El reto de respirar bajo el agua: luces y sombras de las branquias artificiales

DAVID JUSTO

Madrid

28/08/2018 - 12:58 h. CEST

¿Cómo será la Tierra a partir del año 2100? A pesar de existen un número ilimitado de factores que podrían modificar nuestro planeta tal y como lo conocemos, los investigadores ya han ofrecido varias pinceladas sobre lo que nos encontraremos a partir del siglo XXII. Entre otras cosas, los investigadores aseguran que tanto la temperatura media del planeta, como el nivel del mar, podrían aumentar de forma considerable.

Según explican los diferentes investigadores, la temperatura media podría aumentar hasta 3,2 grados a lo largo de este siglo. Una predicción que podría repercutir de manera negativa a gran parte de la población mundial. En su página web, el diseñador Jun Kamei explica que el incremento de las temperaturas provocará un aumento del nivel del mar que afectará a más del 30% de la población mundial. Un suceso que sumergirá las megaciudades situadas en las zonas costeras.

La solución, según Jun Kamei

Con el objetivo de que la humanidad se adapte a las condiciones del siglo XXII, Kamei ha diseñado 'Amphibio'. Se trata de un prototipo de traje acuático, impreso en 3D, que ha sido diseñado tanto para extraer oxígeno como para permitir la respiración bajo el agua, tal y como recoge CNN. Para crear este traje, que consta de un chaleco y una máscara, el diseñador estudió a los insectos que respiran aire, pero que sobreviven bajo el agua mediante unas cápsulas de oxígeno incorporadas bajo su exoesqueleto.

En su investigación, Kamei descubrió que las cápsulas de oxígeno actúan como una especie de branquias que permiten al insecto respirar bajo el agua. En su estudio, el diseñador comprobó que los insectos filtraban las moléculas de oxígeno bajo el agua para poder respirar en un escenario adverso como son las profundidades marinas. En base a este mecanismo, Kamei desarrolló este traje que captura el aire en la superficie y que repone el oxígeno bajo el agua mientras disipa el dióxido de carbono expulsado por el hombre.

Las dudas de 'Amphibio' 

Tal y como explica el diseñador en su página web, esta prenda se compone de tres partes: las branquias (que se llevan alrededor del chaleco), la máscara y un tubo para conectar ambas. Una especie de traje de buceo de corte futurista que nos permitiría 'respirar' bajo el agua. Para que esto sea posible, Karnei ha utilizado un material poroso e hidrofóbico. Un material que permitiría al traje extraer bajos niveles de oxígeno del agua, lo que facilitaría a la humanidad pasar más tiempo bajo ella.

Por el momento no es más que un prototipo funcional. De hecho, este traje todavía no extrae el oxígeno suficiente del agua para mantener a un ser humano vivo bajo el mar. Por lo tanto, todavía no está preparado para cumplir su función. A pesar de ello, Kamei continúa trabajando en su traje para que deje de ser un prototipo y que pueda convertirse en realidad.

A pesar de que podemos encontrar oxígeno bajo el agua, su solubilidad varía dependiendo de varios factores como la temperatura o la profundidad. Según la NASA, el consumo diario medio de oxígeno puro de un ser humano es de 0.84 kg, una cantidad de oxígeno inalcanzable para un prototipo con miras hacia el futuro. Por lo tanto, este traje futurista está dirigido a un futuro más bien lejano en la que se pueda resolver el hecho de resolver una cantidad ampliamente mayor de oxígeno.

Hallada la primera hija fruto del sexo entre dos especies humanas distintas

NIEL MEDIAVILLA

23 AGO 2018 - 15:58 CEST

Hace más de 50.000 años, una mujer neandertal y un hombre denisovano practicaron sexo y unos meses después ella dio a luz a una niña. Muchos siglos más tarde, en una cueva siberiana junto a las montañas de Altái, se encontraron los huesos que dejó aquella mujer híbrida, que tendría unos 13 años cuando murió. Desde hace casi una década se sabe que neandertales, denisovanos y humanos modernos tuvieron descendencia en algunas circunstancias, pero nunca se había encontrado a un hijo de una pareja mixta.

Hoy, la revista Nature publica el genoma del primero de estos humanos. Un equipo liderado por Viviane Slon y Svante Pääbo, del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de Leipzig (Alemania), analizó el ADN extraído de un fragmento de hueso de la joven y concluyó que la madre era neandertal y el padre denisovano. La primera vincula a la adolescente con el linaje de una especie muy conocida, a la que se atribuyen las primeras expresiones artísticas conocidas y que dejaron sus huesos y herramientas por toda Europa. Su padre la convierte en la descendiente de un grupo mucho más misterioso, conocido sólo a partir de los análisis genéticos de pequeños fragmentos de hueso encontrados únicamente en la cueva rusa de Denisova.

Todos los habitantes del planeta, salvo los subsaharianos, tienen genes de neandertal

Los genomas de las dos especies, secuenciados también por Pääbo y sus colaboradores, indican que se separaron hace más de 390.000 años. Sin embargo, siguieron procreando de forma puntual en los territorios donde ambas especies compartían frontera. “Aunque todavía no conocemos la anatomía de los denisovanos [solo se han encontrado fragmentos de huesos y dientes], yo creo que, aunque no serían iguales, anatómicamente no serían muy diferentes”, explica Juan Luis Arsuaga, codirector de Atapuerca. “Los denisovanos serían algo así como la versión asiática de los neandertales”, añade.

Desde que los análisis genéticos permitieron reconstruir la vida sexual de los humanos ancestrales, se ha comprobado que existieron relaciones ocasionales entre las especies que compartieron el mundo hace decenas de miles de años. El genoma de Denisova 11 o Denny, como se ha bautizado a la joven, muestra que la relación de sus progenitores no era el primer cruce entre especies de su familia. El padre también tenía neandertales entre sus antepasados.

Las relaciones no solo sucedieron entre estas dos especies tan cercanas. Los humanos modernos copularon con neandertales en repetidas ocasiones desde hace al menos 100.000 años y hoy, todos los habitantes del planeta, salvo los subsaharianos, tenemos en nuestro genoma ADN de aquella especie extinguida. Lo mismo sucede con los denisovanos. Aunque hace tiempo que se extinguieron, dejaron parte de sus genes entre asiáticos y oceánicos, y tienen también en su genoma rastros de fornicación con una especie arcaica de humanos que se separó de la línea evolutiva humana hace más de un millón de años.

Arsuaga trata de imaginar las circunstancias en las que se podían producir aquellas relaciones entre especies y recuerda lo que hacen otros mamíferos. “Que lobos y chacales o dos especies de osos intercambien genes es relativamente frecuente en las fronteras de los territorios que ocupan”, apunta. Pero estos animales no suelen fusionar sus grupos. “Yo no creo que un grupo de neandertales y uno de denisovanos se uniese para formar un solo grupo y ahí se diesen estos cruces”, explica el paleoantropólogo. Más bien se trataría de individuos aislados, excluidos del grupo y que no tienen acceso a hembras de su especie. “Un lobo marginal en California o uno joven pueden reproducirse con una hembra de coyote que encuentren disponible”, afirma.

La investigadora del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, Vivian Slon, autora principal del estudio

La posible relación entre aquel denisovano marginado y una neandertal que venía del oeste quedó reflejada en la niña de Denisova, algo que, pese a que se supiese que ambas especies habían tenido crías, resulta sorprendente. “Nunca pensé que tendríamos tanta suerte como para encontrar a un descendiente directo de los dos grupos”, asegura Slon. Pääbo también considera improbable el hallazgo y piensa que, aunque “quizá no tuvieron muchas oportunidades para encontrarse, cuando lo hicieron, debieron haber copulado frecuentemente, mucho más de lo que se pensaba”.

Carles Lalueza, investigador del Instituto de Biología Evolutiva de Barcelona, también ve “realmente sorprendente” que se haya encontrado un híbrido de primera generación. “Esto podría sugerir que los cruzamientos eran frecuentes, pero no lo sabemos, en parte porque todos los denisovanos proceden de la misma cueva”, plantea. Aunque puntualiza que “lo que sería realmente revolucionario es encontrar otro denisovano en otro sitio, porque quizá estemos estudiando una población marginal”.

Las incógnitas en torno a aquella etapa de la humanidad, cuando los humanos aún no habían impuesto su ley y al menos tres especies tremendamente inteligentes compartían planeta y flujos, son abundantes. No obstante, trabajos como el que se publica hoy son una muestra de que la ciencia puede abrir ventanas inesperadas al pasado. En 2006, el investigador de la Universidad de Chicago Bruce Lahn propuso que neandertales y humanos habían intercambiado genes hace unos 40.000 años. Según contó entonces a EL PAÍS, las revistas Science y Nature rechazaron publicar el trabajo porque consideraban que ese cruce era imposible. En solo una década, aquella visión sobre el sexo en el Pleistoceno y sus consecuencias ha quedado patas arriba.

Clare Francis, la 'mujer' que lucha contra el fraude en la ciencia

No sabemos cuándo fue el primer correo, pero sí sabemos que hubo uno. Sí sabemos que ocurrió al principio de 2010. Un oscuro editor de una oscura revista científica recibió un email. Lo firmaba Clare Francis.

En los siguientes meses y años, Clare Francis escribió muchos correos. Eran quejas escuetas. A veces, crípticas; a veces, cristalinas. Pero todas tenían algo en común: señalaban casos de fraude, manipulación y mala praxis científica. ¿Quién era Clare Francis?

Me llamo Francis, Clare Francis

Para 2011, Clare Francis era responsable de más de la mitad de solicitudes de investigación en las principales revistas científicas. En los siguientes tres años, Francis envió correos electrónicos a, al menos, cien editores. Según Diane Sullenberger, editora ejecutiva de PNAS, calculaba que ya por aquella época el 80% de las acusaciones las firmaba ella.

Para entonces ya era evidente que Clare Francis no existía. Tenía que ser un pseudónimo detrás del que se escondía alguien. Posiblemente, mucha gente. Y muchos intereses. Según explicaban los editores, Francis también era siempre sinónimo de frustración: muchas veces las acusaciones les llevaban a callejones sin salida. Otras no, claro. De ahí el debate.

Las motivaciones de Clare pasaron a primer plano. ¿Qué buscaba(n)? ¿Por qué enviaba(n) esos correos? ¿Por qué esparcía(n) rumores falsos? Muchos editores se cansaron. En 2011, Wiley, una de las grandes editoriales del mundo, respondió a una denuncia de Francis diciendo que no podía "garantizar que todas las denuncias anónimas que se nos envíen serán investigadas". Clare, fuera quién fuera, lo hizo público.

Síntomas de un mal mayor

En 2010, la psicología social se rompía en mil pedazos. Lo llamamos 'crisis de la replicación' porque fue ese el lugar donde vimos que todo empezaba a fallar: de repente, los estudios no se replicaban. No era solo un problema de la psicología, pero sus características particular la hicieron más frágil. Se trataba, ahora lo sabemos, de un síntoma.

En agosto de 2010, Ivan Oransky y Adam Marcus crearon el 'Retraction Watch', un blog que recopilaba todos los artículos científicos que se retractaban. Era un trabajo interesante: perseguir los estudios que se retiraban era muy difícil, pero era algo necesario. Oransky y Marcus iniciaron un trabajo poco agradecido, pero importante para la transparencia de la ciencia. Eran otro síntoma.

Como también lo era Clare Francis también lo era. No se entiende de otra forma que gran parte de las denuncias de plagio, fraude y mala praxis sean anónimas. A principios de la década, lo que teníamos entre manos era la tormenta perfecta: estudios que no se controlaban, denuncias que no se investigaban, retractaciones que no se publicitaban. ¿Qué podía salir mal?

La muerte de Francis

Todo, evidentemente. Cuando Francis hizo pública la carta de Roy Kaufman, el director legal de Wiley, aquello fue un escándalo. Seguramente, era uno de los escándalos que necesitaba la comunidad científica. Al principio, los correos de Clare se habían recibido con pavor en las redacciones. Al poco tiempo, como los anónimos se habían hecho muy abundantes y los falsos positivos habían crecido, nadie le hacía demasiado caso.

El escándalo de Wiley cambió todo eso, pero durante poco tiempo. Clare Francis estaba condenada morir. Las denuncias anónimas no son un buen sistema para controlar el fraude precisamente porque genera incentivos perversos. Pero este tipo de fenómenos son un termómetro muy preciso del estado de las comunidades donde nacen. 

Las miles de denuncias de Francis se explican por intereses, sí; pero también por el miedo y la precariedad. Con el tiempo, la ciencia ha empezado a despertar y ha hecho algunos avances. Pocos. Hoy, sobre todo, Clare Francis es un recordatorio de todo lo que queda por hacer.

Jupiter Sorprendente

MARIBEL JIMÉNEZ

 

27/08/2018

 CIENCIA ESPACIO

Las rarezas de Júpiter que no sabíamos

Júpiter es más raro de lo que creíamos

La nave espacial Juno – una misión desarrollada bajo el programa New Frontiers de la NASA- ha revelado una fotografía que muestra los polos de Júpiter por primera vez y su resultado es hermoso a la vez que extraño. “Los descubrimientos que hemos hecho sobre su composición, su magnetosfera y sus polos son tan deslumbrantes como las fotografías que está generando la misión”, asegura Scott Bolton, jefe de la misión, en esta nota de prensa.

Estos descubrimientos han sido hallados por la sonda Juno, la cual lleva en órbita alrededor de Júpiter desde el pasado julio de 2016. Esta misión ha sido liderada por el Dr. Scott Bolton y su sorpresa ha sido mayúscula. El científico, junto a su equipo, esperaban encontrar una gran masa de tormenta con vórtice diferenciado dominando la atmósfera en cada polo de Júpiter, igual que le ocurre a Saturno. Sin embargo, las imágenes y los datos recogidos por la sonda Juno muestran un sinfín de gigantescos ciclones densamente agrupados que se arremolinan en las regiones polares. Algunos de estos ciclones llegan hasta los 1400 kilómetros de diámetro y se elevan a más de 100 kilómetros de altura.

Los científicos se preguntan hasta dónde persistirá la fachada arremolinada que cubre al gigante gaseoso y Juno les ha dado la respuesta. Según los datos recopilados, estos fenómenos meteorológicosse extienden muy por debajo de las nubes, a presiones de 100 bares, es decir, 100 veces mayor que la presión de aire de la Tierra al nivel del mar.

"Sin embargo, hay una asimetría norte-sur. Las profundidades de las bandas se distribuyen de manera desigual ", dijo Bolton. "Hemos observado una pluma estrecha rica en amoníaco en el ecuador. Se asemeja a una versión más profunda y más amplia de las corrientes de aire que se elevan desde el ecuador de la Tierra y generan los vientos alisios”, destacó.

Asimismo, la sorpresa no termina con el aspecto del planeta. Su campo magnético también ha sido objeto de estudio en esta investigación. En este sentido, los científicos esperaban encontrar un campo magnético poderoso, pero, lo que descubrieron fue uno dos veces más potentes.

Los datos de Juno evidencian un campo magnético de unos 7,66 Gauss, más de diez veces superior al de la Tierra. "Las mediciones del campo gravitatorio de Juno difieren significativamente de lo que esperábamos, lo que tiene implicaciones para la distribución de elementos pesados ​​en el interior, incluida la existencia y la masa del núcleo de Júpiter”, indica Bolton.

Los datos y las imágenes tomadas por Juno muestran un sinfín de gigantescos ciclones densamente agrupados que se arremolinan en las regiones polares

No obstante, la gran sorpresa la encontraron al comprobar la dramática variación espacial en el campo que fue mucho más alta de la esperada en otros lugares y marcadamente inferior en otros. "Caracterizamos el campo para estimar la profundidad de la región del dínamo, lo que sugiere que puede ocurrir en una capa de hidrógeno molecular por encima de la transición inducida por la presión al estado metálico", señala Bolton.

Todo el estudio ha sido recogido en un artículo publicado por el Dr. Bolton en la edición especial de Science bajo el título de "El interior y la atmósfera profunda de Júpiter: los pases iniciales de polo a polo con la nave espacial Juno".