miércoles, 22 de febrero de 2012

Nueva teoría: la vida surgió en la tierra, no en el agua


Según los científicos, es posible que la vida celular no surgiera en los océanos, sino en concentraciones de fango caliente alimentadas por corrientes volcánicas.

La idea, que se basa en una reciente investigación geológica y celular, guarda similitudes con la teoría de Charles Darwin de que la vida pudo haber surgido a partir de un pequeña y cálida «laguna» rica en nutrientes.

A pesar de este apunte inicial de Darwin, las teorías que defienden que la vida surgió del mar han sido muy populares en los últimos años debido a que continuamente se descubren oasis de vida en el lecho marino.

En esos ecosistemas, los microbios ingieren sustancias nocivas procedentes de corrientes volcánicas, algo que, según los expertos, podría parecerse al surgimiento de las primeras células.

Sin embargo, el nuevo estudio afirma que el fluido que las células conservan en sus membranas es muy diferente del agua de los antiguos océanos, pero muy similar a los vapores condensados que se encuentran en algunos lodazales.

En este tipo de ambientes las cantidades de potasio de las células son elevadas, mientras que los ambientes marinos son más ricos en sodio.

«Las células necesitan mucho potasio para sintetizar proteínas, tarea que se ve dificultada por la presencia de sodio», afirma el coautor del estudio Armen Mulkidjanian, biofísico de la Universidad de Osnabrück (Alemania).

«Sin proteínas no puede haber vida, por lo que los niveles de potasio deben ser elevados».


Un nuevo escenario

En la actualidad, las células cuentan con proteínas complejas para expulsar el exceso de sodio de sus membranas y así funcionar correctamente. Las primeras células, sin embargo, no disponían de estos mecanismos.

De este modo, se encontraban a merced de su ambiente, por lo que la cantidad de potasio debía ser, necesariamente, superior a la de sodio.

Sin embargo, en los océanos se da la situación contraria.

Teniendo en cuenta lo anterior, Mulkidjanian y sus compañeros consiguieron la ayuda de geólogos para tratar de descubrir dónde pudo originarse la vida hace unos cuatro mil millones de años.

Así, el equipo descubrió que los puntos de vapor geotérmico condensado podrían ser los candidatos perfectos, como por ejemplo algunas áreas de Parque Nacional de Yellowstone (Estados Unidos).

«Ahí surge y se condensa el vapor de la tierra, aportando muchos minerales, incluido el potasio», afirma Mulkidjanian. «Parece el ambiente perfecto para el nacimiento de las primeras células».

Durante mucho tiempo los científicos no han tenido en cuenta estos «lagos» de lodo, puesto que los que encontramos en la actualidad nadan en ácido sulfúrico, una sustancia mortal que se forma cuando se encuentran en la atmósfera ácido sulfhídrico y oxígeno.

«Estas condiciones podrían ser motivo de preocupación, pero no olvidemos que la Tierra tenía muy poco oxígeno en la atmósfera», añade Mulkidjanian. «Los ambientes con falta de oxígeno se mantuvieron estables durante millones de años y probablemente favorecieron el nacimiento de las primeras células de la Tierra».

El nuevo estudio sobre el origen de la vida ha sido publicado online en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.  

Una «bola de discoteca» prueba la Teoría de la Relatividad de Einstein


Un satélite de «bajo coste», puesto en órbita por el cohete Vega de la Agencia Espacial Europea, probará la teoría general de la relatividad de Albert Einstein. Según el equipo, podría hacerlo mucho mejor que la reciente misión de la NASA que costó casi cien veces más.

A mediados de la década de 2000, tras más de 40 años de desarrollo, la llamada Gravity Probe B de 800 millones de dólares de la Universidad de Stanford detectó «arrastre de marco». Este fenómeno, que ya predecía la teoría de Einstein, consiste en la supuesta alteración del espacio-tiempo en la órbita terrestre a medida que gira el planeta.

Sin embargo, debido a problemas técnicos, el satélite de la NASA solamente pudo medir el arrastre de marco con un margen de error del 20 por ciento.

Los científicos que trabajan con el nuevo satélite italiano, que apenas ha costado 10 millones de dólares, esperan mejorar esos datos.

«Estoy convencido de que conseguiremos un margen del uno por ciento», afirmó el director de la misión Ignazio Ciufolini, de la Universidad de Salentoen Lecce (Italia).

LARES (Laser Relativity Satellite) despegó desde la base de Guayana Francesa a las 7 a.m., hora local, y proporcionará datos del arrastre de marco durante varios años.

«Si se consigue tal precisión, LARES confirmará la teoría general de la relatividad», comenta Alan Kostelecky, físico de la Universidad de Indiana (Bloomington, Estados Unidos) que no forma parte del equipo.

Una «bola de discoteca»

LARES tiene el aspecto de una bola de discoteca: es una sólida esfera de metal (una aleación de tungsteno) de aproximadamente 360 kilos y unos 35 centímetros de ancho.

La sonda está cubierta de reflectores para que cuando orbite la Tierra, una red internacional de estaciones de láser pueda detectar su posición con precisión milimétrica.

El satélite girará en torno a la Tierra en un determinado ángulo respecto al Ecuador. A partir de cálculos basados en la teoría de Einstein, el equipo de Ciufolini espera que el plano orbital de LARES vaya rotando lentamente en torno al planeta, a medida que la sonda sea arrastrada por la distorsión espacio-temporal de nuestro planeta.

El efecto acumulado durante un año no supondrá más que una millonésima de grado, lo que significa que se necesitarían unos diez millones de años para que el plano orbital de la sonda complete un giro alrededor de nuestro planeta.

Sin embargo, el desplazamiento de la sonda puede suponer unos cuatro metros al año, que el sistema de láser podrá medir con un margen de error de menos del uno por ciento.

Siempre a prueba

Según Ciufolini, la alta densidad de LARES la hace menos sensible al arrastre atmosférico, que a unos 1.450 kilómetros sobre la superficie de la tierra será muy pequeño, aunque no insignificante.

Del mismo modo, la densa esfera tampoco se verá afectada por la presión de la radiación del Sol.

Otras condiciones, como el hecho de que la Tierra no sea una esfera perfecta, hacen que la órbita de la sonda experimente mayor precesión (un giro completo cada tres años aproximadamente).

Sin embargo, los científicos harán uso de varias técnicas de análisis de datos, junto con información de misiones anteriores, para llevar a cabo las mediciones del «arrastre de marco».

Probablemente las teorías de Einstein pasen la prueba, aunque, como afirma Ciufolini, en el campo científico no existen certezas absolutas.

«La teoría general de la relatividad ha sido confirmada por múltiples experimentos durante cientos de años», añade, «pero eso no significa que dejemos de ponerla a prueba».

¿Por qué la piel de las ranas es agridulce?


Según un nuevo estudio, algunas ranas venenosas segregan, además de su veneno, ácido biliar y sacarosa. ¡Habrá que probarlas para confirmarlo!

Durante 50 años los científicos han arrancado la piel de ranas venenosas y estudiado sus tejidos para analizar su composición química. En la práctica se centraban en las toxinas, que pueden tener aplicaciones farmacéuticas.

Ahora, la herpetóloga Valerie Clark, que estudia y ocasionalmente «lame» ranas, ha creado junto a su padre, el ingeniero eléctrico William Clark, un artefacto electrosimulador para extraer sustancias químicas de las glándulas de estos animales sin dañarlos.

«La práctica habitual era arrancarles la piel, pero durante las dos últimas décadas la tecnología ha avanzado muchísimo», afirma Clark, que recibió una beca del Comité para la Investigación y la Exploración de la National Geographic Society (propietaria de National Geographic News).

«Ahora podemos detectar y analizar las sustancias con mayor precisión».Según Clark, que acaba de terminar el doctorado el Universidad Queen’s de Belfast (Irlanda), el aparato ha ayudado a separar el ácido biliar y la sacarosa en las ranas del género Mantella de Madagascar, algo que no se había conseguido nunca con tanta exactitud.

El análisis químico sugiere que en las ranas hay ácidos biliares y sacarosa en cantidades similares, pero superan en casi diez veces la cantidad de alcaloides venenosos.

Un cóctel misterioso

Sin embargo, el motivo por el que su piel segrega sacarosa y ácido biliar sigue siendo un misterio.

Clark cree que la sacarosa, que proviene de las hormigas que ingieren las ranas, podría tener una función protectora en los húmedos hábitats de los anfibios.

«Durante las guerras, los soldados se restregaban azúcar en las heridas, para evitar infecciones», comenta Clark. De hecho, investigadores de la Universidad de Boston afirmaron recientemente que el azúcar puede mejorar la efectividad de los antibióticos frente a las infecciones bacterianas.

En cuanto a los ácidos biliares, cree que podrían explicar la inmunidad que presentan las ranas ante el veneno de las hormigas y cómo éste pasa de las hormigas ingeridas a la piel de las ranas sin dañarlas.

«Creo que un día se demostrará que los ácidos biliares ayudan a transportar los alcaloides a las glándulas de la piel y protegen a las ranas», añade.

«Nosotros tenemos ácidos biliares que nos ayudan a limpiar nuestro organismo de drogas: las transportan al riñón para poder eliminarlas. En las ranas, expulsan las toxinas a la piel».

Sabor amargo

El fisiólogo Alan Hofmann, que ha estudiado los ácidos biliares durante 50 años, cree que el descubrimiento sobre la piel de las ranas representa un importante hito.

«Normalmente los ácidos biliares se mantienen en el tracto digestivo», afirma Hofmann, de la Universidad de California (San Diego, Estados Unidos), que no participó en el estudio.

El otro animal conocido que excreta ácidos biliares son las lampreas, que los utilizan como feromonas.

En las ranas venenosas, podría simplemente tratarse de un arma más, según Hoffman. Estos ácidos son muy amargos, por lo que podrían convertir a las ranas en un bocado muy poco apetitoso para sus depredadores.

El estudio sobre la piel de las ranas venenosas ha sido publicado en enero en la revista Journal of Natural Products.

 
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