y sus estrategias, el estilo y la pericia que los científicos siguen usando tres siglos después. Newton se sintió obsesionado desde chaval por unos cuantos enigmas que habían planteado dos gigantes de las generaciones anteriores a la suya: las elegantes curvas elípticas que describían los planetas en su armoniosa órbita alrededor del Sol, tal y como había descubierto Kepler; y el extraño comportamiento de los objetos sometidos a la gravedad de la Tierra que, contra toda intuición —y contra el conocimiento milenario recibido de las ingeniosas ocurrencias de Aristóteles— había demostrado experimentalmente Galileo unas décadas antes.
Las llamadas leyes de Kepler eran, desde luego, un enigma a la altura de la mente más curiosa. Johannes Kepler formuló sus dos primeras leyes en 1609, basándose en las detalladas observaciones de los movimientos planetarios amasadas pacientemente por el astrónomo danés del siglo XVI Tycho Brahe, de largo las más precisas de la época, y de cualquier época anterior. La primera ley no solo dice que los planetas se mueven alrededor del Sol, confirmando el modelo heliocéntrico de Copérnico, sino también la forma matemática exacta que siguen sus órbitas: no son círculos, sino elipses, unas curvas ya descubiertas en tiempos de Platón, pero en un contexto completamente distinto: junto a las hipérbolas y las parábolas, las elipses forman una especie de aristocracia geométrica: las cónicas, los tres tipos de curvas que pueden resultar de cortar un cono, o de tirar al mar un gorro de bruja. Pero ¿por qué los planetas habrían de moverse en elipses?
La segunda ley planteaba un puzle todavía más impenetrable. Los planetas no se movían con la misma velocidad a lo largo de toda su órbita: aceleraban al acercarse al Sol y se frenaban al alejarse. Y no de cualquier forma: Kepler había sido capaz de cuantificar el efecto con precisión matemática, aunque de un modo realmente chocante: si el planeta estuviera unido al Sol por una cuerda imaginaria, la cuerda barrería la misma área por unidad de tiempo. Y la tercera ley, descubierta por Kepler nueve años después que las dos primeras, no hacía más que rizar el rizo: el tiempo que un planeta tarda en dar la vuelta al Sol —lo que en la Tierra llamamos un año— guarda una sorprendente relación con la distancia del planeta al Sol: el cuadrado del periodo de revolución (el cuadrado de lo que dure el año del planeta en cuestión) varía con el cubo de la distancia del planeta al Sol. Estas relaciones matemáticas son tan chocantes que el propio Kepler se dejó llevar a un delirio geométrico para explicarlas, donde cada planeta ocupaba uno de los llamados sólidos platónicos —cubos, tetraedros, icosaedros y cosas así— en una versión reeditada y hasta mejorada de la armonía de las esferas pitagórica.
Pero ese rompecabezas laberíntico de curvas cónicas, cuadrados, cubos y áreas barridas por unidad de tiempo fue exactamente lo que motivó a Newton al reto enorme de resolverlo. El resultado fue la ciencia moderna y la práctica totalidad de la tecnología de los tres últimos siglos —lo que diferencia nuestro tiempo de un mundo de caballos, floretes y mosquetones—, pero la intención de Newton nunca fue cambiar el mundo ni la forma de pensar sobre el progreso de la humanidad. Su motivación fue entender el mundo: aceptar el desafío de sus enigmas físicos y matemáticos, y adoptar la actitud teórica y experimental adecuada para resolverlo. De ahí venimos. Una vez entendido un proceso, la revolución tecnológica es poco menos que inevitable.
EL RINCÓN DE LA CIENCIA
Japón realiza el primer trasplante en humanos de células iPS
Una mujer con degeneración macular recibe una retina cultivada en laboratorio
Manipulación de células madre en laboratorio. / ULY MARTÍN
Japón dio este viernes un salto cualitativo en la investigación con células madre. Un equipo médico del Instituto Riken, uno de los más prestigiosos del país, implantó por primera vez en el mundo células iPS humanas, convertidas en retinas, en una intervención que se prolongó dos horas. La paciente es una mujer de 70 años que sufre una grave degeneración macular asociada a la edad, la principal causa de ceguera en el mundo.
Las células iPS, o de pluripotencia inducida, se obtienen de simples células de la piel del paciente y se transforman en cualquiera de los tejidos y tipos celulares del cuerpo, de tal forma que se evita toda posibilidad de rechazo inmunológico. Son además, por lo que sabe hasta hoy la comunidad científica, tan versátiles como las células madre embrionarias, pero a diferencia de ellas no despiertan recelos éticos porque no exigen destruir un embrión. Los reparos son sobre su seguridad.
El objetivo de este ensayo clínico, dirigido por la oftalmóloga Masayo Takahashi en el Instituto de Investigación Biomédica de Kobe (sur de Japón), es precisamente evaluar la seguridad de la técnica y su valor clínico. No se trata de curar a los seis pacientes que participan en el estudio y, de hecho, los investigadores no esperan que experimenten una mejoría reseñable en su capacidad de ver. De lo que se trata es de comprobar si la implantación de las células iPS genera o no problemas en la estabilidad de su genoma y puede o no derivar en cáncer o causar otros efectos indeseados que hagan aconsejable abandonar esta vía de investigación para curar enfermedades.
“Pese a la intensa investigación preclínica desarrollada en animales”, dicen los científicos japoneses, “no puede descartarse el riesgo de formación de tumores provocados por las células trasplantadas” porque tienen memoria de su origen. Para controlarlo, los seis pacientes estarán monitorizados durante cuatro años. “Si es aceptablemente segura, futuros estudios evaluarán su eficacia”, continúan en un documento colgado en la página web del Instituto Riken.
El laboratorio de Takahashi recibió en 2013 la autorización necesaria para avanzar en esta investigación. Su equipo ha empleado este tiempo en seleccionar a los pacientes aptos para el ensayo y en desarrollar un concienzudo trabajo de laboratorio para generar el tejido de retina. Los investigadores cogieron células de la piel de personas con degeneración macular y las convirtieron en células iPS. Después cultivaron esas células en laboratorio para convertirlas en células epiteliales pigmentarias de la retina, y hacer luego de ellas unas finas hojas para trasplantarlas en el órgano enfermo.
El resultado del ensayo tardará en conocerse, pero los expertos dan por hecho que habrá un informe preliminar sobre la evolución de los enfermos dentro de un año. Salvo en caso de un fracaso evidente antes de ese tiempo. “Ese primer informe es lo que estamos todos esperando para que se dé luz verde a otro tipo de ensayos”, afirma el director del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona, Ángel Raya.
En estos momentos, hay varios equipos científicos en el mundo muy bien posicionados en esta carrera de la medicina regenerativa. “En Japón, por ejemplo, se ha solicitado permiso para tratar la insuficiencia cardiaca. Y hay también ensayos pendientes en Japón, Inglaterra y España para la lesión medular”. En este último caso, los investigadores han solicitado ya permiso a la Agencia Española del Medicamento.
La investigación sobre las células iPS es una prioridad del Gobierno de Japón, que apostó decididamente por esta línea de investigación tras la concesión en 2012 del Premio Nobel de Medicina a Shinya Yamanaka, el referente de la ciencia japonesa, por haber desarrollado el método para reprogramar células adultas y dar así un impulso a la medicina regenerativa. Yamanaka compartió el premio con el pionero de la clonación John Gurdon.
El escándalo de las células Stap ha empañado este año el trabajo de los investigadores japoneses. La revista Nature tuvo que retirar sendos artículos publicados en enero en los que la científica del Instituto Riken Haruko Obokata presentaba un revolucionario sistema para lograr células madre adultas que resultó ser un fraude (sometía a otras adultas a estrés con ácido o presión). Nadie lograba reproducir sus resultados y el artículo adolecía de fallos en cifras y también en imágenes. La historia tuvo un final trágico. Yoshiki Sasai, una eminencia en la materia que supervisó su trabajo, se suicidó en agosto tras el escándalo.
domingo, 14 de septiembre de 2014
El primer dinosaurio nadador
La reconstrucción del esqueleto del gigantesco espinosaurio desvela sus adaptaciones
Esta especie, de hace 97 millones de años, podía vivir en lagos y ríos
Ilustración del enorme espinosaurio, nadando y capturando grandes peces. / SCIENCE
Carnívoro, predador, más grande que un Tiranosaurio Rex, y con características peculiares que desconcertaron a los científicos durante mucho tiempo, el Spinosaurus aegyptiacus era un formidable nadador, toda una novedad entre los dinosaurios que, tradicionalmente, se habían considerado animales terrestres. Es el primer dinosaurio capaz de nadar que se conoce, afirman los científicos. Medía más de 15 metros desde la cabeza a la punta de la cola (más largo que un autobús urbano), superaba las 20 toneladas y pasaba la mayor parte del tiempo en el agua, alimentándose de grandes peces en ríos y lagos. En tierra firme tendría que caminar inevitablemente a cuatro patas dada la morfología de sus extremidades. El espinosaurio, con su hocico como el de un cocodrilo, su largo cuello y su cuerpo... “parecería un pato con la cola de un aligátor pegada”, dice el paleontólogo Paul Sereno, de la Universidad de Chicago. Él es uno de los líderes de la más reciente y ambiciosa investigación sobre este animal, de hace 97 millones de años.
El S. aegyptiacus, como especie, se conocía desde hace más de un siglo, cuando el alemán Ernst Freiherr Stromer von Reichenbach describió (en 1915) unos fósiles que había encontrado en el Sáhara egipcio. Pero aquellos restos resultaron destruidos en el bombardeo aliado de Múnich de 1944. Ahora un equipo internacional de paleontólogos ha dado con un nuevo esqueleto parcial de este dinosaurio gigante en el Sáhara marroquí (en la zona de Kem Kem); ha rastreado fósiles dispersos depositados en museos de todo el mundo; ha revisado las notas, esquemas y fotos de Von Reichenbach conservadas en el castillo de la familia (en Baviera) y ha aplicado escáneres y tecnologías avanzadas de imagen por ordenador para reconstruir el animal. El resultado da un giro radical no solo al conocimiento que se tenía del espinosaurio, sino de los dinosaurios en general.
El espinosaurio estaba claramente adaptado a la vida acuática. “Trabajar sobre este animal ha sido como estudiar un alienígena venido del espacio: es diferente de cualquier otro dinosaurio que haya visto jamás”, dice Nizar Ibrahim, líder del equipo, que presenta a bombo y platillo su remoto gigante nadador en la revista Science.
“Cabe decir que la criatura que describimos es el dinosaurio más enigmático que hay, es el único que muestra esas adaptaciones”, sostiene Ibrahim. Y “es el primer dinosaurio reconstruido digitalmente en detalle a partir de múltiples individuos”, apunta Simone Maganuco. En la aventura científica y detectivesca de este equipo de paleontólogos de Marruecos, Italia, Reino Unido y Estados Unidos no faltan la tenacidad y la suerte. El nuevo esqueleto parcial del espinosaurio originario de Kem Kem fue descubierto por un aficionado marroquí a los fósiles, que lo vendió a un geólogo italiano y, finalmente, acabó en las manos de Cristiano Dal Sasso y Maganuco (ambos del Museo de Historia Natural de Milán). Pero, ¿de dónde habían salido exactamente esos huesos? Ibrahim, siguiendo todas las pistas y rastreando el territorio, logró localizar al hombre que los halló y verificar su ubicación original. “Fue como encontrar una aguja en el desierto”, dice este investigador germano-marroquí que trabaja en la Universidad de Chicago.
“El espinosaurio pasaría la mayor parte del día en el agua, capturando peces y otras presas acuáticas, con las largas mandíbulas equipadas con dientes gigantescos que se encajaban en el morro”, explica Maganuco. “Lo que más nos ha sorprendido, más aún que la dimensión de ese dinosaurio, son las proporciones inusuales de las extremidades, que son similares a las de los antepasados de las ballenas, pero no a las de los dinosaurios predadores”, añade Sereno.
Aunque no es el dinosaurio más grande que se conoce (son mayores los herbívoros descubiertos, por ejemplo, en Argentina), el espinosaurio es el de mayor tamaño entre los predadores. Pero lo que resulta de él deslumbrante para los científicos son sus adaptaciones para la vida acuática. Tenía pequeños orificios nasales retrasados en el cráneo, lo que le permitiría respirar aunque tuviera buena parte del hocico sumergido. Las perforaciones neurovasculares en el extremo del hocico recuerdan a las de los aligátores y cocodrilos, que tienen receptores de presión para percibir el movimiento en el agua, lo que facilita la detección de las presas incluso en aguas oscuras o fangosas. Los enormes dientes cónicos encajan de manera que las presas quedarían atrapadas sin remedio en su boca. El centro de gravedad desplazado hacia delante (por el cuello y el tronco alargados) facilitaría sus movimientos en el agua, aunque no en tierra, donde sería cuadrúpedo. La alta densidad de los huesos facilita la inmersión y es una adaptación conocida en otros animales acuáticos. Las garras grandes y planas le ayudarían a nadar, y la cola articulada, a propulsarse.
Y una característica muy peculiar del espinosaurio: tiene unas grandes espinas en las vértebras dorsales que estarían cubiertas de piel, formando una gigantesca vela en la espalda. Los científicos se inclinan a pensar que era un rasgo de exhibición sexual, una gran cresta visible fuera del agua cuando el animal estuviera sumergido.
“En las últimas dos décadas, numerosos descubrimientos han demostrado que algunos dinosaurios habían aprendido a volar, dando origen a las aves”, explica Dal Sasso. “El espinosaurio representa un proceso evolutivo igualmente extraño: revela que los dinosaurios predadores habían aprendido a vivir también en los ambientes acuáticos, colonizando los sistemas fluviales del norte de África en el Cretácico”.
Escamas de peces entre los huesos
De la posible vida acuática de los dinosaurios había ya algunos indicios. “En los años ochenta, se encontró un animal fósil emparentado con es espinosaurio, con el hocico como de cocodrilo, y aparecieron escamas de peces entre los restos de la cavidad torácica, escamas corroídas tal vez por los jugos gástricos”, explica José Luis Sanz, catedrático de paleontología de la Universidad Autónoma de Madrid y experto mundial en dinosaurios. “Además”, continúa, “junto a ese animal había restos de un pequeño iguanodón, indicando que se alimentaría tanto de carne de dinosaurios terrestres como de peces”.
Había más pistas: unas marcas (en rocas que habrían sido fondos fluviales en el pasado) tal vez del roce de la panza de un dinosaurio nadando, recuerda Michael Balter en Science. Pero nada tan concluyente como el último trabajo de Nizar Ibrahim y sus colegas.
“La mayoría de los dinosaurios eran terrestres y el caso del espinosauro es único, una auténtica rareza”, apunta Sanz. “Los únicos grupos que se le pueden comparar serían las aves nadadoras, como los pingüinos, aunque la comparación ecológica más certera del espirosaurio sería, naturalmente, con un cocodrilo. De hecho, una de las hipótesis más interesantes del trabajo de Ibrahim y sus colaboradores es la propuesta de que el enorme espinosaurio sería cuadrúpedo”.
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