Cuando la Tierra estuvo dos años a oscuras

Dibujo de la extinción de los dinosaurios. Cortesía NSF/Zina Deretsky

Dibujo de la extinción de los dinosaurios. Cortesía NSF/Zina Deretsky

Una cantidad inimaginable de partículas y hollín producido por incendios en todo el globo se levantó por el aire y cubrió todo el planeta, que vivió dos años en el Hades.

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Aumentan 20% productividad en plantas

Plantas de tabaco. Foto Wikipedia Commnos

Plantas de tabaco. Foto Wikipedia Commnos

Es un sueño ante el cambio climático y el crecimiento poblacional: aumentar las cosechas para alimentar tanta gente. Y eso lograron biólogos: aumentar hasta 20% la productividad de plantas al incrementar la cantidad de luz que usan para la fotosíntesis.

Un hallazgo promisorio, aunque no es la solución única para la crisis que podría enfrentar el planeta a 2050 y 2100.

¿Cómo lo hicieron?

Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence en Berkeley, perteneciente al Departamento de Energía de Estados Unidos, y de la Universidad de Illinois se enfocaron en tres genes involucrados en un proceso que las plantas usan para protegerse del daño cuando obtienen más luz de la que pueden empelar de modo seguro.

Al aumentar la expresión de tales genes, obtuvieron un aumento de 14 a 20% en la productividad de plantas modificadas de tabaco en experimentos de campo.

El logro apareció en Science.

Usaron el tabaco como modelo en el estudio porque es fácil trabajar con esa planta, indicó la coautora senior Khrisna Niyogi, pero también desarrollan esas modificaciones en arroz y otras plantas alimenticias.

Los procesos que modifican son fundamentales para que las plantas hagan la fotosíntesis, por lo que esperan que en otras alcancen el mismo aumento en la productividad.

En la fotosíntesis las plantas usan la energía que les llega de la luz solar para tomar dióxido de carbono de la atmósfera y convertirlo en biomasa, que puede ser usada para alimento, combustible y fibra. Cuando hay mucha luz, la maquinaria en los cloroplastos se puede dañar y las plantas requieren una fotoprotección. Dentro de los cloroplastos tienen un sistema, NPQ para ese propósito. Es como una válvula que libera la presión en una máquina a vapor, por pintarlo de alguna forma, como hizo Niyogi.

Ese sistema elimina el exceso de energía. En la sombra, se desactiva pero lentamente y la máquina de la fotosíntesis no puede trabajar con tanta eficiencia.

En cultivos, donde están muy juntas las plantas, la eficiencia no es la mejor porque se dan sombra. Las plantas deben adaptarse a las sombras intermitentes por otras plantas y hojas, como por las nubes.

Lo que hicieron los investigadores fue acelerar el tiempo de recuperación de la fotoprotección.

La increíble orientación de la hormiga del desierto

Uno de los tantos misterios de la naturaleza es el regreso a casa de las hormigas del desierto. ¿Cómo, cuando salen por comida, hallan su camino al nido?

Ellas siempre encuentran el sendero a casa aunque solo esté marcado por una señal magnética, una vibración o dióxido de carbono.

Se han adaptado a una vida en un ambiente hostil que solo provee escasas señales para orientarse. Fuera de las pistas visuales y los olores, las hormigas utilizan la polarización de la luz solar como una brújula y cuentan sus pasos para regresar a salvo tras buscar alimento.

En un experimento con hormigas del género Cataglyphis en su hábitat natural en Túnez y Turquía, científicos del Max Planck Institute por Chemical Ecology en Jena (Alemania) descubrieron que las hormigas puedan usar tanto señales magnéticas y vibratorias para hallar el camino al nido, un pequeño agujero en el piso del desierto.

Además, el dióxido de carbono (CO2) producido por las compañeras de nido al respirar también les ayuda a localizar la entrada al nido.

Habilidades de navegación que demuestran la enorme adaptación de estas hormigas a un ambiente inhóspito.

Uno de los mecanismos más notables y fascinantes es la integración de procedimientos que usan para orientarse. Combina contar los pasos luego de salir del nido y determinar la dirección mediante polarización de la luz del Sol. Aunque se trata de un mecanismo sorprendente, puede provocar errores. Por eso usan señales para hallar sin equivocación el sendero a casa: las pistas visuales y las olfativas son importantes.

Para estos insectos, encontrar la ruta de regreso al nido es asunto de vida o muerte: si ingresan por error a otro nido, pueden ser atacadas y muertas.

Aunque se ha sabido que emplean también señales vibratorias para comunicarse, cada vez es más creíble la hipótesis de que, tal como los pájaros, se orientan por el campo magnético de la Tierra.

Los científicos del Max Planck comprobaron que se valen del medio vibratorio y del magnetismo ante la ausencia de otras marcas. “Nos sorprendimos al ver que es así”, dijo Cornelia Buehlmann, estudiante de doctorado, quien desarrolló los experimentos con C. noda.

No es la única sorpresa. El dióxido de carbono producido por la respiración de las hormigas es una pista olfativa siempre presente en la boca de los nidos. Las hormigas de la especie Cataglyphis fortis usan la fumarola de CO2 para hallar el nido, como se demostró en experimentos en Túnez. No se entiende cómo encuentran el suyo, si de todos los nidos sale ese gas.

Esta alternativa, sin embargo, no es la que más emplean. La siguen solo cuando la integración de procedimientos (luz polarizada más conteo de pasos) les dice que su casa está cerca.

Formas increíbles de salir adelante en donde pocos se aventurarían a vivir.

Foto de hormigas del desierto, género Cataglyphis

La increíble hoja generadora de energía

Un desarrollo espectacular, como lo llamó un científico. Una hoja eléctrica. Piense en cómo sería: un árbol repleto de hojas… eléctricas. Que generan electricidad. Increíble.

No es lo mismo, pero casi, casi. Científicos desarrollaron una hoja artificial que convierte la luz solar en una fuente barata de energía. El hallazgo fue publicado en Science.

El nuevo dispositivo, logrado en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), es una tableta de silicio del tamaño de una carta de una baraja. Ambos lados están cubiertos por distintos catalizadores. El silicio absorbe la luz solar y pasa la energía a los catalizadores para separar el agua en moléculas de hidrógeno (H2) y oxígeno (O2). El hidrógeno es un combustible que se puede quemar o usar en una celda para crear electricidad. En ambos casos el agua se modifica.

¿Qué quiere decir todo esto? Que en teoría cualquier persona con acceso a agua puede emplearla para crear una fuente limpia y barata de energía.

Aunque hay un largo camino aún para que el desarrollo sea práctico en el mundo real, que sea de bajo costo y de acceso potencial para cualquiera, justifica el avance.

Daniel Nocera, líder del equipo investigador, dijo que espera comercializar el dispositivo en dos o tres años. A fines de año, una compañía que fundó espera producir un prototipo con cobalto como catalizador y una fuente externa de energía para separar los componentes del agua. Luego se trabajará con la luz solar.

La intención, con una empresa india, es producir un congelador pequeño que convierta la luz solar en electricidad.

La vitamina buena para casi todo

Una buena noticia y otra no tan buena. La primera: de pies a cabeza, la vitamina D favorece la salud. La no tan buena: no se sabe cuál es la dosis ideal.
Eso es al menos lo que presenta la última edición de Mayo Clinic Health Letter. No obstante.
Algunos informes sobre esta vitamina plantean que ofrece muchas ventajas, en especial a personas de la tercera edad. Se dice que mejora el equilibrio, disminuye el riesgo de fracturas óseas y favorece el proceso de pensamiento, en lo referente a planificación, organización y pensamiento abstracto.
Los niveles bajos de vitamina D se vinculan con diabetes, enfermedad cardiovascular, esclerosis múltiple y otros trastornos autoinmunes, como tuberculosis y enfermedad periodontal. Además, niveles bajos también podrían afectar ciertos tipos de cáncer, entre ellos, de colon, mama y próstata.
La vitamina D es la única que el organismo mismo produce. El único requisito es la luz solar: los rayos ultravioleta B para ser exactos.
Se considera adecuada una exposición al sol de 10 a 15 minutos, entre dos a tres veces por semana, en horas no pico, aunque hay que advertir que la exposición al sol no funciona para todo el mundo: Con la edad, el organismo pierde eficacia para producir vitamina D.
Otros obstáculos son el tener piel oscura y vivir en climas nórdicos. Usar protector solar (que todavía se recomienda para evitar el cáncer de piel) también disminuye la absorción de los rayos ultravioleta B.
Las fuentes alimenticias son una buena manera de obtener vitaminas, pero no existen muchas opciones para la vitamina D. Entre las fuentes ricas están los pescados grasos, los aceites de hígado de pescado, el hígado y las yemas de huevo. La leche fortificada con vitamina D es también otra alternativa.
Debido a la limitación en alternativas alimenticias, muchos pueden optar por un suplementos de vitamina D. La dosis diaria recomendada hoy de vitamina D para adultos de 50 años o más es de 400 a 600 unidades internacionales (UI), pero los científicos creen que se justifica ingerir más cantidad debido a los múltiples beneficios para la salud. La Fundación Nacional de Osteoporosis de Estados Unidos recomienda que ingieran a diario entre 800 y 1.000 UI. El límite máximo que se considera seguro para la ingesta diaria es de 2.000 UI, aunque existe debate respecto a esta cantidad.
Dosis muy altas de vitamina D, con el tiempo, pueden provocar malestares, como náusea, vómito, mal apetito, estreñimiento, debilidad y pérdida de peso.

Lechudos: ¿cuándo nos tomamos la lechita?

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Alimenticia, intolerada por unos, la leche forma parte de la dieta actual. Pero, se ha preguntado cuándo comenzó el hombre a tomarla sin que le causara molestias?
Pues bien, un estudio publicado en Plos Computational Biology y ldierado por científicos del University College London, estableció que la capacidad de digerir la lactosa, ese dulce de la leche que enferma a muchos, evolucionó en comunidades lecheras de Europa Central hace unos 7.500 años y no en el norte europeo, como se pensaba.
Es más, los científicos situaron el avance dietario en una región entre los Balcanes centrales y Europa central.
Se había creído que la selección natural había favorecido los consumidores de leche más al norte, dada su gran necesidad de vitamina D en su dieta: la gente en la mayor parte del mundo elabora su vitamina D cuando la luz solar toca su piel, pero en las latitudes más septentrionales no hay suficiente luz solar durante la mayor parte del año.
El modelo empleado integró datos genéticos y arqueológicos usando nuevos desarrollos estadísticos.
Y vean qué curiosidad: el profesor Mark Thomas, de aquella universidad londinense, explicó que “la mayoría de los adultos en todo el mundo no producen la enzima lactasa y por eso son incapaces de digerir la lactosa de la leche. Sin embargo, la mayoría de los europeos producen lactosa durante toda su vida, una característica conocida como persistencia de la lactosa. En Europa, una sola modificación genética ha sido asociada con esa persistencia y parece haberle dado a las personas una gran ventaja para la supervivencia. Dado que el consumo de leche fresca por los adultos sólo fue posible tras la domesticación de los animales, es probable que esa persistencia haya co-evolucionado con la práctica cultural de la lechería, aunque no se sabía cuándo había surgido o qué había llevado a su rápida expansión”.