Descubierto un nuevo exoplaneta de mañanas nubladas y tardes despejadas

 El universo vuelve a sorprendernos con un fenómeno meteorológico tan familiar como extraño: un planeta gigante fuera del sistema solar parece tener mañanas cubiertas de nubes y tardes despejadas. La diferencia es que allí no hablamos de brisas suaves ni de lluvias pasajeras, sino de temperaturas extremas y vientos supersónicos en un mundo gaseoso abrasado por su estrella.

El descubrimiento, publicado en la revista Science y realizado con el telescopio James Webb (JWST), aporta una de las imágenes más detalladas hasta ahora de cómo funcionan las atmósferas de los exoplanetas gigantes. Y, además, ayuda a resolver un viejo debate de la astronomía moderna: ¿de qué están hechas realmente las neblinas (hazes) y nubes que envuelven estos mundos?

Nubes de hierro fundido en un exoplaneta gaseoso. ESO/M. Kornmesser, CC BY

Un “Júpiter caliente” con dos caras

Dos cuerpos orbitando alrededor de uno central (rojo). El más cercano está acoplado, mientras que el más lejano no. Wikimedia Commons., CC BY

El protagonista del estudio es WASP-94A b, un “Júpiter caliente”: un planeta gaseoso parecido a Júpiter, pero orbitando extremadamente cerca de su estrella. Esa proximidad hace que un año allí dure apenas unos días terrestres y que el planeta esté acoplado de marea, es 

decir, mostrando siempre la misma cara a su sol.

Como ocurre con la Luna respecto a la Tierra, un hemisferio permanece eternamente iluminado y el otro en oscuridad constante. Entre ambos, existe una franja de transición, llamada “terminador”, donde los astrónomos pueden estudiar la atmósfera observando cómo la luz de la estrella atraviesa sus capas gaseosas durante un tránsito planetario.

Imagen artística de WASP-39, con la línea de terminador. NASA/ESA/CSA, CC BY

Y fue precisamente allí donde apareció la sorpresa.

Las observaciones del JWST revelaron una diferencia muy clara entre el lado matutino y el vespertino del planeta. En la región donde amanece, predominan densas nubes que amortiguan las señales espectrales del vapor de agua. En cambio, en la zona donde anochece, la atmósfera aparece mucho más limpia y transparente.

El ciclo meteorológico más extremo imaginable

La explicación apunta a un auténtico ciclo meteorológico extraterrestre. Los investigadores creen que las nubes se forman en las regiones relativamente más frías del planeta, probablemente mediante condensación de minerales y compuestos exóticos presentes en la atmósfera. Después, los potentes vientos atmosféricos transportan esas partículas hacia zonas más calientes, donde terminan evaporándose.

En la Tierra, las nubes están formadas por agua líquida o cristales de hielo. Pero en estos mundos abrasadores, podrían existir nubes de silicatos o minerales vaporizados. Las diferencias térmicas entre ambos lados del planeta pueden superar los 280 grados centígrados, suficientes para que los aerosoles aparezcan y desaparezcan continuamente mientras circulan alrededor del globo.

Gigante gaseoso con nubes de silicatos. Pablo Carlos Budassi, CC BY

Los nuevos datos del JWST sugieren, además, que la distribución de las nubes no es uniforme ni estable. Las observaciones indican una atmósfera extremadamente dinámica, dominada por corrientes capaces de redistribuir calor y materiales a velocidades enormes. 

En este escenario, los modelos atmosféricos apuntan a vientos supersónicos que recorrerían el planeta transportando partículas condensadas desde el hemisferio nocturno y las regiones matutinas hacia zonas progresivamente más calientes.

¿Un viejo dilema resuelto?

El hallazgo es importante porque durante años existieron dos hipótesis principales para explicar los aerosoles de los Júpiter calientes. Mientras que una defendía que eran nubes originadas por condensación, la otra proponía neblinas fotoquímicas, creadas por la intensa radiación estelar, similares a las de Titán, la luna de Saturno, o al smog terrestre.

Las nuevas observaciones favorecen claramente la primera explicación: al menos en este tipo de planetas, las nubes parecen comportarse como sistemas meteorológicos dinámicos gobernados por la temperatura y la circulación atmosférica.

Los Júpiter calientes tienen, normalmente, capas de nubes y neblinas en sus atmósferas. NASA/JPL-Caltech

El problema de las atmósferas “ocultas”

Aunque las nubes hacen estos mundos más fascinantes, también representan un gran desafío científico.

Para estudiar un exoplaneta, los astrónomos analizan cómo ciertos gases absorben longitudes de onda específicas de la luz. Ese patrón permite identificar moléculas como agua, dióxido de carbono o metano. Pero las nubes y neblinas pueden ocultar parte de esas señales y distorsionar las mediciones.

En algunos casos, un planeta puede parecer pobre en agua simplemente porque las nubes bloquean la observación. De hecho, estudios anteriores ya habían mostrado que muchos Júpiter calientes forman un continuo que va desde atmósferas completamente despejadas hasta otras muy cubiertas por nubes.

Ahora sabemos algo aún más complejo: un mismo planeta puede tener regiones simultáneamente nubladas y despejadas.

Esto obliga a reinterpretar parte de los datos obtenidos durante más de una década con telescopios como el Hubble y a desarrollar modelos atmosféricos tridimensionales mucho más sofisticados.

Más cerca de entender otros mundos

El JWST está inaugurando una nueva etapa en la exploración de exoplanetas. Ya no basta con detectar su existencia: ahora empezamos a estudiar su meteorología, sus ciclos atmosféricos y su química con un detalle impensable hace apenas unos años.

WASP-94A b se ha convertido en uno de los mejores ejemplos de esta nueva astronomía atmosférica. Sus “amaneceres” cubiertos de nubes y sus “atardeceres” despejados muestran que incluso los mundos más extremos poseen dinámicas complejas, cambiantes y sorprendentemente parecidas, en ciertos aspectos, a fenómenos meteorológicos familiares en la Tierra.

Comprender cómo se forman estas nubes exóticas también será fundamental para interpretar planetas más pequeños y potencialmente habitables. Después de todo, la atmósfera es la gran intermediaria entre la superficie de un mundo y el espacio.

Por primera vez, comenzamos a observar cómo cambia el tiempo… en planetas situados a cientos de años luz de distancia.

Las vacas son capaces de reconocer el rostro y la voz de seres humanos familiares para ellas

 Las vacas (Bos taurus taurus), además de ser animales muy sociables, suelen estar en contacto muy continuo con los humanos. Ahora un estudio ha demostrado que son capaces de reconocer rostros humanos que sean familiares para ellas, e incluso de asociar la voz de una persona conocida con su imagen.

El trabajo fue liderado por el Instituto Nacional de Investigación sobre Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente de Francia (INRAE, por sus siglas en francés) y se publica en la revista PLOS One.

«Nuestro estudio demuestra que las vacas son capaces de reconocer a personas conocidas combinando información visual y auditiva», dice a SINC Léa Lansade, líder del estudio. «Esto sugiere que las vacas forman representaciones mentales estables de personas conocidas y poseen habilidades sociales y cognitivas más sofisticadas de lo que se suponía anteriormente».

Ya hace unos meses que un estudio documentó el caso de la vaca Veronika, capaz de usar herramientas de forma versátil, algo que solo se había registrado antes en primates.

Vídeos de rostros conocidos y desconocidos

En el trabajo que se publica esta semana, se incluyó en la investigación a 32 vacas de la raza Prim’ Holstein, a las que les mostraron vídeos sin sonido de rostros masculinos, tanto familiares como desconocidos, y midieron cuánto tiempo los miraban.

También reprodujeron vídeos de rostros conocidos y desconocidos mientras emitían el audio correspondiente a uno de los dos hombres, en el que cada uno decía una frase idéntica.

«Cuando las vacas oían la voz de su cuidador, miraban durante mucho más tiempo el rostro correspondiente que aparecía en una pantalla, en comparación con el rostro de una persona desconocida», explica Lansade.

Esto demostró que podían distinguir entre un rostro conocido y uno desconocido. Cuando los vídeos se combinaron con sonido, los animales pasaron más tiempo mirando fijamente el vídeo cuando la voz coincidía con el rostro, lo que demostró que las vacas podían asociar un rostro con la voz que oían.

Según la investigadora, esto demuestra que las vacas «son capaces de lo que los científicos cognitivos denominan reconocimiento intermodal: la capacidad de asociar mentalmente una voz con un rostro».

Vídeo vs. interacciones presenciales

Además, midieron la frecuencia cardíaca de los animales mientras veían los vídeos para ver si las vacas respondían emocionalmente a los rostros de humanos. Según los resultados, ninguno de los rostros o voces, ya fueran familiares o desconocidos, pareció afectar a la respuesta emocional de las vacas.

Lansade opina que es probable que esto se deba a que en el experimento se utilizaron vídeos y no interacciones presenciales.

«En nuestro diseño experimental, las vacas fueron expuestas a imágenes o vídeos presentados en pantallas, lo cual es una situación mucho más limitada y artificial que una interacción en la vida real. Durante los encuentros directos con humanos, las vacas pueden utilizar múltiples señales sensoriales simultáneamente, como el olfato, el movimiento, la postura, las vocalizaciones e incluso experiencias emocionales previas asociadas a esa persona. Un vídeo no puede reproducir plenamente este rico contexto social», apunta la investigadora.

Por eso, la autora recalca que la ausencia de una fuerte reacción emocional no significa que las vacas sean indiferentes a los humanos conocidos. «En realidad, probablemente refleja las limitaciones de los estímulos basados en pantallas en comparación con las interacciones reales».

Sensibles a las emociones humanas

De hecho, la investigadora señala que en otro estudio que su equipo publicó recientemente en la revista Nature observaron que las vacas son muy sensibles a las emociones humanas.

«Son capaces de distinguir expresiones emocionales incluso cuando estas se presentan en vídeos o imágenes. En términos más generales, las vacas muestran una clara preferencia por los rostros humanos positivos, como las expresiones felices, y tienden a evitar los negativos, como los rostros enfadados», dice. «Esto sugiere que las vacas prestan mucha atención a las señales emocionales sutiles en los humanos y que sus capacidades de percepción social son mucho más sofisticadas de lo que se creía tradicionalmente».

Además, señala que, aunque requiere más investigación, es razonable suponer que la capacidad de las vacas de reconocer rostros humanos depende de la calidad y el contacto con ellos.

«Las vacas criadas en entornos con interacciones frecuentes, tranquilas e individualizadas con los humanos —por ejemplo, en sistemas más pequeños o de pastoreo libre— pueden volverse más atentas a las señales humanas y más hábiles para reconocer a las personas. Por el contrario, los animales criados en sistemas altamente intensivos, donde las interacciones suelen ser breves o estresantes, pueden tener menos oportunidades de desarrollar relaciones positivas e individualizadas con los humanos», concluye.

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  María G. Dionis

¿Por qué los peces no tienen pelo?

Un delfín, un salmón y un lobo marino no se parecen en casi nada cuando se observa su piel. El salmón está cubierto de escamas superpuestas y mucosidad. El delfín tiene una piel lisa, prácticamente sin pelo. El lobo marino, en cambio, conserva uno de los pelajes más densos del reino animal. Los tres son vertebrados acuáticos. Las diferencias no son anecdóticas: revelan una regla básica de la evolución que suele sorprender, incluso, a quienes creen entenderla bien.

La respuesta está en cientos de millones de años de historia evolutiva y muestra cómo un mismo problema –proteger y aislar el cuerpo– puede resolverse de formas radicalmente distintas según el punto de partida evolutivo.

Los peces tienen escamas porque nunca necesitaron pelo

El pelo es un rasgo distintivo de los mamíferos. Evolucionó una sola vez, en el linaje de los sinápsidos, el grupo de amniotas que incluye a todos los mamíferos y sus antepasados, que se originó hace más de 300 millones de años. Pero el linaje es una cosa y el rasgo es otra: los fósiles más antiguos que sugieren la presencia de pelo datan de hace unos 250 millones de años, a partir de heces fosilizadas –coprolitos– de terápsidos hallados en Rusia. Y las primeras impresiones claras de pelaje corresponden a mamíferos del Jurásico, hace unos 165 millones de años. 

Lo que sí sabemos con certeza es que el pelo ya estaba plenamente establecido cuando los tres grandes linajes de mamíferos actuales (monotremas, marsupiales y placentarios) divergieron.

Los peces se separaron del linaje que daría origen a los vertebrados terrestres hace unos 375–400 millones de años, mucho antes de que apareciera el pelo. No lo perdieron: nunca lo tuvieron. En su lugar, desarrollaron escamas, estructuras duras incrustadas en la piel que proporcionan protección mecánica sin comprometer la movilidad.

Las escamas de los peces no son equivalentes al pelo de los mamíferos, ni siquiera a las escamas de los reptiles. Comparten el nombre, pero no el origen, ni la estructura. En los peces, estas cubiertas forman parte de la dermis y tienen una base mineralizada de hueso, dentina o sustancias similares al esmalte. En los reptiles, las cubiertas externas derivan de la epidermis y están formadas por queratina.

Existen distintos tipos de escamas en los peces, adaptadas a funciones diferentes. Un ejemplo llamativo es el de tiburones y rayas, cuyas escamas placoideas –pequeñas estructuras similares a dientes– reducen la resistencia hidrodinámica con tal eficacia que han inspirado diseños industriales. Mientras, en los peces óseos, las escamas son finas, flexibles y superpuestas, compuestas principalmente de un tejido rico en colágeno, llamado elasmodina, recubierto por una capa ósea.

A esto se suma la mucosidad que recubre la piel de los peces. Su capa viscosa no es un simple lubricante: reduce la fricción, dificulta la entrada de patógenos y ayuda a regular el intercambio de sales con el entorno acuático. Es una solución evolutiva completamente independiente a problemas que los mamíferos, en tierra, resolvieron de otra manera.

El pelo es para la vida terrestre

Cuando los vertebrados colonizaron la tierra firme, las reglas físicas cambiaron. El agua conduce el calor unas 25 veces mejor que el aire, de modo que atrapar una fina capa de aire junto a la piel se convirtió en una ventaja enorme. Eso es exactamente lo que hace el pelo.

El pelaje funciona como aislante porque mantiene aire inmóvil cerca del cuerpo, reduciendo la pérdida de calor. Además, protege de la radiación solar, de la abrasión y de los parásitos y, en algunos casos, cumple funciones sensoriales muy precisas: las vibrisas de las focas, por ejemplo, pueden detectar el rastro hidrodinámico de un pez que pasó segundos antes.

Todos los mamíferos tienen pelo en algún momento de su desarrollo. Incluso las ballenas forman folículos pilosos durante la gestación. El pelo no es un accesorio: es una sinapomorfía –un carácter derivado compartido– que define al grupo entero.

Volver al mar planteó un dilema

Tras la desaparición de los grandes reptiles marinos hace unos 66 millones de años, los océanos ofrecían nichos ecológicos que diversos linajes de mamíferos acabarían ocupando, aunque la relación causal exacta entre aquella extinción y la radiación de mamíferos marinos sigue siendo objeto de debate. 

A partir del registro fósil y las reconstrucciones filogenéticas, los científicos infieren que algunos mamíferos terrestres que vivían cerca de costas, ríos y estuarios empezaron a explotar recursos acuáticos. El proceso fue gradual y ocurrió varias veces de forma independiente: los linajes que darían lugar a ballenas y delfines lo iniciaron hace unos 50 millones de años, los manatíes poco después y las focas más tarde. Los fósiles más antiguos de pinnípedos datan del Oligoceno tardío, hace unos 27–30 millones de años.

En tierra, el pelaje funciona porque atrapa aire. En el agua, esa capa de aire se comprime y pierde eficacia. La conductividad térmica del pelaje mojado y comprimido se aproxima a la del agua misma, mientras que la grasa subcutánea no se comprime y mantiene su capacidad aislante, incluso a grandes profundidades. Además, suaviza el contorno del cuerpo y reduce el gasto energético al nadar.

Así que la selección natural no “eligió” entre pelo y grasa. Simplemente, favoreció, generación tras generación, aquello que funcionaba mejor en un entorno acuático. Cuanto mayor era el tiempo pasado bajo el agua, mayor era la ventaja de sustituir el pelo por una gruesa capa de grasa.

Las ballenas completaron la transición

Los cetáceos representan el extremo de este proceso. A lo largo de millones de años, perdieron casi todo su pelo, conservando apenas algunos folículos alrededor del hocico. En algunas especies, como las ballenas boreales, estas estructuras parecen haberse reutilizado como sensores del movimiento del agua.

El rastro de esta transformación queda escrito en el genoma. La tasa de pérdida de genes de queratina capilar en cetáceos supera significativamente la tasa basal en otros mamíferos. Muchos genes que antes producían proteínas del pelo han quedado inactivos, convertidos en fósiles moleculares. Ya no había presión selectiva para mantenerlos y la evolución los dejó degradarse.

En otros mamíferos acuáticos, como manatíes e hipopótamos, se observan procesos similares. Este fenómeno se conoce como evolución convergente: linajes no emparentados que, ante presiones ambientales similares, llegan de forma independiente a soluciones parecidas. La pérdida del pelo no ocurrió una sola vez, sino repetidamente, cada vez que un linaje de mamíferos volvió al agua.

Las focas están a medio camino

Los pinnípedos ilustran una situación intermedia. Siguen dependiendo de la tierra para reproducirse y descansar, y su aislamiento térmico refleja esa doble vida.

Leones marinos en Óblast de Sahalinskaya, Rusia. Shchipkova Elena/Shutterstock

Los lobos marinos conservan un subpelaje extremadamente denso –los osos marinos ártícos, por ejemplo, tienen aproximadamente 300 000 pelos por pulgada cuadrada, entre los pelajes más densos de cualquier pinnípedo–. Las focas verdaderas, en cambio, dependen mucho más de la grasa subcutánea: en elefantes marinos, la capa de grasa puede superar los 15 centímetros de grosor. La transición evolutiva del pelo a la grasa en pinnípedos sigue un gradiente claro, con los otarios en el extremo dominado por el pelo y los fócidos en el extremo dominado por la grasa. Cuanto mayor es el compromiso con la vida acuática, menor es la dependencia del pelo.

No es una escala de “mejor” a “peor”, sino de ajuste progresivo a condiciones físicas distintas.

La evolución no planifica

Peces, focas y ballenas viven en el agua, pero sus cubiertas corporales no son variaciones de un mismo diseño. Las escamas y la mucosidad de los peces evolucionaron en el agua y nunca dejaron de ser eficaces. El pelo apareció en tierra y no funcionaba bien al volver al mar. La grasa subcutánea fue la alternativa que mejor funcionaba con los materiales disponibles.

No es una línea recta ni una mejora progresiva. Son historias evolutivas diferentes que confluyen en un mismo entorno, sin compartir las mismas soluciones.

Foca común. Wikimedia Commons., CC BY

Esto nos lleva a una idea clave de la biología evolutiva: la evolución no anticipa, no optimiza y no rediseña desde cero. Trabaja con lo que ya existe. Los peces nunca “necesitaron” pelo. Los mamíferos no recuperaron escamas al volver al mar. La selección natural no busca la solución ideal, sino la que funciona lo suficientemente bien.

Las focas siguen a medio camino. Las ballenas han llegado casi al final. Los peces nunca emprendieron ese viaje. Tres formas de vivir en el agua, tres pieles distintas y una misma lección incómoda: en evolución, la historia importa tanto como el entorno.