jueves, 29 de septiembre de 2022
martes, 27 de septiembre de 2022
lunes, 26 de septiembre de 2022
Neptuno y sus anillos brillan en la foto más nítida del planeta
Una espectacular visión de Neptuno y sus anillos consiguió con tomas infrarrojas el Telescopio Espacial James Webb, junto a la Agencia Espacial Europea (ESA).
Estas imágenes son las más claras del planeta helado en la historia, desde que en 1989, la sonda espacial Voyager 2 logró enviar fotografías.
Webb también captó siete de las catorce lunas conocidas de Neptuno y en la imagen se aprecia un punto de luz muy brillante con los característicos picos de difracción que se ven en muchas de las imágenes del telescopio, pero no es una estrella, sino la luna más inusual del planeta, Tritón.
Tritón tiene una extraña órbita retrógrada alrededor de Neptuno, lo que ha llevado a los astrónomos a especular que esta luna era en realidad un objeto del Cinturón de Kuiper que fue capturado gravitatoriamente por el planeta.
En las imágenes de Webb, gracias a su cámara de infrarrojo cercano, Neptuno no aparece azul. Además se observa una fina línea de brillo que rodea el ecuador del planeta, que podría ser una firma visual de la circulación atmosférica global que impulsa los vientos y las tormentas del planeta.
Una lluvia de virus y bacterias cae del cielo cada día
La biosfera es el sistema formado por el conjunto de los seres vivos del planeta. La mayoría de nosotros pensará de inmediato en los ecosistemas terrestres y marinos dónde florece la vida de todo tipo: peces, algas o invertebrados en el mar; plantas, hongos y animales en la tierra. Comparada con el resto de capas de roca o gas del planeta, la biosfera puede parecer más bien fina, un barniz vivo muy tenue, que en la tierra debería llegar a poco más que la altura de los árboles.
Sin embargo, tal y como descubrió un grupo de investigadores de la universidad de Georgia, la biosfera no es tan fina: el aire a diez mil metros de altura está repleto de bacterias vivas, hasta un 20% de lo que antes se pensaba que era polvo atmosférico en realidad son seres vivos en suspensión.
En el mar ocurre algo parecido. No solo el volumen de agua de los océanos está lleno de virus y bacterias, sino que los sedimentos oceánicos más profundos, a varios centenares de metros bajo el fondo marino, están también repletos de microorganismos vivos.
Volvamos al aire. Además de en los suelos, en la superficie de las plantas o en nuestro tubo digestivo, existe de manera permanente una nube de microorganismos a nuestro alrededor, que empieza a la altura del suelo y acaba muy por encima de la cumbre del Everest.
Las bacterias que hacen llover
Hay un hecho poco conocido de estas bacterias que flotan en la atmósfera y es que desempeñan un papel fundamental en la formación de la lluvia, ya que actúan como diminutos núcleos de cristalización de hielo a gran altitud. Estos cristales de hielo se transforman en copos de nieve, en granizo o en lluvia. Muchas de estas bacterias “hacedoras de lluvia” son en realidad patógenos vegetales, es decir, producen enfermedades en las plantas, y solo se encuentran en la atmósfera de manera transitoria.
La principal especie de estas bacterias es Pseudomonas syringae. Este microorganismo tiene una proteína en su superficie con una gran afinidad por el agua, que facilita la formación de cristales de hielo a temperaturas no demasiado bajas. Esta particularidad le permite aliarse con el frío para dañar a la planta congelándole las hojas para, a continuación, infectarla.
El viento y las corrientes de aire ascendentes arrastran a muchas de estas bacterias desde las plantas hasta zonas relativamente altas de la atmósfera, dónde su capacidad para generar diminutos cristales de hielo les permite volver al suelo en forma de lluvia o nieve.
Es fascinante pensar que esta capacidad para formar cristales de hielo por parte de las bacterias patógenas de plantas es adaptativa, es decir, ha sido fijada mediante selección natural. Es una especie de sistema de seguridad que permite a las bacterias, cuando son arrastradas por el viento hasta prácticamente la estratosfera, volver a la superficie, dónde pueden volver a infectar plantas, cerrándose así un sorprendente ciclo vital, que pasa –literalmente– por las nubes.
Un viaje de ida y vuelta a 15 km de altura
La lluvia, pero también la sedimentación (es decir, el “posado” por gravedad) es responsable de la vuelta a la Tierra de millones de bacterias y billones de virus que caen del cielo cada día, en cada metro cuadrado de nuestro planeta.
La inmensa mayoría de los microorganismos que componen esta “ducha microbiana” son inocuos para los humanos, pero es prácticamente seguro que, al menos algunos de los patógenos que nos afectan, pueden transportarse a grandes distancias a través de un gran salto de hasta 15 km de altura y varios días de duración.
La presencia de microorganismos en la atmósfera, su implicación en el clima o en la transmisión de enfermedades a grandes distancias es un campo de estudio fascinante que apenas está comenzando.
Conviene tener presente que este tipo de procesos, y otros aún por descubrir, han tenido lugar sin duda desde hace millones de años, y probablemente con un papel en general muy positivo, como es evidente en el caso de la lluvia.
El aroma (bacteriano) de la lluvia
Las bacterias del aire no están solo detrás de la infección de las plantas. Una de sus contribuciones es el aroma de lluvia, ese perfume tan agradable que emana de la tierra con las primeras gotas de una tormenta y que tiene un nombre evocador: petricor.
El petricor es una mezcla compleja de compuestos volátiles, el principal de los cuáles es la geosmina, una molécula terpénica producida por bacterias. En concreto, la geosmina la producen cianobacterias y actinomicetos, en especial los pertenecientes al género Streptomyces.
Los Streptomyces producen esta molécula para atraer a los insectos, que se alimentan de estos microorganismos pero también, de paso, diseminan sus esporas. El olor a geosmina que producen las bacterias de las aguas estancadas atrae no solo a los insectos, sino también a los camellos que la identifican –como nosotros– como el “olor del agua”.
Así que, ante el hermoso espectáculo de una tormenta estival, no está de más recordar que, con la lluvia, llegan de vuelta a la superficie de nuestro planeta millones de microorganismos que vienen de muy lejos, y que, al impactar contra el suelo seco, catapultan hasta nuestra pituitaria los deliciosos aromas de otras bacterias menos viajeras.
lunes, 19 de septiembre de 2022
Las ranas negras de Chernóbil nos muestran la evolución en tiempo rea
En 1986 un accidente en el reactor 4 de la central nuclear de Chernóbil (Ucrania) produjo la mayor liberación de material radiactivo al ambiente de la historia. El impacto de la exposición aguda a altas dosis de radiación fue severo para el medio ambiente y para las poblaciones humanas. No obstante, más de tres décadas después del accidente, Chernóbil se ha transformado en una de las mayores reservas naturales de Europa. Allí encuentra hoy refugio una gran diversidad de especies amenazadas.
La radiación puede afectar al material genético de los organismos vivos al causar daños irreversibles y generar mutaciones indeseables. Una de las cuestiones más interesantes que se estudian ahora en Chernóbil es la existencia de respuestas adaptativas frente a la radiación ionizante. Como ocurre con otros contaminantes, esta radiación podría seleccionar organismos con mecanismos que les permitieran sobrevivir mejor en zonas contaminadas con sustancias radiactivas.
La melanina como protección frente a la radiación
Nuestros trabajos en Chernóbil comenzaron en el año 2016. Ese año detectamos cerca del reactor nuclear accidentado varias ranitas de San Antonio orientales (Hyla orientalis) con una coloración inusual, negra. Esta especie presenta normalmente una coloración verde brillante, aunque ocasionalmente se puede encontrar algún individuo más oscuro.
La melanina es responsable de la coloración oscura en muchos organismos. Este compuesto puede reducir los efectos negativos de la radiación ultravioleta. También se ha demostrado su papel protector frente a la radiación ionizante en hongos. La melanina absorbe y disipa parte de la energía de las ondas radiactivas. Además, puede captar y reducir el número de radicales libres que generan. Estas acciones reducen la probabilidad de sufrir daños celulares que disminuyan la supervivencia de los individuos.
El estudio de la coloración de las ranas de Chernóbil
Tras detectar en 2016 las primeras ranas negras, nos planteamos estudiar qué papel podría estar desempeñando la melanina en Chernóbil. Para ello, entre 2017 y 2019 examinamos la coloración de las ranitas de San Antonio en diversas zonas del norte de Ucrania.
Durante esos tres años analizamos la coloración del dorso de unos 200 machos capturados en doce localidades. Estas localidades se distribuyen a lo largo de un amplio gradiente de radiación. Incluyen desde algunas de las zonas más radiactivas del planeta, hasta cuatro localidades fuera de la Zona de Exclusión y con niveles basales de radiación.
Nuestro trabajo demuestra que las ranas de Chernóbil tienen una coloración mucho más oscura que las ranas capturadas en zonas control fuera de la Zona de Exclusión. Como habíamos detectado en 2016, algunas son completamente negras. Esta coloración no está relacionada con los niveles de radiación que experimentan las ranas en la actualidad y que medimos en todos los individuos. La coloración oscura es típica de ranas de localidades que están dentro o cerca de las zonas más contaminadas en el momento del accidente.
Respuestas evolutivas en Chernóbil
Los resultados del estudio sugieren que en Chernóbil podría haberse dado un proceso de evolución rápida frente a la radiación. En este escenario, aquellas ranas con coloración más oscura en el momento del accidente, que representan normalmente una minoría en sus poblaciones, se habrían beneficiado de la acción protectora de la melanina.
Las ranas oscuras habrían sobrevivido mejor a la radiación y se habrían reproducido con más éxito. Más de diez generaciones de ranas han pasado desde el accidente y un proceso clásico de selección natural puede explicar por qué estas ranas oscuras son ahora mayoría en la Zona de Exclusión de Chernóbil.
El estudio de las ranas negras de Chernóbil constituye un primer paso para entender mejor el papel protector de la melanina en ambientes afectados por contaminación radiactiva. Además, abre las puertas a posibles aplicaciones en campos tan diversos como la gestión de residuos nucleares y la exploración espacial.
Esperamos que la situación de guerra que sufre Ucrania termine y la comunidad científica pueda volver pronto a investigar los fascinantes procesos evolutivos y de renaturalización de los ecosistemas de Chernóbil.