jueves, 27 de junio de 2013

Los océanos: la penúltima frontera de la humanidad

El conocimiento que se tiene de los mares y sus recursos es limitado a pesar de que su explotación proveerá energía, alimentos y agua a una creciente población mundial.

Los océanos constituyen la penúltima frontera del conocimiento, y quizá esconden la respuesta a muchos de los desafíos del siglo XXI; ocupan el 80% de la superficie terrestre, y sin embargo es muy superior el conocimiento que se tiene de la Luna o de Marte que de la cartografía o de la biodiversidad marina.

Por eso, miles de científicos de todo el mundo miran al océano, conscientes de que algunos lugares han permanecido intactos e inalterados, y de que allí puede estar la respuesta a los interrogantes sobre el origen de la vida, la composición de la atmósfera o la evolución del clima.

Pero también hay quienes miran al mar como una fuente de la que manarán nuevos fármacos -sobre todo antitumorales o antibióticos de nueva generación-; o como una “gran despensa” que cubrirá las necesidades alimentarias de la Humanidad.

EL OCÉANO, FUENTE DE RECURSOS
“Tenemos que dirigir nuestras miradas y nuestras esperanzas al océano para encontrar soluciones para el abastecimiento de recursos clave, como la energía, el alimento, el agua, o los recursos biotecnológicos que necesitaremos”, señala el oceanógrafo Carlos Duarte.

Es fundamental impulsar la oceanografía, según Duarte, “porque en el año 2050, cuando la Tierra esté poblada por 9.000 millones de personas, se puede haber agotado la capacidad de generar alimento u otros recursos fundamentales, incluso el agua”.

“La última frontera de la Tierra es el océano”, indica Eduardo Balguerías, actual director del IEO, y advierte que solo se conoce un 10% de los mares. Considera que una gran parte del desarrollo de la humanidad estará basado en la explotación de los océanos, y que de los científicos depende que esa explotación se haga de manera sostenible.

LABORATORIOS NATURALES
Los científicos han encontrado además en el fondo del mar laboratorios naturales inesperados; ocurrió con la erupción submarina ocurrida en el Mar de las Calmas, en la isla canaria de El Hierro, donde los investigadores del Instituto Español de Oceanografía recopilaron una ingente información sobre los efectos del cambio climático en los ecosistemas marinos.

El investigador del IEO Eugenio Fraile ha explicado que allí se han concentrado tres factores: un aumento muy considerable de la temperatura del agua, una acidificación del océano y una desoxigenación del agua, que han aportado claves para el estudio del cambio climático.

“El volcán nos ha permitido conocer cómo se adapta un ecosistema marino a esos grandes cambios”, indica Fraile, y precisa que la erupción ha aportado una gran cantidad de nutrientes para que la vida se regenere a una velocidad muy superior a la que habría llevado en condiciones normales.

17/06/13

EL COMERCIO.PE

Las Ciencias del Mar: ¿Desaparecerá el océano Atlántico alguna vez? Pare...

Las Ciencias del Mar: ¿Desaparecerá el océano Atlántico alguna vez? Pare...: Una recién descubierta grieta en la corteza terrestre podría unir a Europa y América del Norte y causar que el océano Atlántico desaparecier...

Expedición a los Andes en busca de conodontes

El genoma de las bacterias oceánicas es ‘más sencillo’

El genoma de las bacterias oceánicas --que habitan la capa superficial del mar hasta los 200 metros de profundidad-- es "más sencillo" que el de aquellas cultivables en laboratorio, pues su AND contiene "menos duplicidad de genes, menos genes no codificantes y menor contenido de las bases nitrogenadas guanina y citosina", según revela un estudio en el que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC, que se publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

La investigación recoge que las especies cultivables de bacterioplancton marino presentan un 48,5 por ciento de bases guanina y citosina en su genoma, mientras que el de las analizadas por la investigación sólo alcanza el 37,9 por ciento de ellas. Asimismo, recoge que los genomas cultivados "suelen ser hasta el doble de grandes que los de las bacterias de vida libre analizadas por la investigación".

La investigadora del Instituto de Ciencias del Mar del CSIC, Silvia Acinas, ha explicado que la simplificación genética podría deberse a "un mecanismo primario" para adaptarse a las condiciones oceánicas de escasos nutrientes. "La simplificación del genoma supone un ahorro de energía que puede ser reinvertida en otros procesos esenciales de la célula como la nutrición", ha apuntado.

En este sentido, Acinas ha expresado que "es sorprendente cómo los genomas bacterianos han reducido sus tamaños y se han especializado metabólicamente de formas muy diversas a las condiciones que podrían ser adversas para el crecimiento de los microrganismos en el océano". "Este proceso ha dado lugar a una menor versatilidad metabólica a cambio de

una mayor especialización funcional", ha indicado.

Por otro lado, ha señalado que hasta el momento "se había pensado que als bacterias marinas no presentaban patrones biogeográficos, dado que el océano es un ecosistema sin barreras". Además, ha expresado que este fenómeno pone de manifiesto que estos organismos "están sujetos a una adaptación local en función de las condiciones medioambientales", pues el trabajo determina que la presencia de las bacterias en una u otra región "está determinada fundamentalmente por la temperatura y la latitud".

Esta investigación internacional ha contado también con la colaboración de otros dos investigadores españoles, José González y Manuel Martínez García, pertenecientes a la Universidad de La Laguna (Tenerife) y a la Universidad de Alicante respectivamente.

innovaticias.com – ep

Expedición a los Andes en busca de conodontes

Paleontología

Expedición a los Andes en busca de conodontes

Los expedicionarios repasan los últimos detalles antes de partir. Alimentos, abrigo, equipamiento técnico, mucha agua y vehículos todo terreno. Varios días en la Puna o los Andes los esperan. ¿A qué altura será esta vez? ¿2 mil metros? ¿4 mil? Si no hay un refugio cerca, deberán acampar allí. Pero la aventura es apenas una (linda) circunstancia. El verdadero objetivo es la investigación. Son científicos en busca de conodontes: microfósiles con forma de diente que funcionan como termómetros de la Tierra y como minúsculos portales a un pasado muy remoto.

Los conodontes miden menos de 1 mm y pertenecían a animales que vivieron en los mares antiguos entre los períodos Cámbrico y Triásico (de 500 a 200 millones de años atrás). En realidad, el término conodonte refiere tanto a estas piezas fósiles, que suelen ser las únicas partes del organismo que se conservan, como al animal que los poseyó. Para algunos especialistas, eran un grupo de cordados marinos, en tanto para otros, se trató de vertebrados primitivos.

“Era un animal parecido a una anguila o lamprea actual, de unos 5 cm de largo y 2 mm de ancho. Tenía una cabeza globosa y una cavidad bucal muy amplia, donde estaban incluidos estos elementos con formas de dientes”, describió a la Agencia CyTA el doctor en ciencias geológicas Guillermo Albanesi, investigador del CONICET argentino y profesor en la Universidad Nacional de Córdoba (UNC). “Su aparato bucal se dividía en una parte anterior, que filtraba las partículas alimenticias, y una posterior, con elementos con formas de muelitas que trituraban el alimento antes de ser ingerido. Tenía dos ojos muy prominentes y una colita con aletas”.

Córdoba fue el primer lugar de Latinoamérica en dedicarse a la conodontología, hace 40 años, y actualmente cuenta con el principal centro de investigación de la región. Por eso, Argentina será la sede del III Simposio Internacional de Conodontes, que se realizará del 15 al 19 de julio próximo, en Mendoza, e incluye viajes de campo a los Andes. “Llevaremos a los especialistas a las localidades de estudio donde encontramos conodontes y haremos una explicación in situ sobre los estudios que realizamos”, señala Albanesi.

Cabeza de alfiler sobre la que están montados varios conodontes. (Foto: Agencia CyTA-Instituto Leloir)

Estos microfósiles tienen dos aplicaciones geológicas fundamentales: sirven para conocer la edad de las rocas y como indicadores de paleotemperaturas. Su primera aplicación se enmarca dentro de la bioestratigrafía, una disciplina que se ocupa de dividir el tiempo geológico según el contenido fósil de las rocas. Por su utilidad para datar las rocas y hacerlas corresponder entre sí a escala intercontinental, se los denomina fósiles guía. Gracias a ellos, es posible reconocer con precisión qué estrato es más antiguo que otro y cómo eran los ambientes marinos antiguos.

Su segundo uso tiene que ver con los cambios de color que han sufrido a lo largo del tiempo, a partir de las diferentes temperaturas a las que han estado sometidas las rocas que los contienen. Serían como una especie de camaleón: cambian de colores pero según el calor. “Mediante la determinación de las paleotemperaturas de las rocas, podemos establecer, por ejemplo, cuáles son las áreas más propicias para la exploración de hidrocarburos, como el petróleo”, precisó el geólogo.

Albanesi explica que los muestreos que recolectan en el campo “son a ciegas”, ya que no es posible observar a simple vista si la roca contiene fósiles milimétricos. Será en el laboratorio donde, al procesar las rocas mediante técnicas especiales, se develará la verdad. “En algunos casos, hay rocas que no tienen ningún resto fósil. Otras, en cambio, incluyen microfósiles de distintos grupos de animales marinos extintos. Se han analizado rocas que contenían hasta diez mil microfósiles por kilogramo de roca”, destacó.

Entre los tópicos a tratar en el simposio se incluyen debates sobre la paleobiología de los conodontes y sus aplicaciones geológicas, y un recorrido histórico por los hitos de la especialidad. Por su parte, Albanesi y su equipo se encuentran estudiando microfósiles obtenidos en el noroeste del país, donde este año ya han realizado tres campañas geológicas en distintas áreas de la precordillera y cordillera de San Juan, Salta y Jujuy. (Fuente: AGENCIA CYTA-INSTITUTO LELOIR/DICYT)

martes, 25 de junio de 2013

Secuenciado el genoma de la pulga de agua

viernes, 21 de junio de 2013

Una sustancia marina con propiedades antibióticas

La empresa BioMar aisló una molécula de un microorganismo marino de las costas alicantinas que con una concentración muy baja demuestra una actividad antibiótica prometedora, la baringolina.

La resistencia a los antibióticos que desarrollan las bacterias fuerza a los laboratorios farmacéuticos a buscar constantemente nuevos productos para sustituir a los que han perdido eficacia. El fondo marino es, desde hace tres décadas, una fuente inmensa de sustancias susceptibles de convertirse en fármacos.

La empresa BioMar aisló una molécula de un microorganismo marino de las costas alicantinas que con una concentración muy baja demuestra una actividad antibiótica prometedora, la baringolina.

Ahora, el laboratorio de Fernando Albericio en Química Combinatoria en el Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) que colabora con BioMar, la ha reproducido en el laboratorio y ha certificado la estructura. Los resultados de hoy abren la vía a conocer mejor cómo actúa la sustancia y a desarrollar derivados para poder transformarla en un fármaco viable a diez años vista. Los resultados los avanza hoy en edición online de la revista Angewandte Chemie.

El doctorando del IRB Barcelona, Xavier Just-Baringo, ha estudiado durante cuatro años la composición estructural de la baringolina y la ha reconstruido en el laboratorio como si se tratara de un puzle de átomos en tres dimensiones con múltiples posibilidades de encaje.

“Es una sustancia con 128 posibles estructuras configuracionales pero solo una es exacta a la natural. La hemos conseguido reproducir con 39 pasos de síntesis”, explica Just-Baringo que ha tenido el privilegio de poner su nombre al nuevo compuesto.

Los investigadores ya tienen por síntesis orgánica la molécula natural a punto y diversos análogos para estudiar la actividad biológica y mejorar las propiedades farmacológicas y farmacocinéticas. Gracias a una colaboración con el Departamento de Farmacología del Hospital Clínico de Barcelona, ensayarán los análogos en cuatro cepas de bacterias gram positivo, uno de los dos grandes grupos en que están divididas las bacterias, y donde la baringolina ha demostrado actividad.

Los tiopéptidos: una nueva familia de antibióticos

Estructuralmente, la baringolina es un tiopéptido, una nueva familia de antibacterianos de origen terrestre y marino y de los cuales hay identificados un centenar. “Sólo hay un tiopéptido en el mercado para tratar infecciones bacterianas, el tioestreptón (Panolog), y es de uso veterinario, para infecciones de la piel. Para humanos todavía no hay nada”, explica Mercedes Álvarez, investigadora asociada en el laboratorio del IRB Barcelona, catedrática de la UB y supervisora del trabajo.

El principal escollo es que son moléculas poco solubles. Un requisito indispensable para que sea viable como fármaco pasa por mejorar la solubilidad dado que los antibióticos se administran por vía oral o intravenosa. “Con los análogos buscamos mejorar este aspecto, e identificar las partes de la molécula válidas como antibiótico para diseñar nuevos análogos más activos y con menor tamaño molecular”, dice Álvarez.

“Hemos hecho el primer paso hacia la consecución de un futuro fármaco” afirma Albericio. “Y en el camino, aprendemos a sintetizar moléculas naturales y desarrollamos nueva metodología”, añade el jefe de grupo y catedrático de la UB.

El objetivo final del laboratorio es hacer síntesis total de sustancias naturales, las dos últimas siendo la tiocoralina, un antitumoral de PharmaMar, y ahora la baringolina de BioMar.

“Reproducir en el laboratorio productos de la naturaleza tiene una doble justificación. Una es medioambiental, para proteger las especies que alojan sustancias de interés farmacológico. Y la otra es comercial ya que producir un medicamento a gran escala sólo es viable si está garantizado su desarrollo industrial”, explican los investigadores.

Referencia bibliográfica:

Xavier Just-Baringo, Paolo Bruno, Lars K. Ottesen, Librada M. Cañedo, Fernando Albericio and Mercedes Álvarez.
"Total Synthesis and Stereochemical Assignment of Baringolin". Angewandte Chemie (2013)

miércoles, 19 de junio de 2013

Los océanos: la penúltima frontera de la humanidad

El conocimiento que se tiene de los mares y sus recursos es limitado a pesar de que su explotación proveerá energía, alimentos y agua a una creciente población mundial.

17/06/13

EL COMERCIO.PE

martes, 18 de junio de 2013

Descubren cómo almacenan oxígeno los mamíferos marinos

Las peculiaridades de la proteína muscular mioglobina en focas y ballenas permite a dichos mamíferos marinos almacenar oxígeno suficiente para pasar una hora bajo el agua, publicó la revista Science.

Washington, 15 jun (PL) La mioglobina almacena y transporta oxígeno, pero científicos del Institute of Integrative Biology, en la urbe británica de Liverpool, descubrieron que en los mamíferos marinos las altas concentraciones de esa proteína no congestionan al organismo.

En grandes concentraciones, las proteínas tienden a pegarse unas a otras, y siempre nos preguntamos cómo focas y ballenas almacenaban esa proteína en sus músculos sin hacerles perder su funcionalidad, refirió uno de los investigadores, el doctor Michael Berenbrick.

El equipo descubrió que la mioglobina de los mamíferos marinos tiene una carga positiva, lo cual provoca que, al igual que los polos iguales de los imanes, las proteínas se repelan entre sí.

Para el estudio, los expertos extrajeron y compararon mioglobina pura de los músculos de mamíferos terrestres como la vaca, semi-acuáticos como la nutria, y marinos como la ballena.

Al rastrear los cambios en la evolución, el colectivo liderado por Scott Miceta descubrió que los mejores mamíferos buceadores desarrollaron una mioglobina nada adherente, por su unipolaridad.

Para el investigador, este descubrimiento ayuda a entender los cambios ocurridos en los mamíferos durante su evolución de animales de tierra firme a criaturas que habitan en los océanos.

"También nos permite calcular los tiempos de buceo de los ancestros de las ballenas. Podemos ver los fósiles y predecir cuánto tiempo podían bucear", añadió el investigador.

Además, esta enseñanza de la química natural contribuiría al desarrollo de líquidos que podrían usarse como reservas de oxígeno de emergencia para los tejidos de una persona, cuando es imposible hacer una transfusión de sangre.

15/06/13

PRENSA LATINA

Investigadores españoles ponen ‘luz, imagen, y taquígrafos’ al océano oscuro

Se trata de la Expedición de Circunnavegación Malaspina 2010, en el que participan más de 400 científicos a nivel mundial. Se trata de un proyecto "global"

Un equipo de investigadores españoles, coordinado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), está secuenciando el genoma del océano profundo y de la atmósfera a nivel global, que darán lugar al descubrimiento de decenas de millones de genes nuevos en los próximos años, ya que según los responsables del proyecto hay datos para que sigan investigando varias generaciones de científicos.

Se trata de la Expedición de Circunnavegación Malaspina 2010, en el que participan más de 400 científicos a nivel mundial. Se trata de un proyecto "global" que demuestra cómo una investigación de conocimiento puede llegar a tener resultados y aplicaciones en el mercado y, así llegar hasta el final de la cadena, según ha valorado el presidente del CSIC, Emilio Lora-Tamayo.

Así, los trabajos de secuenciación, que se enmarcan en el proyecto 'Malaspinomics' se centran en virus, bacterias, protistas que viven en el océano hasta los 4.000 metros de profundidad. Según los resultados preliminares, la mayor parte de la masa viva de los organismos marinos está compuesta por microorganismos, de los que el 72 por ciento habita el océano oscuro, a partir de 200 metros de profundidad.

Entre los resultados preliminares que el CSIC ha avanzado, antes de que sean publicados en revistas científicas, los responsables del proyecto han revelado una enorme cantidad de especies desconocidas de micrroorganismos, como las bacterias, de las que el 60 por ciento de las halladas en el océano profundo detectadas con técnicas de secuenciación masiva son, hasta ahora, desconocidas.

Para el coordinador de la expedición Malaspina, Carlos Duarte, esto es un "salto adelante" porque es la primera vez a nivel mundial que se están analizando muestras del océano profundo de todos los océanos.

Duarte ha subrayado que con estos datos se esperan encontrar aplicaciones en materia de energía, cosmética, alimentación, cambio climático, entre otras, porque se han encontrado aplicaciones y datos que esperaban, pero otros muchos que inesperados. "Tenemos que tener los ojos muy abiertos y estamos desarrollando, por ejemplo, una nueva metodología para una nueva generación de antibióticos con organismos de la profundidad del océano", ha añadido porque existen "potenciales conocidas y potencialidades inesperadas".

HERENCIA PARA FUTUROS INVESTIGADORES

Además, ha destacado que este proyecto está haciendose en España. "Esta vez estamos liderando nosotros", ha valorado. En este sentido, el investigador del CSIC y líder del bloque de microorganismos de Malaspina, ha dicho que las muestras son "especialmente valiosas" porque son de zonas científicamente "poco estudiadas". Los investigadores han señalado que han dejado un 25 por ciento de las muestras reservadas como un repositorio para el futuro.

Con todo, esperan que los genes recolectados abran la puerta a múltiples aplicaciones biotecnológicas en distintos campos y, de hecho, cuentan con la colaboración de Deep Blue Enterprise, la empresa que han creado para aplicar los hallazgos.

Respecto a la potencialidad del proyecto, Duarte ha señalado que la expedición tuvo un coste de 4,2 millones de euros (financiados por el MINECO, el BBVA, el IEO y el CSIC) pero que el total del proyecto asciende a 17 millones de euros, "lo mismo que construir un kilómetro de AVE, es decir, lo mismo que 3 segundos de un viaje en AVE".

Sin embargo, los científicos calculan generar 9.000 millones de euros de propiedad intelectual para 5.500 genes. "Si logramos extraer todo el rendimiento vamos a generar el coste del proyecto multiplicado muchas veces", ha apuntado.

Al mismo tiempo, Duarte ha manifestado que la colección de muestras tiene un valor incalculable porque, en la actualidad, ningún país del mundo cuenta con este tipo de muestras a escala global. De este modo, ha relatado que cuando comenzaron con la gestión de Malaspina en 2007, secuenciar un millón de pares de bases de ADN costaba 400 dólares y, en la actualidad, 0,10 céntimos de dólar, por lo que ahora es posible.

HITOS DEL PROYECTO

Los científicos detectaron una pérdida de oxígeno en las aguas subtropicales y tropicales de todos los océanos y una de las causas podría ser la falta de ventilación, relacionada con el calentamiento global. Además, han registrado que la mayor transparencia del agua medida hasta el momento se encuentra cerca de Samoa, en el Pacífico Sur.

Al mismo tiempo, durante el paso de la navegación por el Pacífico, se recogieron partículas atmosféricas de agua y plancton para evaluar la posible radiactividad procedente de la central nuclear de Fukushima (Japón) y, aunque el análisis no ha terminado, los resultados apuntan a que los niveles de contaminación en la zona serían mínimos. Duarte ha precisado que las muestras se tomaron un mes después del accidente, lo que indicaría que la radiación "no se extendió rápidamente".

La expedición Malaspina comenzó el 15 de diciembre de 2010 y se desarrolló a bordo del buque Sarmiento de Gamboa y el Hespérides durante nueve meses, en los que los científicos tomaron unas 200.000 muestras de agua, plancton, partículas de la atmósfera y gases en 313 puntos de los océanos Atlántico, Índico y Pacífico en 18 países y a profundidades de hasta 6.000 metros.

Un estudio sobre el Cretácico medio, desvela que el enfriamiento global puede ser tan significativo como el calentamiento

El estudio internacional con participación de expertos de las universidades de Newcastle, Reino Unido, Colonia, Frankfurt y GEOMAR, confirma el vínculo entre el enfriamiento global

Una ola de frío hace 116 millones de años provocó una crisis en el ecosistema marino similar a las que también se dieron en el pasado como consecuencia del calentamiento global, según un estudio publicado en Nature Geoscience.

El estudio internacional con participación de expertos de las universidades de Newcastle, Reino Unido, Colonia, Frankfurt y GEOMAR, confirma el vínculo entre el enfriamiento global y una caída en el ecosistema marino durante el período de invernadero del Cretácico medio.

También cuantifica por primera vez la amplitud y la duración del cambio de temperatura. El análisis de la geoquímica y la micropaleontología de un núcleo de sedimento marino tomada desde el Océano Atlántico Norte, demuestra que un descenso de la temperatura global de hasta 5 º C produjo un cambio importante en el ciclo global del carbono durante un periodo de 2,5 millones de años.

Al ocurrir en un momento de gran actividad tectónica que impulsó la ruptura del supercontinente Pangea, el estudio explica cómo la apertura y ampliación de nuevas cuencas oceánicas alrededor de África, América del Sur y Europa creó un espacio adicional donde se fijaron grandes cantidades de CO2 atmosférico por organismos fotosintéticos como las algas marinas.

Los organismos muertos fueron enterrados en los sedimentos en el fondo del mar, producción esquisto orgánico rico en carbono en estas nuevas cuencas, bloqueando el carbono que estaba previamente en la atmósfera.

El resultado de este mecanismo masivo de fijación de carbono produjo un descenso en los niveles de CO2 en la atmósfera, reduciendo el efecto invernadero y la disminución de la temperatura global.

Este período de enfriamiento global llegó a su fin después de unos 2 millones de años después del inicio de un período de intensa actividad volcánica local en el Océano Índico. Con la producción de grandes volúmenes de gas volcánico, el carbono que se había retirado de la atmósfera en que fue encerrado en la pizarra fue reemplazado con el CO2 del interior de la Tierra, volviendo a instaurar un efecto invernadero que condujo a clima más cálido y el fin de la ola de frío.

El tráfico marítimo afecta a la reproducción de ballena jorobada

El ruido generado por las embarcaciones -pequeñas o grandes-, y su tráfico por el mar podría afectar los procesos de estancia y reproducción de la ballena jorobada en el Pacífico mexicano, de acuerdo con un informe preliminar de investigadores de la Universidad de Colima (UCOL).

Los especialistas monitorearon la región en un periodo de tres años, y registraron que las ballenas jorobadas llegan a la zona con el fin de reproducirse; han visto actividad de cortejo, machos cantores y madres con crías muy pequeñas que probablemente hayan nacido en este lugar. El doctor Christian Daniel Ortega Ortiz, titular de estudio, indica que el tránsito de las embarcaciones puede causar disturbios en todos los cetáceos, no solo en las ballenas jorobadas.

Añade que las bahías de Manzanillo, Colima y Barra de Navidad, Jalisco, son de gran importancia para las madres con crías; sin embargo, el tránsito de diversas embarcaciones (grandes, comerciales, petroleros, yates, veleros y lanchas) les provocaría daño acústico a las ballenas.

“Los disturbios que genera el tránsito quizá provoquen en las ballenas un cambio en su dirección; que en lugar de hacer cuatro respiraciones sólo hagan una o dos, y una vez que se aleja la embarcación probablemente regresan a su ritmo normal. Además, si la madre y la cría salen de alguna zona protegida como las bahías para evitar las embarcaciones, podrían enfrentar a depredadores”.

Lo que cuestionan los investigadores es, ¿qué sucede cuando pasan las embarcaciones con el proceso de canto de los machos? Tendría que hacer otro tipo de canto, uno con mayor potencia para que lo escuchen, o dejar de hacer el sonido y una vez que pase la embarcación volver a tomar el canto con lo que podría tener efecto en su proceso de reproducción.

Otro de los problemas que podrían tener las ballenas es daño acústico en los oídos internos, circunstancia que ya ha sido registrada en cetáceos en el Atlántico norte, donde el tránsito marino es uno de los principales disturbios de la población.

“En la región no hemos registrado ballenas colisionadas, pero sí visto algunas con cicatrices considerables. Lo que hacemos es monitorear algunos datos de su comportamiento, por ejemplo, su tiempo de buceo, el de superficie, el número de soplos; estos datos los comparamos cuando hay presencia de embarcaciones y cuando no hay barcos presentes”.

Tráfico marítimo. (Foto: UCOL)

Ante ello buscan una “solución”, que es identificar los disturbios y encontrar la manera de coexistir entre embarcaciones y ballenas, ya que las primeras forman parte del desarrollo portuario de diversos estados del Pacífico.

“En su momento, buscaremos la manera de mitigar tal como se ha establecido en otros países, quizá cambiar la velocidad en las embarcaciones en determinadas zonas o bien las trayectorias”.

La ballena jorobada se distribuye en aguas del Pacífico y proviene de Canadá y Estados Unidos y en otoño llega a México, donde hay condiciones propicias para reproducirse. Vive entre 40 y 60 años, y sus depredadores naturales son las orcas.

En la actualidad se han registrado avistamientos de la ballena jorobada en Guerrero y Oaxaca, quizá por los cambios ambientales que favorecen su distribución, o bien ha crecido la población. (Fuente: Agencia ID/DICYT)

miércoles, 12 de junio de 2013

Investigan beneficios biomédicos de algas (Chile)

Algas Mazzaella laminarioides. (Foto: Seaweed Industry Asociation)

Investigadores de la Universidad de Santiago de Chile (Usach) están estudiando tres especies de algas de la Región de Magallanes, con el propósito de utilizarlas en la elaboración de parches con capacidad antibacteriana y en el encapsulamiento de drogas resistentes a los jugos gástricos.

El estudio, titulado Polisacáridos solubles de algas de la Región Magallánica, es un proyecto financiado por el Departamento de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (Dicyt), de la Vicerrectoría de Investigación, Desarrollo e Innovación, y es dirigido por Betty Matsuhiro, investigadora del Departamento de Ciencias del Ambiente de la Facultad de Química y Biología de la Usach.

Las tres especies en las que se centra el estudio son las algas Mazzaella laminarioides, Sarcothalia crispata y Ahnfeltia alicata.

Esta investigación tiene como antecedente diversos trabajos desarrollados durante más de 30 años en la Usach, con el fin de realizar la determinación estructural, la modificación química y los estudios de las propiedades biológicas de los polisacáridos de las algas del litoral chileno.

Matsuhiro explica que los polisacáridos de algas se usan principalmente en la industria alimentaria. Entre otras aplicaciones, precisó que permiten la suspensión de cacao en la leche.

"Con este nuevo proyecto, la idea es innovar en el uso de este recurso natural y desarrollar productos con mayor valor agregado, que puedan utilizarse en biomedicina, por ejemplo”, señala la investigadora.

Una aplicación interesante de los polisacáridos es su uso para encapsular las drogas y evitar que se desintegren con la acidez de los jugos gástricos.

Al ser biodegradables y biocompatibles, los polisacáridos sirven para ser aplicados en fármacos antibacterianos.

Durante la primera etapa del estudio, investigadores de la Universidad de Magallanes y del Instituto de Ecología y Biodiversidad se ocuparán de recoger las algas. Más adelante, se desarrollará la extracción de los polisacáridos, su modificación química y conjugación con polímeros sintéticos.

En una etapa posterior se trabajará en la encapsulación de los fármacos, precisó la Usach.

A partir de este mes, se suma al equipo Rodrigo Torres, quien estudiará la síntesis y caracterización de nanopartículas de cobre y de plata con los polisacáridos obtenidos de las algas, que según Matsuhiro, presentarían actividad antibacteriana.

Por Analia Murias

11/06/13

FIS.COM

Desafían las teorías sobre cómo se comporta el hielo bajo presión

Un equipo dirigido por la Malcolm Guthrie, del Instituto Carnegie, en Washington (Estados Unidos), ha hecho un descubrimiento sorprendente acerca de cómo se comporta el hielo bajo presión, cambiando ideas que datan de hace casi 50 años.

Sus hallazgos, publicados en 'Proceedings of the National Academy of Sciences', podrían modificar la comprensión de cómo las moléculas de agua responden a las condiciones que se encuentran en lo profundo de planetas y podría tener implicaciones para la ciencia de la energía.
Cuando el agua se congela en hielo, sus moléculas están unidas entre sí en una red cristalina y se mantienen unidas por enlaces de hidrógeno, que son muy versátiles y, como resultado, el hielo cristalino revela una sorprendente diversidad de al menos 16 estructuras diferentes. En todas estas formas de hielo, la molécula de H2O simple es el componente básico universal.
Sin embargo, en 1964 se predijo que, bajo la presión suficiente, los enlaces de hidrógeno podrían fortalecerse hasta tal punto que en realidad podrían romper las moléculas de agua. La posibilidad de la observación directa de una molécula de agua disociada en el hielo ha resultado ser una atracción fascinante para los científicos y ha impulsado una amplia investigación durante los últimos 50 años.
A mediados de la década de 1990 varios equipos, entre ellos un grupo de Carnegie, observó la transición mediante técnicas espectroscópicas, pero al tratarse de herramientas indirectas, sólo podrían revelar parte de la imagen.
El método idóneo es el que permite "ver" los átomos de hidrógeno o protones directamente, lo que se puede hacer por el rebote de neutrones fuera del hielo y luego, con cuidado la medición de la forma en que se encuentran dispersos.
Sin embargo, la aplicación de esta técnica a presiones lo suficientemente altas para ver cómo las moléculas de agua se disocian simplemente no había sido posible en el pasado. Guthrie explicó: "Sólo se puede llegar a estas presiones extremas si las muestras de hielo son muy pequeñas, pero, por desgracia, esto hace que los átomos de hidrógeno sean muy difíciles de ver".
La Fuente de Neutrones por Espalación se inauguró en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge en Tennessee en 2006, ofreciendo una nueva y muy brillante fuente de neutrones. Mediante el diseño de una nueva clase de herramientas que fueron optimizadas para aprovechar este flujo sin igual de neutrones, Guthrie y sus compañeros de equipo de Carnegie Russell Hemley, Reinhard Boehler y Kuo Li, así como Chris Tulk, Jamie Molaison y António dos Santos, de Laboratorio Nacional Oak Ridge, lograron obtener el primer vistazo de los átomos de hidrógeno en el hielo en sí a presiones sin precedentes de más de 500.000 veces la presión atmosférica.
"Los neutrones nos cuentan una historia que las otras técnicas no pudieron --dijo Hemley, director del Laboratorio Geofísico de Carnegie--. Los resultados indican que la disociación de moléculas de agua sigue a dos mecanismos diferentes. Algunas de las moléculas comienzan a disociarse a presiones mucho más bajas y a través de un camino diferente de lo que se predijo en el papel clásico de 1964".
"Nuestros datos pintan un cuadro totalmente nuevo de hielo", afirmó Guthrie. "No sólo los resultados tienen amplias consecuencias para la comprensión de la vinculación en H2O, las observaciones pueden también apoyar una propuesta anteriormente sobre una teoría de que los protones en el hielo en el interior de los planetas pueden ser móviles, incluso mientras el hielo se mantiene sólido".
Tulk concluyó: "Esto es un gran avance técnico que cambia el juego. Las aplicaciones podrían extenderse a sistemas que son esenciales para los retos sociales, como la energía. Por ejemplo, la técnica puede proporcionar una mayor comprensión de metano que contiene hidratos clatratos e incluso materiales de almacenamiento de hidrógeno que puedan accionar automóviles un día".
11/06/13
EUROPA PRESS

martes, 11 de junio de 2013

Un paso más hacia el uso terapéutico del veneno de las anémonas marinas

Un equipo de investigación integrado por miembros de la Universidad Complutense de Madrid, las Universidades de Jyväskylä y Åbo Akademi de Finlandia, y la Universidad Kwansei Gakuin de Japón, ha conseguido determinar cuál es la característica a nivel molecular que permite a las anémonas marinas venenosas ejercer su acción tóxica.

Este conocimiento puede permitir utilizar su veneno, tras las adecuadas modificaciones, en distintas aplicaciones terapéuticas. La esfingomielina es un lípido crucial en este proceso.

En un país como España, que vive de cara al mar, es de conocimiento público que las anémonas son animales marinos venenosos. Estos animales inyectan su veneno en sus presas a través de unas células especializadas, llamadas nematocistos. Este veneno está compuesto por toda una serie de moléculas tóxicas entre las que destaca una familia de proteínas tóxicas que se conocen con el nombre de actinoporinas.

Las actinoporinas deben esta denominación a que son capaces de formar poros en las membranas de las células de los animales que constituyen sus dianas. Cuando esto ocurre, parte del contenido celular sale al exterior y la célula se destruye; podríamos decir que "explota". Hablamos de que se produce la lisis de las células. Ésta es una de las razones, aunque no la única, por la que cuando tocamos uno de estos animales se produce una hinchazón acompañada de dolor y sensación de calor intenso. Una respuesta inflamatoria, en definitiva.

Lo más extraordinario de estas proteínas es que son perfectamente solubles en agua a pesar de que para formar el poro se deben integrar en la membrana, cuyo interior no es miscible con este disolvente. De hecho, son un extraordinario ejemplo de cómo una misma proteína puede adoptar dos conformaciones diferentes, funcionalmente activas, dependiendo del medio en el que se encuentre.

La clave para esta transición del agua a la membrana, en la que la proteína forma los mencionados poros, es en gran parte la presencia de un lípido un tanto especial, la esfingomielina. Esta esfingomielina se encuentra presente en las membranas plasmáticas de las células animales y en la vaina de mielina que recubre y aísla los axones de las neuronas. De ahí su nombre. Simplificando un poco, pues también habría que considerar otros lípidos como el colesterol, se puede afirmar que las células sin esfingomielina serían prácticamente inmunes a la acción de estas proteínas. Otra cosa es que fuesen viables... que probablemente no lo serían.

En el trabajo realizado por un equipo de investigadores en el que se integra el Grupo de Proteínas Tóxicas del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular I de la Universidad Complutense de Madrid, lo que se ha determinado es la estructura soluble en agua de una de estas actinoporinas (en concreto de la esticolisina I, producida por la anémona caribeña Stichodactyla helianthus), así como la naturaleza de los determinantes de su estructura que le permiten reconocer específicamente la esfingomielina, frente a otros lípidos muy parecidos y, además, muy abundantes en la membrana. Es decir, ahora ya sabemos cuál es la característica a nivel molecular que permite a estas proteínas reconocer su punto de anclaje para formar el poro y, por tanto, para ejercer su acción tóxica.

La puerta que abren estos resultados, publicados recientemente en las revistas Biochimica et Biophysica Acta (BBA) y Arch Biochem Biophys, es doble. Por un lado, si sabemos qué es lo necesario para que las actinoporinas sean tóxicas, podremos plantearnos buscar un antídoto. Por otro lado, y tal vez más importante, este conocimiento nos puede permitir acabar utilizándolas a nuestro favor, tras las adecuadas modificaciones, en distintas aplicaciones terapéuticas. Ambos objetivos serán, sin embargo, sólo alcanzables a largo plazo y, para conseguirlo, lo que se impone ahora es seguir profundizando en nuestro conocimiento sobre el mecanismo de actuación de tan fascinantes proteínas. Por Sara García-Linares, José G. Gavilanes y Álvaro Martínez del Pozo

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MADRI+D

La química del fuego ‘valyrio’ griego y Juego de Tronos

El fuego marino, fuego romano –como lo llamaron los árabes– o fuego griego –como lo bautizaron los cruzados– fue un arma incendiaria utilizada por el Imperio bizantino en numerosas batallas navales entre los siglos VII y XIII

Imagine que es usted un invasor árabe que se dirige a conquistar Constantinopla con nada menos que 1.200 barcos. La victoria es segura pero, de repente, la flota empieza a arder, y los intentos de apagar los barcos con agua no solo no sirven de nada, sino que avivan el fuego. Imagine la cara que pondría. Es la misma que debieron poner los árabes al enfrentarse al fuego griego por primera vez.

“El fuego griego fue una sorpresa táctica decisiva en los dos grandes asedios árabes de Constantinopla de 674-678 y 717-718”, explica a SINC José Soto, experto en historia medieval e investigador del Centro de Estudios Bizantinos, Neogriegos y Chipriotas de Granada.

“Estos dos asedios, donde el fuego griego fue esencial, determinaron la historia universal. De haber triunfado los árabes, la Europa tribal del siglo VII no habría podido resistir y sería el Islam la civilización hegemónica en nuestros días”, añade Soto.

Los bizantinos guardaron celosamente el secreto de su composición, de la que solo quedan suposiciones. “No se puede poner en duda la existencia del fuego griego, pero hay que tener en cuenta que fue el secreto militar mejor guardado de la historia”, asegura Soto. “Los técnicos que lo fabricaban no tenían contacto alguno con el mundo exterior”.

Aun así se sabe que la mezcla, que era líquida, incluía nafta –una fracción del petróleo también conocida como bencina–, azufre y probablemente amoníaco. Sin embargo, también se han propuesto otras sustancias como la cal viva o el nitrato.

“La nafta, muy inflamable y que no se mezcla con el agua, y el azufre actuarían como combustible”, explica Justo Giner, doctor en Química de la Universidad de Oviedo.

“El nitrato aportaría el oxígeno necesario para que arda el combustible, como ocurre en los fuegos artificiales y la pólvora, que contiene un 75% de nitrato de potasio y un 15% de azufre”, añade Giner.

Con un combustible que arde –nafta y azufre– y una sustancia que aporte oxígeno –nitrato–, solo faltaría una chispa que encienda el fuego. “Al entrar en contacto con el agua, la cal viva eleva su temperatura por encima de 150 ºC, por lo que actuaría como mecha encendiendo el combustible”, explica Giner.

Algunos documentos hablan de “truenos” y “mucho humo” durante los ataques con fuego griego. Según Giner, “cuando una reacción forma una gran cantidad de gases, estos se expanden generando altas presiones, por lo que se producen explosiones”.

Giner también señala que el humo que produciría un fuego como este sería tóxico. “En general los gases derivados del uso del arma –especialmente debidos al azufre y al amoníaco– formarían un cóctel muy venenoso”.

Denominación de origen siria

La invención de esta arma se atribuye a un ingeniero militar llamado Callínico, procedente de la actual Siria, que llegó a Constantinopla en los días previos al primer gran asedio árabe.

“En la antigüedad, griegos y romanos usaron líquidos inflamables parecidos, pero sin el poder del arma de Callínico”, comenta Soto. “Más tarde árabes y cruzados intentaron copiarlo y solo consiguieron compuestos de peor calidad, y sin los devastadores efectos del fuego griego”.

Según algunos investigadores, entre los que se incluye Soto, puede que Callínico utilizara los estudios –hoy perdidos– de Esteban de Alejandría, uno de los mayores alquimistas, ópticos y astrónomos de la antigüedad, que se trasladó en 616 a Constantinopla.

Los ingenieros navales bizantinos emplearon todo su ingenio a la hora de utilizar el arma, y dotaron a los barcos de dispositivos hidráulicos que, accionados por una bomba de mano, regaban con fuego la cubierta y las velas de los barcos enemigos.

Por otra parte, los marineros disponían de recipientes de cerámica relleno de fuego griego que, a modo de granadas de mano, lanzaban sobre las naves enemigas. “Con semejantes armas no es de extrañar que los árabes, pese a reunir grandes flotas, fueran derrotados”, comenta Soto.

Guía para apagar un fuego griego

Hoy en día, para apagar un incendio provocado por líquidos inflamables como la nafta, se utilizarían espumas y polvo químico pero, si usted fuera un árabe que quiere intentar la conquista de Constantinopla por segunda vez ¿Qué precauciones debería tomar?

“El fuego ardía con más fuerza al intentar apagarlo con agua”, explica Soto. “Solo podía ser apagado con orina, esteras de esparto y, esto no es seguro, con vinagre”.

“Apagarlo con agua no sería una buena idea”, aclara Giner. “Ese es el origen de muchos incendios y quemaduras, al intentar sofocar las llamas producidas por aceite con agua”, añade.

Para Giner, la forma más eficaz de sofocarlo sería por asfixia. “La combustión consume mucho oxígeno. Con una concentración inferior al 14% no es posible la combustión”. Este sería el papel de las esteras de esparto o de la arena, otro sistema sobre el que también se ha especulado.

En cuanto a la orina, “al contener gran cantidad de sales inorgánicas y urea, podría actuar como inhibidor de algún componente necesario para la combustión”, explica Giner. “Por otro lado el vinagre podría ‘desactivar’ la cal viva, que no alcanzaría los 150 ºC en contacto con el agua y por lo tanto no encendería el combustible”.

A pesar de ser concluyente en varias batallas navales, la cultura popular ha mitificado esta arma. “Fuera de la guerra marítima su importancia y efecto fue escaso”, asegura Soto. “Además, pasada la sorpresa inicial, los árabes –y en menor medida venecianos, písanos, normandos y demás rivales– aprendieron a contrarrestar los efectos del fuego griego”, concluye.

El arma se continuó utilizando hasta 1204, cuando probablemente se perdió para siempre durante los saqueos y destrucción que sufrió Constantinopla en la cuarta cruzada. El Imperio bizantino siguió usando un arma menos poderosa, posiblemente la imitación árabe de peor calidad.

Ocho siglos después, según asegura Soto, su fórmula podría conservarse en el interior de varios recipientes de cerámica con fuego griego, que se encontraron en un barco hundido frente a las costas de la Provenza francesa, aunque los resultados de este estudio todavía no han sido publicados. Hasta entonces, el misterio continuará.

La acústica de los terremotos puede indicar si un tsunami es inminente

La acústica de un terremoto puede indicar el acercamiento de un tsunami

Publicado: 6 jun 2013 | 8:29 GMT Última actualización: 6 jun 2013 | 8:29 GMT

flickr.com/arkhangellohim

Científicos estadounidenses lograron descubrir las principales características acústicas que indican la llegada de un tsunami tras un terremoto. La técnica podría aplicarse en todo el mundo para crear un sistema de alerta temprana para tsunamis.

El 11 de marzo de 2011 un terremoto submarino de magnitud 9,0 sacudió Japón. El terremoto provocó un fuerte tsunami que azotó el este del país unos 30 minutos más tarde, matando a más de 15.000 personas.

Los científicos de la Universidad de Stanford reconstruyeron el terremoto nipón mediante una tecnología especial y revelaron que las ondas de sonido producidas por ese terremoto en el océano llegaron decenas de minutos antes del tsunami. En caso de que los expertos interpreten de manera correcta y rápida las ondas de sonido, se puede emitir una advertencia de la llegada de un gran tsunami, opinan los científicos. Al mismo tiempo subrayan que elaboraron un sistema que permite seguir la actividad sísmica.

Aunque existen diversos sistemas capaces de detectar terremotos submarinos, no pueden establecer con seguridad cuál formará un tsunami o, por ejemplo, predecir el tamaño de la ola. Además existen dispositivos especiales para el océano que pueden detectar el acercamiento de un tsunami, pero habitualmente estos proporcionan tan solo unos minutos de aviso previo.

Puesto que el sonido del sismo llega a la tierra mucho antes de que llegue el agua, los investigadores creen que la identificación correcta de las características acústicas de los sismos que generan tsunamis podrían favorecer un sistema de alerta que proporcione más tiempo para evacuar la zona en peligro.

Texto completo en: http://actualidad.rt.com/ciencias/view/96611-acustica-terremoto-tsunami-ciencia

La acústica de un terremoto puede indicar el acercamiento de un tsunami

Publicado: 6 jun 2013 | 8:29 GMT Última actualización: 6 jun 2013 | 8:29 GMT

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La acústica de los terremotos puede indicar si un tsunami es inminente

6 de junio de 2013

Científicos de la Universidad de Stanford han identificado las principales características acústicas del terremoto de Japón de 2011, que indican que causaría un gran tsunami. La técnica podría ser aplicada en todo el mundo para crear un sistema de alerta temprana de tsunamis masivos.

De ponerse en práctica, por medio de micrófonos submarinos, el nuevo modelo podría salvar muchas vidas al advertir de la inminencia de tsunamis. Crédito de la imagen: Danilo Rizzuti (Freedigitalphtos.net)

El 11 de marzo de 2011, un terremoto submarino de magnitud 9,0 ocurrió a 43 millas de la costa de Japón. El terremoto generó un tsunami masivo inesperado, que alcanzó la costa este de Japón unos 30 minutos más tarde, matando a más de 15.800 personas e hiriendo a más de 6.100. Más de 2.600 personas siguen desaparecidas.

Ahora, simulaciones informáticas de científicos de Stanford revelan que las ondas de sonido en el océano, producidas por el terremoto, probablemente llegaron a tierra decenas de minutos antes que el tsunami. Si se hubiesen interpretado correctamente, podrían haber advertido que el gran tsunami estaba en camino.

Retroactivamente, los modelos predijeron con precisión la elevación del fondo marino que se observó en el terremoto, y que está directamente relacionada con la altura de las olas del tsunami, así como las ondas de sonido simuladas que se propagaron en el océano.

Además de la información valiosa sobre los eventos sísmicos como sucedieron probablemente durante el terremoto de 2011, los investigadores identificaron las condiciones específicas necesarias de la falla para que las rupturas alcancen el fondo del mar y den lugar a grandes tsunamis.

El modelo mostró cómo las ondas de sonido habrían viajado a través del agua, e indicó que llegaron a la costa, de 15 a 20 minutos antes del tsunami.

El modelo podría aplicarse a las zonas de fallas que dan lugar a la formación de tsunamis en todo el mundo, aunque las características de la señal acústica pueden variar dependiendo de la geología del entorno local. La composición de la corteza y la orientación de las fallas en las costas de Japón, Alaska, el noroeste del Pacífico y Chile son muy diferentes.

Para detectar la señal, se tendrían que desplegar micrófonos submarinos (llamados hidrófonos) en el fondo del mar o en boyas, y luego la señal tendría que ser analizada para confirmar una amenaza, lo que podría ser costoso. Las autoridades también tendrían que trabajar con los científicos para determinar el grado de certeza necesario antes de sonar la alarma.

El estudio se publica en The Bulletin of the Seismological Society of America.

Fuente: Stanford University

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