domingo, 27 de octubre de 2013

El origen de la vida


Detectan la primera luz emitida por el Big Bang

Un telescopio en el Polo Sur y el observatorio espacial Herschel de la ESA detectan por primera vez un tipo de luz muy débil y antigua, emitida cuando el cosmos era un «bebé» de menos de medio millón de años

Detectan la primera luz emitida por el Big Bang
El Telescopio del Polo Sur
En la novela y película «Contact» del astrofísicoCarl Sagan, una civilización extraterrestre envía a la Tierra una transmisión acompañada por un vídeo del discurso de Adolf Hitler en los Juegos Olímpicos de 1936, la primera señal de televisión de la historia con la potencia suficiente como para llegar al espacio interestelar. La ficción imaginada por Sagan ilustra cómo una emisión de ondas con la potencia adecuada, ya sean luminosas, de radio u otro tipo, puede recorrer distancias inimaginables a través del universo y ser detectada por instrumentos lo suficientemente sensibles. Dado que las ondas se desplazan a la velocidad de la luz, cuando vemos en el cielo una estrella situada a 25 años luz estamos contemplando la luz que la estrella emitió hace 25 años; estamos viendo el pasado. Si contáramos con un instrumento lo suficientemente fino como para escudriñar el universo a una distancia de 13.800 millones de años luz, observaríamos lo que ocurrió hace 13.800 millones de años. Y lo que sucedió por aquellas fechas fue el Big Bang, el nacimiento del universo.
La hipótesis que manejan los astrofísicos dice que una fracción de segundo después de aquella colosal explosión, el universo se expandió rápidamente en un proceso conocido como inflación. Por entonces, el universo estaba en un estado de plasma tan caliente que la luz no podía atravesarlo. Unos 380.000 años más tarde, el cosmos se enfrió lo suficiente como para hacerse transparente y permitir el paso de la luz. Aquella primera luz imprimió en el cielo un retrato del universo en pañales cuyo eco aún hoy podemos detectar y que se conoce como radiación cósmica de fondo de microondas.
Esta especie de señal de televisión del universo bebé, que fue teorizada por primera vez en 1948, ha podido recogerse en los últimos años gracias a los sofisticados instrumentos de las sondas WMAP de la NASA y Planck de la Agencia Europea del Espacio (ESA). Ambos satélites han completado el mapa del cosmos naciente en el que se pueden apreciar diminutas fluctuaciones sobre su temperatura base, inferior a 270 grados bajo cero. Estas regiones corresponden a áreas de distinta densidad, en las que los científicos reconocen las semillas que luego dieron lugar a estrellas y galaxias.
Pero la radiación de fondo, considerada una de las principales pruebas de que existió un Big Bang, no es el final del camino, sino una puerta que aún guarda muchas incógnitas. En 2002 se demostró que una pequeña parte de la radiación, menos de un 10%, está polarizada, una propiedad de las ondas electromagnéticas que presentan una cierta ordenación geométrica. Por ejemplo, los filtros polarizadores empleados en fotografía eliminan los destellos y consiguen cielos más azules porque bloquean las ondas dispersadas al rebotar. La radiación de fondo no solo presenta fluctuaciones de temperatura, sino también de polarización; estas últimas se consideran una prueba de la inflación, ya que reflejan la dispersión de la radiación debida a la energía del Big Bang.

Manias

Descubierto el gen de la manía

Descubierto el gen de la manía

Los científicos también identificaron dos pacientes humanos con trastornos neuropsiquiátricos que tenían duplicaciones en la región cromosómica que contiene SHANK3
La revista Nature publica esta semana un estudio sobre la base genética de la manía o el comportamiento maníaco que ocurre en el trastorno bipolar y en el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH). Los autores, liderados por Huda Zoghbi, de la Escuela de Medicina de Baylor (EE UU), apuntan que las causas de este comportamiento pueden esconderse tras la sobreexpresión de SHANK3, un gen con un papel importante en la función cerebral.
«SHANK3 codifica una proteína que funciona en la sinapsis, el punto de comunicación entre las neuronas», explica Zoghbi a SINC. «Sus mutaciones y deleciones -pérdidas de un fragmento de ADN de un cromosoma- se han asociado con autismo, discapacidad intelectual y esquizofrenia. Y el aumento en la cantidad de SHANK3 podría ser también perjudicial para la función neuronal», añade.
Sin embargo, a diferencia de las supresiones de SHANK3, hasta ahora no estaban claras las consecuencias de la sobreexpresión de este gen. El trabajo que las ha confirmado se llevó a cabo primero en ratones y después en dos pacientes humanos. «Para nuestra sorpresa, los ratones que sobreexpresan SHANK3 presentan convulsiones y comportamientos maníacos como hiperactividad, hipersensibilidad a la anfetamina y ritmos circadianos anormales», subraya la experta.
Sinapsis
Un análisis más detallado con ensayos bioquímicos y electrofisiológicos indicó que las neuronas de estos ratones tienen una actividad eléctrica anormal debido a los cambios en las sinapsis.
Más tarde, los científicos identificaron dos pacientes humanos con trastornos neuropsiquiátricos, uno bipolar y el otro con TDAH, que tenían duplicaciones en la región cromosómica que contiene SHANK3. Más allá de la simple determinación de los síntomas asociados con la sobreexpresión de SHANK3, este estudio sugiere los cambios moleculares y celulares que conducen al desarrollo de la conducta maníaca y quizás al trastorno bipolar.
Un tratamiento eficaz
El trabajo identifica tratamientos que podrían ser de utilidad para las personas con trastornos neuropsicológicos relacionados con la sobreexposición de SHANK3.
Los autores evaluaron los efectos de los estabilizadores del humor en estos modelos de ratón y observaron que el valproato (un ácido graso con capacidades anticonvulsivas), pero no el litio, es capaz de revertir el comportamiento maníaco.
«Estos resultados mejoran la comprensión de los mecanismos que contribuyen a estos trastornos neuropsicológicos y el tipo de tratamientos que podrían ser apropiados», concluye Zoghbi. «Esta clase de análisis serán cruciales en el futuro para la selección apropiada de terapias para dichos trastornos».

FIN DE LAS GRASAS SATURADAS

La nebulosa Boomerang, donde la temperatura es de -272 ºC, muestra por primera vez su auténtica forma extrañamente fantasmal

Así es el lugar más frío del Universo
BILL SAXTON; NRAO/AUI/NSF; NASA/HUBBLE; RAGHVENDRA SAHAI
La Nebulosa Boomerang, a unos 5.000 años luz de distancia de la Tierra en la constelación de Centaurus, es el objeto más frío conocido en el Universo, más frío incluso que el débil resplandor del Big Bang. Allí, la temperatura alcanza un grado Kelvin, -272 ºC -un grado por encima del cero absoluto-, algo inimaginable para nosotros, habitantes de un mundo cálido y acogedor como, por el momento y que se sepa, no hay otro igual en el Universo.
Las nebulosas planetarias, en contra de su nombre, son en realidad estrellas como nuestro Sol en las fases finales de su vida que se han desprendido de sus capas exteriores. Lo que queda en sus centros son estrellas enanas blancas, que emiten una intensa radiación ultravioleta que hace que el gas de la nebulosa brille y emita luz en colores brillantes.
La Boomerang es, en concreto, una nebulosa preplanetaria, lo que representa la etapa en la vida de una estrella inmediatamente anterior a la fase de nebulosa planetaria, cuando todavía no está lo suficientemente caliente como para emitir radiación ultravioleta suficiente para producir ese brillo característico.
Utilizando el conjunto ALMA en el desierto de Atacama (Chile), el telescopio milimétrico/submilimétrico más potente del mundo, los astrónomos han echado un nuevo vistazo a este intrigante objeto para aprender más sobre sus propiedades frías y determinar su verdadera forma, que ha resultado tener un aspecto extrañamente fantasmal.
Con telescopios terrestres, esta nebulosa parece asimétrica, como un boomerang, lo que le ha valido su nombre. Posteriores observaciones con el Telescopio Espacial Hubble revelaron una estructura parecida a la de una pajarita o reloj de arena. Los nuevos datos de ALMA, sin embargo, muestran que la imagen del Hubble es solo una parte de la historia, y que esas partes redondeadas pueden ser en realidad un truco de la luz en longitudes de onda visibles.
«Este objeto ultra frío es muy interesante y estamos aprendiendo mucho más acerca de su verdadera naturaleza con ALMA», afirma Raghvendra Sahai, investigador del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California, y autor principal de un artículo publicado en la revista Astrophysical Journal. «Lo que parecía un boomerang con los telescopios ópticos terrestres es en realidad una estructura mucho más amplia que se está expandiendo rápidamente en el espacio», explica. Un proceso en el que, además, se está enfriando.

El lugar mas frio del universo

La nebulosa Boomerang, donde la temperatura es de -272 ºC, muestra por primera vez su auténtica forma extrañamente fantasmal

Así es el lugar más frío del Universo
BILL SAXTON; NRAO/AUI/NSF; NASA/HUBBLE; RAGHVENDRA SAHAI
La Nebulosa Boomerang, a unos 5.000 años luz de distancia de la Tierra en la constelación de Centaurus, es el objeto más frío conocido en el Universo, más frío incluso que el débil resplandor del Big Bang. Allí, la temperatura alcanza un grado Kelvin, -272 ºC -un grado por encima del cero absoluto-, algo inimaginable para nosotros, habitantes de un mundo cálido y acogedor como, por el momento y que se sepa, no hay otro igual en el Universo.
Las nebulosas planetarias, en contra de su nombre, son en realidad estrellas como nuestro Sol en las fases finales de su vida que se han desprendido de sus capas exteriores. Lo que queda en sus centros son estrellas enanas blancas, que emiten una intensa radiación ultravioleta que hace que el gas de la nebulosa brille y emita luz en colores brillantes.
La Boomerang es, en concreto, una nebulosa preplanetaria, lo que representa la etapa en la vida de una estrella inmediatamente anterior a la fase de nebulosa planetaria, cuando todavía no está lo suficientemente caliente como para emitir radiación ultravioleta suficiente para producir ese brillo característico.
Utilizando el conjunto ALMA en el desierto de Atacama (Chile), el telescopio milimétrico/submilimétrico más potente del mundo, los astrónomos han echado un nuevo vistazo a este intrigante objeto para aprender más sobre sus propiedades frías y determinar su verdadera forma, que ha resultado tener un aspecto extrañamente fantasmal.
Con telescopios terrestres, esta nebulosa parece asimétrica, como un boomerang, lo que le ha valido su nombre. Posteriores observaciones con el Telescopio Espacial Hubble revelaron una estructura parecida a la de una pajarita o reloj de arena. Los nuevos datos de ALMA, sin embargo, muestran que la imagen del Hubble es solo una parte de la historia, y que esas partes redondeadas pueden ser en realidad un truco de la luz en longitudes de onda visibles.
«Este objeto ultra frío es muy interesante y estamos aprendiendo mucho más acerca de su verdadera naturaleza con ALMA», afirma Raghvendra Sahai, investigador del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California, y autor principal de un artículo publicado en la revista Astrophysical Journal. «Lo que parecía un boomerang con los telescopios ópticos terrestres es en realidad una estructura mucho más amplia que se está expandiendo rápidamente en el espacio», explica. Un proceso en el que, además, se está enfriando.

martes, 22 de octubre de 2013


Teoria de la panspermia

La panspermia (del griego παν- pan, todo y σπερμα spermasemilla) es una hipótesis que propone que la vida puede tener su origen en cualquier parte del universo, y no proceder directa o exclusivamente de la Tierra; sino que probablemente proviene y posiblemente se habría formado en la cabeza de los cometas, y éstos, al fragmentarse tarde o temprano, pudieron haber llegado a la Tierra incrustados en meteoros pétreos, en una especie de "siembra cósmica" o panspermia.1 2 Estas ideas tienen su origen en algunas de las consideraciones del filósofo griego Anaxágoras.Es así que al referirse a la hipótesis de la Paspermia esta solo hace referencia de la llegada a la Tierra de formas de vida microscópicas desde el espacio exterior; y no hace referencia directa a la llegada a la Tierra desde el espacio de moleculas orgánicas precursoras de la vida, o de explicar como ocurrió el proceso de formación de la posible vida paspérmica proveniente fuera del planeta Tierra.

miércoles, 16 de octubre de 2013

Teoria de Oparin

Teoría del origen de la vida
Fue una de las teorías que se propusieron a mediados del siglo XX para intentar responder a la pregunta: ¿cómo surgió la vida?, después de haber sido rechazada la teoría de la generación espontánea.
Gracias a sus estudios de astronomía, Oparin sabía que en la atmósfera del Sol, de Júpiter y de otros cuerpos celestes, existen gases como el metano, el hidrógeno y el amoníaco. Estos gases son sustratos que ofrecen carbono, hidrógeno y nitrógeno, los cuales, además del oxígeno presente en baja concentración en la atmósfera primitiva y más abundantemente en el agua, fueron los materiales de base para la evolución de la vida.
Para explicar cómo podría haber agua en el ambiente ardiente de la Tierra primitiva, Oparin usó sus conocimientos de geología. Los 30 km de espesor medio de la corteza terrestre constituidos de roca magmática evidencian, sin duda, la intensa actividad volcánica que había en la Tierra. Se sabe que actualmente es expulsado cerca de un 10% de vapor de agua junto con el magma, y probablemente también ocurría de esta forma antiguamente. La persistencia de la actividad volcánica durante millones de años habría provocado la saturación en humedad de la atmósfera. En ese caso el agua ya no se mantendría como vapor.
Oparin imaginó que la alta temperatura del planeta, la actuación de los rayos ultravioleta y las descargas eléctricas en la atmósfera (relámpagos) podrían haber provocado reacciones químicas entre los elementos anteriormente citados. Esas reacciones darían origen a aminoácidos, los principales constituyentes de las proteínas, y otras moléculas orgánicas.
Las temperaturas de la Tierra, primitivamente muy elevadas, bajaron hasta permitir la condensación del vapor de agua. En este proceso también fueron arrastradas muchos tipos de moléculas, como varios ácidos orgánicos e inorgánicos. Sin embargo, las temperaturas existentes en esta época eran todavía lo suficientemente elevadas como para que el agua líquida continuase evaporándose y licuándose continuamente.
Oparin concluyó que los aminoácidos que eran depositados por las lluvias no regresaban a la atmósfera con el vapor de agua, sino que permanecían sobre las rocas calientes. Supuso también que las moléculas de aminoácidos, con el estímulo del calor, se podrían combinar mediante enlaces peptídicos. Así surgirían moléculas mayores de sustancias albuminoides. Serían entonces las primeras proteínas en existir.
La insistencia de las lluvias durante millones de años acabó llevando a la creación de los primeros océanos de la Tierra. Y hacia ellos fueron arrastradas, con las lluvias, las proteínas y aminoácidos que permanecían sobre las rocas. Durante un tiempo incalculable, las proteínas se acumularían en océanos primordiales de aguas templadas del planeta. Las moléculas se combinaban y se rompían y nuevamente volvía a combinarse en una nueva disposición. De esa manera, las proteínas se multiplicaban cuantitativa y cualitativamente.
Disueltas en agua, las proteínas formaron coloides. La interacción de los coloides llevó a la aparición de los coacervados. Un coacervado es un agregado de moléculas mantenidas unidas por fuerzas electrostáticas. Esas moléculas son sintetizadas abióticamente. Oparin llamó coacervados a los protobiontes. Un protobionte es un glóbulo estable que es propenso a la autosíntesis si se agita una suspensión de proteínas, polisacáridos y ácidos nucleicos. Muchas macromoléculas quedaron incluidas en coacervados.
Es posible que en esa época ya existieran proteínas complejas con capacidad catalizadora, como enzimas o fermentos, que facilitan ciertas reacciones químicas, y eso aceleraba bastante el proceso de síntesis de nuevas sustancias.
Cuando ya había moléculas de nucleoproteínas, cuya actividad en la manifestación de caracteres hereditarios es bastante conocida, los coacervados pasaron a envolverlas. Aparecían microscópicas gotas de coacervados envolviendo nucleoproteínas. En aquel momento faltaba sólo que las moléculas de proteínas y de lípidos se organizasen en la periferia de cada gotícula, formando una membrana lipoproteica. Estaban formadas entonces las formas de vida más rudimentarias. Así Oparin abrió un camino donde químicos orgánicos podrían formar sistemas microscópicos y localizados (posiblemente precursores de las células) a partir de los cuales esas primitivas formas de vida podrían desarrollarse.
Y en esta línea ordenada de procesos biológicos, van avanzando con cada vez más importancia: la competencia y la velocidad de crecimiento, sobre los que actuaría la selección natural, determinando formas de organización material que es característica de la vida actual.


Concepto moderno

El concepto moderno de la Teoría Celular se puede resumir en los siguientes principios:

  1. Todos los seres vivos están formados por células o por sus productos de secreción. La célula es la unidad estructural de la materia viva, y dentro de los diferentes niveles de complejidad biológica, una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.
  2. Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.
  3. Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas (Omnis cellula ex cellula1 ). Es la unidad de origen de todos los seres vivos.
  4. Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular. Así que la célula también es la unidad genética.

Teoria de la generacion espontanea y experimento de redi

La teoría de la generación espontánea es una antigua teoría biológica de abiogénesis que defiende que podía surgir vida compleja (animal y vegetal), de manera espontánea a partir de lamateria inorgánica. Para referirse a la "generación espontánea", también se utiliza el término abiogénesis, acuñado por Thomas Huxley en 1870, para ser usado originalmente para referirse a esta teoría. Louis Pasteur refutó de forma definitiva la teoría de la generación espontánea, postulando la ley de la biogénesis, que establece que todo ser vivo proviene de otro ser vivo ya existente.


Generación espontánea


La abiogénesis se sustentaba en procesos como la putrefacción. Es así que de un trozo de carne podían generarse larvas de mosca.La generación espontánea antiguamente era una creencia profundamente arraigada descrita por Aristóteles. La observación superficial indicaba que surgían gusanos del fango, moscas de la carne podrida, organismos de los lugares húmedos, etc. Así, la idea de que la vida se estaba originando continuamente a partir de esos restos de materia inorgánica se estableció como lugar común en la ciencia. Hoy en día la comunidad científica considera que esta teoría está plenamente refutada.

El experimento de Redi

Francesco Redi, médico e investigador, realizó un experimento en 1668 en el que colocó cuatro vasos en los que puso respectivamente un pedazo de serpiente, pescado, anguilas y un trozo de carne de buey. Preparó luego otros cuatro vasos con los mismos materiales y los dejó abiertos, mientras que los primeros permanecían cerrados herméticamente. Al poco tiempo algunas moscas fueron atraídas por los alimentos dejados en los vasos abiertos y entraron a comer y a poner huevos; transcurrido un lapso de tiempo, en esta serie de vasos comenzaron a aparecer algunas larvas. Esto no se verificó, en cambio, en los vasos cerrados, ni siquiera después de varios meses. Por tal motivo, Redi llegó a la conclusión que las larvas (gusanos) se originaban de las moscas y no por generación espontánea de la carne en descomposición.
Algunos objetaron que en los vasos cerrados había faltado la circulación del aire (el principio activo o principio vital) y eso había impedido la generación espontánea. Redi realizó un segundo experimento: esta vez los vasos del experimento no fueron cerrados herméticamente, sino sólo recubiertos con gasa. El aire, por lo tanto, podía circular. El resultado fue idéntico al del anterior experimento, por cuanto la gasa, evidentemente, impedía el acceso de insectos a los vasos y la consiguiente deposición de los huevos, y en consecuencia no se daba el nacimiento de las larvas.
Con estas simples experiencias, Redi demostró que las larvas de la carne putrefacta se desarrollaban de huevos de moscas y no por una transformación de la carne, como afirmaban los partidarios de la abiogénesis. Los resultados de Redi fortalecieron la biogénesis, teoría que sostiene que el origen de un ser vivo solamente se produce a partir de otro ser vivo.