Un estudio publicado por la revista Science ha revelado que cuando una planta es mordida por un insecto o arrancada por un ser humano, reacciona como un animal. A pesar de no tener sistema nervioso, se activa un sistema de defensa que propaga y comparte el dolor con otra planta.
El estudio fue elaborado por un grupo de botánicos, microbiólogos y bioquímicos estadounidenses que basaron sus datos en las reacciones de la 'Arabidopsis thaliana', una pequeña planta crucífera nativa de Eurasia y el norte de África.
Mediante unas proteínas fluorescentes, los investigadores pudieron observar las señales que se extienden por las plantas como respuesta al daño provocado. Al propagarse la onda, el nivel de las hormonas defensivas en la región dañada aumenta. Este sistema de defensa puede variar entre distintas especies.
Según relata la investigación, las plantas son estacionarias y no pueden escapar de los herbívoros, de manera que deben responder con defensas químicas para disuadirlos y reparar el tejido dañado. Una capacidad de defensa que es clave para todos los organismos.
Los científicos han conseguido demostrar que las plantas han desarrollado mecanismos para comunicar sistemáticamente la aparición de una herida para ayudarlas a escapar o defenderse de los depredadores.
Para ellos, las plantas acuden a una forma de comunicación por medio de iones de calcio, la cual les permite enviar señales a larga distancia. Eso implica la necesidad también de unos canales receptores y se reveló que son activados por el glutamato extracelular, un conocido neurotransmisor en mamíferos.
Uno de los participantes del estudio, el botánico Simon Gilroy, explicó la importancia de estos descubrimientos al sitio web de la Universidad de Wisconsin–Madison, donde trabaja. "Sabemos que hay un sistema de señales sistémico y que, si hieres a la planta en un punto, el resto de la planta desencadena sus respuestas defensivas. Pero no sabíamos qué había detrás de este sistema".
La bañera de Arquímedes, un objeto emblemáticamente vinculado al avance de la ciencia.
Hablando de la manzana de Newton, el huevo de Colón, el anillo de benceno, la paloma de Picasso y otros hitos -y objetos- de la inspiración científica o artística, nuestra comentarista habitual flying Flying mencionó el término “serendipia”, todavía poco utilizado en castellano (no figura en el diccionario de la RAE, aunque en el de Manuel Seco aparece la variante “serendipidad”), pero de uso común en inglés y de constante aplicación en la historia de la ciencia y el pensamiento.
Horace Walpole
El término serendipity fue acuñado por Horace Walpole a mediados del siglo XVIII, a partir de la lectura de un cuento persa titulado Los tres príncipes de Serendip (nombre árabe de Ceilán, la actual Sri Lanka). Estos príncipes, como suelen hacer los de los cuentos (al contrario que los de verdad, que no suelen hacer nada), recorren el mundo en busca de aventuras y realizan todo tipo de descubrimientos inesperados. Y, desmintiendo por una vez a Stendhal (que dijo que no hay nada tan estúpido como un príncipe), los tres ilustres hermanos saben aprovechar con astucia estos felices accidentes. Eso es la serendipia: el inteligente aprovechamiento de un azar favorable.
José Raúl Capablanca, el gran ajedrecista cubano, decía que los buenos jugadores tienen suerte (aunque la frase también se atribuye a otro campeón del mundo, Tigran Petrosian). Y Franklin afirmaba que el genio se compone de una parte de inspiración y nueve de transpiración. Y en la misma línea, Pasteur decía que el azar solo favorece a los espíritus preparados. ¿Cabría decir, parafraseando a Pasteur -sin más que cambiar la colocación del adverbio, que solo el azar favorece a los espíritus preparados? Dicho de otro modo: ¿Eran necesarios el sueño de Kekulé, la manzana de Newton, la lágrima de Fleming…? ¿Juega siempre el azar un papel importante en la consecución de un nuevo logro científico? Someto la pregunta a la consideración de mis sagaces lectoras/es.
La bañera de Arquímedes
Nuestro comentarista habitual Richard Arryn menciona -con toda propiedad- como objeto emblemáticamente vinculado al avance de la ciencia la bañera de Arquímedes. La historia es sobradamente conocida; pero no todo el mundo sabe que la bendita bañera inspiró un doble descubrimiento (o eso se cuenta). Por una parte, el postulado de Arquímedes, que afirma que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de la masa del volumen del fluido que desaloja. Y por otra, al darse cuenta de que el volumen de agua que rebosaba de la bañera era equivalente al de la parte de su cuerpo sumergida, Arquímedes halló la forma de determinar el volumen -y por ende la densidad- de una corona supuestamente de oro puro. ¿Qué otros experimentos podríamos llevar a cabo en/con una bañera?
Este verano hemos conocido los genomas del trigo y de la adormidera, dos plantas esenciales para la alimentación y la medicina. Lo lógico es preguntarse, como ha hecho cualquier lector culto, para qué sirve eso. Es una buena pregunta, y puedes empezar a entender sus implicaciones, y los ángulos poliédricos de su respuesta, en un artículo de Materia. Así es este negocio, queridos lectores. Uno cree saber algo y la realidad le cruje todos los flecos incorrectos, le estimula a superarlos y ofrece un paisaje que se extiende mucho más allá de nuestra provincia cognitiva. El mundo real es siempre el tribunal que juzga nuestras propuestas y por lo general las descarta. Así es la vida del científico. Así es la historia del conocimiento.
Un genoma es una herramienta para la investigación biológica y biomédica, y puede incrementar en varios órdenes de magnitud la velocidad del trabajo
El ganador de la carrera de los genomas no fue Francis Collins, entonces director del proyecto genoma público, ni Craig Venter, el pionero privado que compitió con ellos, y que seguramente les ganó por ingenio y resultados. El verdadero ganador fue un gusano, Caenorhabditis elegans, y el genio que lo había convertido en uno de los grandes sistemas modelo de la biología humana, junto a las ya entonces clásicas moscas y ratones: Sydney Brenner. Sydney, un niño analfabeto de un suburbio de Johannesburgo, hijo de un inmigrante zapatero más pobre que las ratas; Sydney, al que una maestra sacó de la miseria y transformó, en el gran marco de las cosas, en un premio Nobel que no habría existido sin ella.
En 1998, poco después de que se presentara el genoma del gusano, el primer genoma de un animal, tuve la oportunidad de preguntarle a Brenner;
–En el momento en que el genoma del gusano fue secuenciado por completo, ¿qué supimos que no supiéramos ya un minuto antes?
–La genética clásica –respondió Brenner, que todavía no era premio Nobel— solo puede encontrar un gen normal cuando existe una versión anormal de ese gen; pero hay montones de genes para los que no hay mutantes, y la única forma de encontrarlos es describir el genoma completo. Solo ahora sabemos cuál es el número total de genes del gusano. Eso es lo que no sabíamos un minuto antes.
Tres años después, cuando se presentó en Washington el genoma humano, todos los periódicos de referencia nos volcamos en ello con aperturas en primera y grandes despliegues en páginas interiores. La ocasión lo merecía, pero la pura verdad es que aquel día no había noticia. El más destroyer fue el muy respetable y conservador Frankfurter Allgemeine Zeitung, que publicó en un cuadernillo central la secuencia de un brazo cromosómico de nuestra especie (gattacca… y así hasta un millón de letras del ADN, las bases a, g, t, c).
Pero es ahora, quince o veinte años después, cuando aquel texto del periódico alemán ha revelado su utilidad. Un genoma es una herramienta para la investigación biológica y biomédica, y puede incrementar en varios órdenes de magnitud la velocidad del trabajo. Puesto que los genomas no solo codifican nuestra naturaleza, sino también nuestra diversidad, sería ingenuo esperar que fueran simples. Pero conocerlos nos da una ventaja capital. Seguid atentos
Pintura de Giulio Parigi representando el incendio de una nave romana utilizando un espejo ustorio durante el sitio de Siracusa (Galería de los Uffizi, Florencia).GALERÍA DE LOS UFFIZI
Plutarco.
Hay una historia que cuenta Luciano de Samósata en la que Arquímedes, valiéndose del uso de espejos ustorios, quema las naves del general romano Marcelo. Parece ser que el ingenio de Arquímedes sembró el terror y la paranoia entre los soldados romanos y que cada vez que estos veían una cuerda o una viga desnuda, asociaban su imagen con un arma mortífera, fruto de la inventiva del científico griego. No era para menos.
Sin ir más lejos, Plutarco nos cuenta que Arquímedes empleó su ingenio para hundir barcos con toda suerte de proyectiles lanzados por máquinarias que fueron trabajadas a base de palancas y poleas. A decir de Plutarco, eran máquinas que Arquímedes “había diseñado e inventado como simples pasatiempos de geometría; de conformidad con el deseo y demanda del rey Hierón”. Con todo, Plutarco no hace alusión alguna al uso de espejos inflamables que incendiasen los navíos aprovechando la luz solar.
De igual manera, tampoco se hace alusión a los espejos ustorios en los escritos de Plinio el viejo o de Tito Livio, por lo cual, se ha supuesto que la historia de los espejos no es más que una fábula, producto de la mente fantástica de Luciano de Samósata, maestro de la sátira al que se le suele citar como el padre de la ciencia ficción.
A lo largo y ancho de la historia, el uso de los espejos inflamables por parte de Arquímedes ha sido puesto en duda por algunos hombres de ciencia, dando lugar a una extensa disputa que llega hasta nuestros días. Vamos a hacer la relación de experimentos empezando por Athanasius Kircher, que fue un jesuita alemán de espíritu enciclopédico.
Athanasius Kircher.
Reconocido como uno de los científicos más importantes de la época barroca, Kircher se empeñó en demostrar que la historia que narraba Luciano de Samósata referida a Arquímedes era cierta y que Arquímedes incendió las naves de Marcelo con ayuda de los espejos inflamables. Para ello Kircher fue hasta Siracusa y demostró, con ayuda de cinco espejos, que se podía obtener una temperatura lo suficientemente alta para quemar las naves a una distancia de sólo treinta pasos.
Años después, en 1637, Descartes viene a decirnos en su Dióptrica algo así como que sólo los ignorantes pueden creer estas cosas pues quemar un barco a distancia con ayuda de espejos es materialmente imposible. Pero el Conde de Buffon, mostrando afinidad a la polémica, se empeñó en evidenciar lo contrario. Aprovechándose de su cargo como director de Le Jardin du Roi en Paris, el Conde de Buffon instaló un espejo ustorio gigante, consiguiendo que ardiera un leño situado a más de cincuenta metros. Posteriormente repitió el experimento y quemó una casa entera.
Ya en el siglo pasado, en 1973, el ingeniero griego Ioanis Sakka utilizaría como espejos una réplica de los escudos griegos utilizados en la segunda guerra púnica y que recubrió con una capa de bronce. Situándolos a cincuenta metros de distancia, consiguió incendiar la maqueta de una nave griega. Pero en 1977, el físico y matemático británico Dennis L. Sims , apoyándose en los trabajos de la British Fire Station acerca de la cantidad de energía suficiente para quemar una madera, demostró en un artículo que Arquímedes no poseía los medios para construir espejos que concentrasen la energía solar con finalidad bélica.
El asunto de los espejos de Arquímedes no acabaría aquí pues, llegando hasta nuestro siglo, un grupo de estudiantes del Instituto tecnológico de Massachusetts, en el año 2005, experimentaría de nuevo con espejos, proyectando la luz solar sobre la maqueta de un barco de la cual brotaron las llamas sólo en una parte. El incendio se consiguió cuando el barco estuvo inmóvil alrededor de diez minutos, lo que viene a demostrar que fue imposible que Arquímedes utilizase los citados espejos.
Con todo, la interpretación de los hechos acontecidos en Siracusa va a ser lo único que resuelva las contradicciones entre lo fabuloso y lo real. Por ello, llegados aquí, es fácil interpretar que, gracias al ingenio de Arquímedes, se acabaron quemando las naves de Marcelo con flechas de llamas o bolas de fuego lanzadas por ingeniosas maquinarias iguales a las que contaba Plutarco y que además de hundir los barcos, los incendiaban.
Pintura de Giulio Parigi representando el incendio de una nave romana utilizando un espejo ustorio durante el sitio de Siracusa (Galería de los Uffizi, Florencia).GALERÍA DE LOS UFFIZI
Plutarco.
Hay una historia que cuenta Luciano de Samósata en la que Arquímedes, valiéndose del uso de espejos ustorios, quema las naves del general romano Marcelo. Parece ser que el ingenio de Arquímedes sembró el terror y la paranoia entre los soldados romanos y que cada vez que estos veían una cuerda o una viga desnuda, asociaban su imagen con un arma mortífera, fruto de la inventiva del científico griego. No era para menos.
Sin ir más lejos, Plutarco nos cuenta que Arquímedes empleó su ingenio para hundir barcos con toda suerte de proyectiles lanzados por máquinarias que fueron trabajadas a base de palancas y poleas. A decir de Plutarco, eran máquinas que Arquímedes “había diseñado e inventado como simples pasatiempos de geometría; de conformidad con el deseo y demanda del rey Hierón”. Con todo, Plutarco no hace alusión alguna al uso de espejos inflamables que incendiasen los navíos aprovechando la luz solar.
De igual manera, tampoco se hace alusión a los espejos ustorios en los escritos de Plinio el viejo o de Tito Livio, por lo cual, se ha supuesto que la historia de los espejos no es más que una fábula, producto de la mente fantástica de Luciano de Samósata, maestro de la sátira al que se le suele citar como el padre de la ciencia ficción.
A lo largo y ancho de la historia, el uso de los espejos inflamables por parte de Arquímedes ha sido puesto en duda por algunos hombres de ciencia, dando lugar a una extensa disputa que llega hasta nuestros días. Vamos a hacer la relación de experimentos empezando por Athanasius Kircher, que fue un jesuita alemán de espíritu enciclopédico.
Athanasius Kircher.
Reconocido como uno de los científicos más importantes de la época barroca, Kircher se empeñó en demostrar que la historia que narraba Luciano de Samósata referida a Arquímedes era cierta y que Arquímedes incendió las naves de Marcelo con ayuda de los espejos inflamables. Para ello Kircher fue hasta Siracusa y demostró, con ayuda de cinco espejos, que se podía obtener una temperatura lo suficientemente alta para quemar las naves a una distancia de sólo treinta pasos.
Años después, en 1637, Descartes viene a decirnos en su Dióptrica algo así como que sólo los ignorantes pueden creer estas cosas pues quemar un barco a distancia con ayuda de espejos es materialmente imposible. Pero el Conde de Buffon, mostrando afinidad a la polémica, se empeñó en evidenciar lo contrario. Aprovechándose de su cargo como director de Le Jardin du Roi en Paris, el Conde de Buffon instaló un espejo ustorio gigante, consiguiendo que ardiera un leño situado a más de cincuenta metros. Posteriormente repitió el experimento y quemó una casa entera.
Ya en el siglo pasado, en 1973, el ingeniero griego Ioanis Sakka utilizaría como espejos una réplica de los escudos griegos utilizados en la segunda guerra púnica y que recubrió con una capa de bronce. Situándolos a cincuenta metros de distancia, consiguió incendiar la maqueta de una nave griega. Pero en 1977, el físico y matemático británico Dennis L. Sims , apoyándose en los trabajos de la British Fire Station acerca de la cantidad de energía suficiente para quemar una madera, demostró en un artículo que Arquímedes no poseía los medios para construir espejos que concentrasen la energía solar con finalidad bélica.
El asunto de los espejos de Arquímedes no acabaría aquí pues, llegando hasta nuestro siglo, un grupo de estudiantes del Instituto tecnológico de Massachusetts, en el año 2005, experimentaría de nuevo con espejos, proyectando la luz solar sobre la maqueta de un barco de la cual brotaron las llamas sólo en una parte. El incendio se consiguió cuando el barco estuvo inmóvil alrededor de diez minutos, lo que viene a demostrar que fue imposible que Arquímedes utilizase los citados espejos.
Con todo, la interpretación de los hechos acontecidos en Siracusa va a ser lo único que resuelva las contradicciones entre lo fabuloso y lo real. Por ello, llegados aquí, es fácil interpretar que, gracias al ingenio de Arquímedes, se acabaron quemando las naves de Marcelo con flechas de llamas o bolas de fuego lanzadas por ingeniosas maquinarias iguales a las que contaba Plutarco y que además de hundir los barcos, los incendiaban.
¿Qué fue antes, el huevo o la gallina? Esta paradoja que muestra lo difícil que es determinar la causa y el efecto se remonta a la antigua Grecia, pero tiene su propia lectura en la física cuántica. Un equipo de físicos de la Universidad de Queensland (Australia) y el Instituto Néel en Grenoble (Francia) ha demostrado que, en el mundo de lo pequeño, tanto el huevo como la gallina son los primeros. La conclusión puede ser extravagante, pero entre las partículas nada es lo que parece y las cosas tienen su propia lógica.
«Tome el ejemplo de su viaje diario al trabajo, donde viaja en parte en autobús y otra parte en tren. Normalmente, cogerías el autobús y luego el tren, o al revés. Pero en nuestro experimento, ambos eventos pueden ocurrir primero», añade la investigadora. Esto se llama «orden causal indefinido» y, probablemente para nuestro beneficio, no es algo que podamos observar en nuestra vida cotidiana.
Para observar este efecto en el laboratorio, los investigadores usaron una configuración llamada interruptor cuántico fotónico, descrito en la revista Physical Reviews Letters. Con este dispositivo, el orden de los eventos (transformaciones en la forma de la luz) depende de la polarización. «Al medir la polarización de los fotones a la salida del interruptor cuántico, pudimos mostrar que el orden de las transformaciones en la forma de la luz no estaba establecido», afirma Fabio Costa, de la Universidad de Queensland.
Según explican los investigadores en un comunicado, esta es solo una primera prueba del principio, pero a una escala mayor, el orden causal indefinido puede tener aplicaciones prácticas reales, como «hacer computadoras más eficientes o mejorar la comunicación».
El tiburón cabeza de pala (Sphyrna tiburo), pariente de los tiburones martillo, es abundante en todo el litoral americano y es conocido por comer otros peces, gambas, cangrejos y caracoles. Hasta ahora se pensaba que mantenía una dieta alta en proteínas y que de forma casual comía también vegetales cuando cazaba.
Sin embargo, un equipo de científicos de la Universidad de California en Irvine y de la Universidad Internacional de Florida (ambas en EE UU), revela que este escualo, de menos de un metro de largo, consume grandes cantidades de algas marinas de manera voluntaria. En total, hasta un 62,1% de su dieta está compuesta por plantas.
Los científicos, liderados por Samantha Leigh, de la universidad californiana, comprobaron si estos tiburones no solo consumen las algas, sino si también pueden digerirlas y asimilar los nutrientes de estas plantas marinas. Para ello, los investigadores realizaron un experimento en un acuario especial con cinco ejemplares que capturaron.
Un experimento con dieta vegetariana
A los animales se les sometió durante tres semanas a una dieta compuesta en un 90% de algas y un 10% de calamares. “Se usaron análisis de digestibilidad, de enzimas digestivas y de isótopos estables para determinar la capacidad de este tiburón de digerir y asimilar el material vegetal”, señalan los autores en su estudio, publicado en la revista Proceedings of the Royal Society B.
Al no tener dientes adaptados a la masticación de las algas, los científicos detectaron ácidos estomacales fuertes para descomponer las células de las plantas.
Los resultados demostraron además que los tiburones asimilaban el carbono de las algas marinas, y que por lo tanto digerían estas plantas con una eficiencia moderada: más del 50% de la materia orgánica de las algas fue digerida por los tiburones.
“Esto tiene implicaciones ecológicas”, recalcan los expertos. Para la gestión de estos frágiles ecosistemas marinos se tendrá que añadir un factor más: unos tiburones omnívoros.
La investigadora Samantha Leigh sosteniendo a un tiburón cabeza de pala durante los experimentos. / Yannis P. Papstamatiou/University of California Irvine
Referencia bibliográfica:
Samantha C. Leigh, Yannis P. Papastamatiou, Donovan P. German. “Seagrass digestion by a notorious ‘carnivore” Proceedings of the Royal Society B 5 de septiembre de 2018
