Hablando con Científicos - Cienciaes.com

Los nanorrobots han dejado de ser materia exclusiva de la ciencia ficción para entrar de lleno en la ciencia, especialmente por sus aplicaciones en biomedicina. Hoy conversamos con Fernando Soto Álvarez, investigador en el Canary Center at Stanford for Cancer Early Detection, de los desarrollos más recientes de nanorrobots y nanomáquinas que están abriéndose camino con fuerza por sus posibles aplicaciones futuras. Existen nanomáquinas equipadas con partes móviles que pueden ser activadas mediante campos magnéticos externos, con ultrasonidos o con luz, para moverse entre los fluidos corporales, desplazarse hasta un destino concreto y liberar una carga química en un tumor. Otros dispositivos nanométricos se mueven mediante propulsión química gracias a pequeños motores que aprovechan la existencia de medios ácidos, como los del estómago, para generar movimiento. Y también existen los “nanobots”, unos dispositivos híbridos formados por la unión entre un organismo biológico, una bacteria por ejemplo, y otro no biológico o generado mediante biología sintética creando una unidad que puede ser controlada y dirigida desde el exterior para transportar y liberar fármacos en lugares concretos.

Cada día, una constelación de satélites orbita la Tierra observando lo que sucede en la superficie. En el Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía, Gabriel Navarro y su equipo estudian las imágenes ópticas y de radar, facilitadas por los satélites del programa Copernicus de la ESA, para investigar distintos fenómenos: ondas internas que se adentran en el Mediterráneo por el estrecho de Gibraltar forzadas por el intercambio de agua con el océano Atlántico; cambios de color en las aguas marina que revelan la presencia y abundancia de seres vivos que utilizan la clorofila para elaborar sus nutrientes; variaciones de temperatura y altura del nivel de los océanos; detección de vertidos contaminantes en el mar y cambios en la turbidez de las aguas.

Los restos fósiles y de herramientas de piedra encontrados en dos yacimientos situados en el Norte de Argelia plantean dudas sobre de la creencia de que el origen del género homo, al que pertenecemos, estuvo en el Este de África. Uno de los yacimientos es Ain Hanech en el que se han encontrado herramientas en estratos de 1,8 millones de años de antigüedad. El otro yacimiento, conocido como Ain Boucherit, ha proporcionado piezas de herramientas líticas en dos capas de distintas de sedimento, datadas en 1,9 y 2,4 millones de años, ésta última de una edad muy cercana a las más antiguas conocidas hasta el momento, que habían sido descubiertas en el Este de África y datadas en 2,6 millones de años. Las investigaciones han sido llevadas a cabo por un equipo internacional de científicos dirigido por Mohamed Sahnouni, argelino e investigador del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH).

El Sistema Solar alberga una enorme cantidad de cuerpos de muy diverso tamaño. Una gran concentración de ellos se encuentra entre Marte y Júpiter formando el Cinturón de Asteroides. De vez en cuando, alguno de esos cuerpos menores se aproxima demasiado al planeta gigante y es expulsado hacia las regiones más interiores por las que circulan la Tierra y la Luna. Cuando en algún momento de su órbita un asteroide se acerca a nuestro planeta a una distancia inferior a 0,3 unidades astronómicas es calificado como NEA, del inglés “Near Earth Asteroids” o Asteroides cercanos a la Tierra. La mayoría de los más grandes (más de 1 km) ya han sido identificados, pero de los más pequeños y abundantes, con dimensiones entre 140 metros y un kilómetro, apenas hemos logrado descubrir un 30% del total. Conocerlos es vital para detectar con tiempo una posible colisión con la Tierra. Julia de León, investigadora del IAC, habla de NEAs en este programa.

Hoy iniciamos un viaje de ida y vuelta hasta el asteroide Bennu, un cuerpo rocoso, de apenas medio kilómetro de diámetro que pertenece al grupo de asteroides denominados Apolo, porque siguen órbitas cercanas a la de la Tierra. Allí se encuentra en estos momentos OSIRIS-Rex, una sonda espacial de la NASA que orbita y observa con detalle el asteroide antes de acercarse lo suficiente a su superficie como para recoger muestras de material y enviarlo a la Tierra. Una vez aquí, los científicos estudiarán su contenido buscando claves que permitan entender mejor estos cuerpos menores que almacenan retazos de la historia de la formación del Sistema Solar. Julia de León, investigadora del Instituto de Astrofísica de Canarias habla de los últimos descubrimientos de OSIRIS-Rex.

En el árbol de la vida, los orangutanes, gorilas, chimpancés y humanos tiene su origen en una rama común de la que se fueron separando en muy distintos tiempos. La primera rama en separarse fue la que, tras un proceso evolutivo, dio origen a los orangutanes. Más tarde se produjo una nueva escisión que, con el tiempo, dio lugar a los gorilas. La rama principal continuó hasta que una nueva escisión abrió camino a la existencia de dos ramas que evolucionaron por separado hasta generar a los chimpancés y a los humanos. Esta última escisión coincide en el tiempo con la existencia de una criatura sorprendente, conocida como Oreopithecus bambolii que vivió en una isla, hoy desaparecida, que ocupaba a la Toscana italiana y Cerdeña. Sergio Almecija, investigador en el American Museum of Natural History, Nueva York, cuenta hoy las peculiares características de O. bambolii, considerado como un modelo de ancestro común a humanos y chimpancés.

Puede parecer una osadía que una criatura tan insignificante como el ser humano se atreva a estudiar la vida de las galaxias. Eso, sin embargo, no parece ser un problema para nuestro invitado en Hablando con Científicos, Carlos Gómez Guijarro, investigador en el Comisariado de Energía Atómica en París Saclay. Su entusiasmo por el estudio de las galaxias quedó reflejado en su tesis doctoral titulada “Conectando los Extremos”. En ella comenta: “entender el origen y secuencia evolutiva de las galaxias nos lleva a comprender la historia de estructuras en el universo a lo largo de 13 mil millones de años”. Hoy nos cuenta cómo las galaxias que nacen, evolucionan y mueren.

Existen lugares en la Tierra que, por sus extremas condiciones, ponen límites a la existencia de cualquier forma de vida. Uno de esos lugares se conoce como Termas de Dallol, situado en la región volcánica de DanaKil, en Etiopía. Otro lugar emblemático se encuentra en Chile, en El Tatio, a más de 4000 metros de altitud, donde surge un buen número de manantiales de agua hirviente, geiseres y emanaciones de vapor de agua. En algunos de esos lugares se forman lagunas de aguas muy calientes y extremadamente ácidas, unas condiciones que son letales para la mayoría de los seres vivos, aunque existe la sospecha de que algunos microorganismos podrían soportarlas. Científicos como el uruguayo Daniel Carrizo, investigador en el Departamento de Planetología y Habitabilidad del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) estudian los límites de la vida en esos ambientes extremos y lo hace con una mirada puesta mucho más allá, en Marte, donde, puede que, hace muchos millones de años, la vida surgiera en ambientes muy parecidos a estos.

Es tal la diversidad de mundos que habitan el Cosmos que comprenderlos parece tarea imposible para unas pobres criaturas limitadas a evolucionar y vivir en este pequeño y maltratado planeta. A pesar de la inmensidad de incógnitas, una muchedumbre de científicos se empeña en ir desvelando, caso por caso, cómo son esos mundos. Antonio Claret es uno de ellos, y lo hace observando el universo a través de complejas ecuaciones matemáticas que describen cómo se comporta la naturaleza en ambientes muy distantes y desconocidos. Hoy nos habla su trabajo más reciente, publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters, una investigación que describe el comportamiento de dos estrellas enanas blancas que giran, una alrededor de la otra, de forma vertiginosa, con un periodo de rotación de 20 minutos solamente.

Diseñar nuevos materiales formados por pequeñas unidades de dimensiones nanométricas utilizando óxidos metálicos es el campo de investigación de nuestra invitada hoy en Hablando con Científicos: Laia Vilà Nadal, química computacional y Lecturer in Metal Oxide Chemistry en la Universidad de Glasgow, Reino Unido. Laia investiga la formación de materiales creados ensamblando pequeñísimos ladrillos organometálicos (MOF) de manera que contengan orificios que se repiten regularmente y puedan atrapar en su interior moléculas de gas, como metano o dióxido de carbono. Esos materiales pueden ser muy útiles en electrónica, catálisis o como sensores de gases.

La medusa es un animal fascinante, su cuerpo gelatinoso, en forma de campana, se contrae rítmicamente en las aguas de mares y océanos, bajo esa cúpula semitransparente cuelgan unos tentáculos cargados de células urticantes con las que paralizan a sus presas para llevarlas hasta su única apertura que hace, a la vez, de boca, ano y aparato propulsor. Se alimenta de peces, camarones o plantas, los engulle y, después de absorber los nutrientes, expulsa los desechos. Para desplazarse, absorbe una cantidad de agua y la expulsa con fuerza. Pero, una medusa es mucho más que eso, nos lo cuenta hoy nuestra invitada en Hablando con Científicos. Laura Prieto lleva muchos años investigando a las medusas en el Departamento de Ecología y Gestión costera del Instituto de Ciencias Marinas del CSIC, en Cádiz y hoy ha decidido compartir sus conocimientos con nosotros.

Los últimos informes sobre la evolución del clima en la Tierra ponen especial interés en lo que sucede en los océanos y no es de extrañar porque, al fin y al cabo, el 71% de la superficie terrestre está cubierta de agua. Sacar conclusiones globales de lo que sucede en esa enorme masa líquida es muy complicado y queremos saber cómo se hace. Hoy hablamos con un investigador que se dedica a estudiar la evolución de la temperatura, la salinidad, la riqueza en oxígeno o los cambios de acidez de las aguas oceánicas. Denis Gilbert lleva años participando en el proyecto ARGO, un esfuerzo de investigación que ha desplegado por todos los océanos terrestres más de 3800 boyas, cargadas de sensores, que obtienen información continua sobre cambios que se producen en las aguas hasta 2.000 metros de profundidad.

Los microfósiles son criaturas diminutas que nos ayudan a comprender los grandes eventos climáticos del pasado. Nuestra invitada, Laia Alegret estudia los foraminíferos, unos seres unicelulares que se protegen con un caparazón calcáreo y que, cuando mueren, se acumulan en el fondo de mares y océanos. En un artículo publicado en PNAS, Laia Alegret y sus colegas han estudiado los foraminíferos que vivieron tras acontecimientos globales que provocaron grandes extinciones en masa. El más importante fue el provocado por el impacto del asteroide que acabó con el 75% de las especies del planeta, hace 66 millones de años. Pero hubo otros, como el que, hace 55 millones de años, elevó entre 6ºC y 8ºC la temperatura de los ambientes terrestres y 4ºC de las aguas oceánicas. Los foraminíferos fósiles hablan de lo ocurrido en aquellos tiempos para que, aprendiendo del pasado, podamos comprender el presente y el futuro.

Vivimos en un mundo inmerso en múltiples formas de energía, una energía que aprovechamos en una mínima cantidad. Captamos una pequeñísima parte de la energía luminosa del entorno, pulsamos interruptores, andamos, corremos y desarrollamos multitud de actividades que desperdician energía, vivimos en entornos artificialmente acondicionados, provocamos vibraciones al paso de nuestros vehículos, inundamos el mundo de sonidos, etc. Y, en medio de tanta energía desaprovechada, los teléfonos móviles, ordenadores y aparatos de todo tipo necesitan pilas, baterías o conexión a la red eléctrica para funcionar ¿Qué pasaría si esos dispositivos fueran capaces de recoger la energía residual del ambiente por sí mismos? Esta es la propuesta de Ana Isabel Borrás, investigadora del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla.

Los neutrinos son partículas elementales pequeñísimas, sin carga eléctrica y tan escurridizas que pueden atravesar la Tierra sin chocar con ninguno de sus átomos en el camino. A pesar de la dificultad que entraña la detección y estudio de los neutrinos, una colaboración internacional estudia las propiedades de estas partículas con el experimento llamado T2K, del que nuestro invitado, Federico Sánchez Nieto, es portavoz internacional. El experimento consiste en crear un haz de neutrinos con el acelerador J-PARC, situado en la costa Este de Japón, a orillas el Pacífico y detectarlos, después de recorrer los 295 km que los separa, con el Super-Kamiokande, un enorme detector situado en el interior de una montaña, junto a la ciudad de Toyama, en la costa Oeste de Japón.

La sociedad demanda cada día más una energía limpia y asequible que permita cubrir las necesidades de la humanidad en las próximas décadas. Con una población en aumento que se acercará a los 10.000 millones de personas sobre el planeta a mediados de 2050, las necesidades de energía se multiplicarán. Se calcula que la energía obtenida del viento deberá suministrar un tercio de la demanda de energía mundial a mediados de siglo, un objetivo que exigirá superar algunos desafíos, como se defiende en el artículo “Grandes retos en la ciencia de la energía del viento” publicado recientemente en la revista científica Science, uno de cuyos autores es nuestro invitado en Hablando con Científicos, Xabier Munduate, investigador del Departamento de Energía Eólica del Centro Nacional de Energías Renovables.

Un paseo espacial entre las estrellas que rodean al Sistema Solar revela que más de la mitad de ellas forman agrupaciones de dos o más estrellas que orbitan unas alrededor de otras, atrapadas por su gravedad. Para no ir más lejos, el sistema más cercano a nosotros, Alfa Centauri, alberga tres estrellas, A, B y Próxima Centauri ¿Cómo nacen estos sistemas binarios o múltiples? Nuestro invitado en Hablando con Científicos, el investigador brasileño Felipe de Oliveira Alves ha publicado recientemente en Science un artículo en el que se muestra la imagen de un lugar lugar de la nebulosa de la Pipa en el que está naciendo un sistema binario.

¿Qué relación existe entre el color rubí intenso de una vidriera, un imán, la capacidad de la hidra para regenerarse y el tratamiento del cáncer? Todas estas cosas tienen relación entre sí gracias a las nanopartículas, el campo de investigación en el que trabaja nuestra invitada en Hablando con Científicos, María Moros, investigadora del Instituto de Ciencia de los Materiales de Aragón. Las nanopartículas de oro interaccionan con la luz para dar el color rubí a las vidrieras y se calientan cuando incide sobre ellas luz de determinadas frecuencias, una propiedad que permite usarlas en terapias contra las células tumorales. La hidra de agua dulce puede regenerarse por completo a partir de un pedazo, una propiedad que se estudia con nanopartículas magnéticas para su aplicación en medicina regenerativa.

Imperativo global: estabilizar el aumento de temperatura en 1,5 ºC. Este es el título de un artículo publicado en Science y firmado por un nutrido grupo de científicos entre los que se encuentra nuestra invitada, Tania Guillén Bolaños, investigadora nicaragüense en el Climate Service Center Germany (GERICS) de Hamburgo, Alemania. “El cambio climático es uno de los mayores desafíos para la humanidad – comienza diciendo el artículo-. La temperatura media global en la superficie del planeta está aumentando a una tasa de 0,2 ºC (± 0.1 °C), por década. En 2017 se alcanzó la frontera de 1.0 °C por encima del período preindustrial (período de referencia 1850-1900). Las previsiones de los modelos, utilizando datos de los niveles de gases de efecto invernadero atmosféricos, indican que la subida media de temperaturas alcanzará los 1,5ºC entre 2030 y 2052.” Tania Guillén explica por qué es urgente tomar medidas que estabilicen la elevación de la temperatura media de la Tierra en 1,5 ºC.

El descubrimiento de un nuevo planeta extrasolar ha dejado de llamar la atención, al fin y al cabo, son ya más de 4000 los exoplanetas descubiertos y el número sube exponencialmente a medida que se cuenta con mejores medios de detección. Dicho esto, os preguntaréis ¿qué tiene de especial el descubrimiento de un planeta gigante para merecer el privilegio de ocupar un puesto destacado en la revista Science La respuesta es que no se trata de un planeta extrasolar cualquiera, orbita alrededor de una pequeña estrella que tiene la décima parte de la masa del Sol, se mueve en una órbita elíptica que cabría más cerca que Mercurio del Astro Rey pero, para sorpresa de los propios descubridores, su existencia pone en entredicho las teorías existentes sobre formación de los planetas.

La Vía Láctea es un enorme conglomerado de estrellas distribuidas en un disco que tiene 100.000 años-luz de diámetro. Nosotros vivimos a 26.000 años luz del centro galáctico, un centro en el que se aglutinan, formando un bulbo enorme, miles de millones de estrellas, tan cercanas unas a otras que, si estuviéramos allí, su luz inundaría por igual el día y la noche. Todo lo que allí existe se mueve alrededor de un objeto, un agujero negro, que contiene 4 millones de masas solares. Lo conocemos como Sagitario A* y a su alrededor, la teoría de la Relatividad General predice que el espacio-tiempo está perturbado de manera significativa. Un grupo de científicos, entre los que se encuentra nuestro invitado, el científico de origen alemán Rainer Schödel, investigador del CSIC en el Instituto de Astrofísica de Andalucía donde dirige el Grupo del Centro Galáctico, ha comprobado que el comportamiento de una estrella que gira cerca de Sagitario A* concuerda con las predicciones de la Teoría General de la Relatividad.

La frontera que separa el mar y la tierra emergida es difusa. Las olas van y vienen cubriendo el terreno y retirándose de él continuamente, las mareas imponen su ley haciendo subir y bajar el nivel del mar cada día, el viento juega con las aguas, unas veces acariciándolas con una suave brisa y otras enfureciéndolas hasta tal punto que ponen en peligro a todo aquello que se encuentre cerca de la costa. Ese diálogo entre el mar y la tierra, unas veces sosegado y otras tormentoso, habla un lenguaje diferente en cada lugar del planeta. Comprenderlo es la labor de científicos como nuestro invitado, Manuel Díez Minguito y otros muchos investigadores, algunos de los cuales se reunieron junto a un grupo escogido de alumnos en Granada durante la IV Escuela Internacional de Verano sobre Dinámica de Estuarios y Sistemas Costeros.

Si hubiera vida sobre la superficie árida y seca de Marte ¿Cómo podríamos encontrarla? ¿Y si, en lugar de Marte, buscáramos la vida en las aguas subterráneas del océano oculto bajo la superficie de la luna Europa de Júpiter? Detectar la presencia de vida en esos y otros lugares del Sistema Solar es muy difícil, por eso los científicos como Miguel Angel Fernández, investigador del Centro de Astrobiología ((CSIC-INTA)) se dedican a buscarla aquí, en la Tierra, en sitios que tienen un cierto parecido con los parajes de esos lejanos mundos. Uno de esos lugares es el desierto de Atacama, en Chile, el paraje más árido y seco del planeta, semejante en ciertos aspectos a muchos lugares marcianos. Otro está situado en la Antártida, donde existen desiertos helados y fríos que permiten estudiar la vida en condiciones que podrían reinar en el interior del satélite Europa.

Cada partícula de materia tiene su contrapartida de antimateria. En un principio se pensaba que ambos mundos, antagónicos, eran igualmente probables, de tal manera que para cada partícula de materia debería existir su homóloga en antimateria en algún lugar del Universo. Pero no es así. Según los cálculos actuales, por cada mil millones de partículas de materia en el Universo, solo hay una de antimateria ¿A qué se debe esa falta de simetría? Nuestro invitado en Hablando con Científicos, Francisco Javier Paul Soler, catedrático de física de partículas en la Universidad de Glasgow, en Escocia, intenta encontrar respuesta a esa pregunta con sus investigaciones.

En 1911 Heike Kamerlingh Onnes descubrió que el mercurio podía conducir la electricidad sin resistencia a temperaturas cercanas a cero absoluto. Este fenómeno, que hoy conocemos como superconductividad, permitió soñar con la posibilidad de transportar energía sin pérdidas a largas distancias, dispositivos de almacenamiento de energía, bobinas superconductoras capaces de crear enormes campos magnéticos, vehículos de levitación magnética, etc. Actualmente se sigue investigando para que aquellos sueños sean una realidad cotidiana. Nuestra invitada, Teresa Puig, investigadora del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB) del CSIC dirige un grupo en el que se investiga la fabricación de cintas superconductoras de alta temperatura de bajo costo, alto rendimiento y altas prestaciones para el nuevo reto energético. Para lograr este objetivo, el grupo de Teresa Puig ha recibido una ayuda Proof of Concept del Consejo Europeo de Investigación.

La historia de los seres vivos nace de un proceso continuo de extinción de especies y creación de otras nuevas, un proceso que se ha ido diversificando hasta formar el enorme entramado de ramas biológicas del árbol de la vida. Nuestro invitado hoy en Hablando con Científicos, Miguel Verdú, investigador del CSIC, habla de evolución, es decir, del rastro que han ido dejando los seres vivos a medida que han ido cambiando y adaptándose a nuevos ambientes. Ese rastro permite estudiar las causas de la extinción de las especies y las consecuencias que tiene la desaparición de cada una de ellas para las comunidades de seres vivos con los que están íntimamente relacionados. Un estudio, publicado en Science Advances por un grupo de científicos brasileños y españoles, entre los que se encuentra Miguel Verdú, revela cómo la pérdida de fauna (defaunación), provocada por la intervención humana, precipita la extinción de especies evolutivamente distintas. El estudio tiene como objetivo descubrir pautas que permitan hacer predicciones sobre las consecuencias evolutivas de la pérdida de especies relacionadas entre sí.

Un parásito es un organismo que vive a costa de otro organismo, al que llamamos hospedador, aprovechándose de él para sobrevivir y reproducirse. Los parásitos abundan por todas partes y utilizan una enorme variedad de estrategias. Conocer la biología y la relación entre los parásitos y sus hospedadores es vital para la lucha contra las enfermedades que provocan. María Mar Siles, investigadora del Grupo de Parasitosis de la ganadería y zoonosis parasitarias del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca, investiga cómo usar las técnicas moleculares de última generación para desarrollar herramientas que permitan diagnosticar de forma eficaz y con rapidez la existencia de parásitos en animales y personas. Esas mismas herramientas moleculares sirven de base para la elaboración de vacunas experimentales contra las infecciones parasitarias.

En 1995 se descubrió el primer planeta extrasolar alrededor de una estrella parecida a la nuestra, desde entonces, las técnicas de detección se han ido perfeccionando sin descanso. Uno de los instrumentos que ha demostrado su buen hacer tiene un nombre muy español: CARMENES. El nombre es acrónimo de “Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Échelle Spectrographs”. Se trata de un espectrógrafo capaz de analizar la luz visible e infrarroja procedente de estrellas enanas de tipo M para detectar exoplanetas por la técnica de velocidades radiales, desde el Observatorio de Calar Alto. Pedro José Amado González nos habla CARMENES y del descubrimiento de dos planetas semejantes a la Tierra en zona templada alrededor de una estrella enana roja cercana a nosotros.

Las energías renovables solar o eólica se obtienen cuando el Sol o el viento lo permiten. Si en el momento de la producción no hay demanda, la energía sobrante se pierde porque no existen sistemas viables que permitan almacenar el exceso. Una posible solución al problema del almacenamiento del exceso de energía es la obtención de hidrógeno a partir de la electrolisis del agua. El método consiste, básicamente, en un dispositivo alimentado con energía eléctrica procedente de fuentes renovables que rompe las moléculas de agua y genera oxígeno e hidrógeno. El hidrógeno puede ser almacenado y utilizado posteriormente como combustible limpio, porque genera como residuo agua y no dióxido de carbono. Pero ese dispositivo no es fácil de conseguir, necesita se eficiente y duradero. Ahora, la investigadora María Retuerto, propone la utilización de un nuevo catalizador que mejora la eficiencia del proceso.

“Twisted Light” es el título con el que se presentaba, en portada, la revista científica Science en su número del 29 de junio de 2019. Tras ese título, que apenas sabemos traducir como “luz girada” o “retorcida”, se esconde una novedosa propiedad que revela como un pulso de luz se puede mover por el espacio girando, como una especie de torbellino que se retuerce y varía a medida que avanza por el espacio. La firmante principal del artículo es la estudiante de doctorado Laura Rego, física, integrante del Grupo de Investigación en Aplicaciones del Láser y Fotónica en el Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Salamanca. Hoy, Laura Rego cuenta en “Hablando con Científicos” cómo es esa novedosa propiedad de la luz y nos ofrece sus impresiones como estudiante de doctorado.

La población mundial asciende en estos momentos a 7.714,5 millones de personas y, si las previsiones son ciertas, en 2050 habrá aumentado en 2.000 millones más. Para dar de comer a tanta gente se calcula que será necesario aumentar en un 70 % la producción agrícola mundial durante los próximos 30 años. Actualmente, la mitad de la población mundial obtiene sus alimentos a partir unos pocos cultivos, a saber, el trigo, el arroz, el maíz, la patata y la soja. Desgraciadamente, las plagas y las enfermedades asociadas a estos cultivos hacen que se pierda alrededor del 20 % de la producción mundial cada año. Un artículo publicado en Science, firmado por Mónica Carvajal y por un panel de expertos de diferentes disciplinas, propone la creación de un Sistema de Vigilancia Global que permita mejorar la detección y respuesta a la propagación inesperada de enfermedades de los cultivos, una estrategia que podría disminuir las pérdidas de cosechas y asegurar la alimentación de la población mundial en el futuro.

Las estrellas son las fábricas de elementos químicos que existen en la naturaleza. A partir del hidrógeno y helio primordiales, creados en los primeros momentos del Universo, los hornos de fusión inmersos en los núcleos estelares van creando átomos más pesados, átomos como el carbono de nuestros cuerpos, el oxígeno del agua, el nitrógeno de la atmósfera, el calcio de los huesos y todos los átomos que componen el nutrido conjunto de elementos químicos que nos forma y nos envuelve. Según sea la masa de las estrellas y la historia de su formación, así son las fraguas estelares en las que se generan los átomos pesados. Nuestro invitado, Guillermo Quintana-Lacaci revela en un estudio publicado en The The Astrophysical Journal cómo ciertas estrellas muy masivas y evolucionadas siembran sus alrededores de átomos de carbono.

En el sur de España sobrevive en libertad uno de los felinos más extraordinarios y escasos del mundo. El lince ibérico o Lynx pardinus es un animal cuya existencia habla de lo malo y lo bueno del ser humano. Lo malo porque a lo largo de siglos ha destruido su hábitat, ha competido con él por su fuente de alimento, el conejo, y lo ha perseguido hasta colocarlo en peligro crítico de extinción a principios de este milenio. Lo bueno fue que, al descubrir que en 2002 quedaban menos de 100 ejemplares en libertad, se removieron las conciencias y el ser humano demostró lo que es capaz de hacer cuando lucha por una causa noble y pone los conocimientos científicos y los medios necesarios al servicio de ella. Una serie de proyectos de protección, cría en cautividad y vuelta del medio natural han permitido que la población de lince ibérico se recupere. Ahora, un estudio liderado por José Antonio Godoy ha evaluado la genética del Lince Ibérico dentro del programa de conservación.

El observatorio espacial GAIA va barriendo cada día el firmamento con sus telescopios, tomando imágenes de la posición, color y movimientos de cada estrella a su alcance. Así ha conseguido recopilar los datos que han permitido elaborar un mapa tridimensional del Universo que contiene 1.600 millones de estrellas, millones de galaxias y objetos más cercanos a nosotros. Conseguir ese mapa sea una labor descomunal en la que participan centenares de investigadores de todo el mundo, uno de ellos es nuestro invitado hoy en Hablando con Científicos, José Luis Hernández Muñoz, es Ingeniero de calibración de GAIA en el Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC) en Villanueva de la Cañada. Madrid.

El 10 de abril de 2019 fue un día muy especial para la Ciencia. Por primera vez en la historia, desde que fueran propuestos como una solución teórica de las ecuaciones de Einstein, la humanidad podía contemplar la imagen “real” de un agujero negro. Esos entes extraños, tan masivos que no dejan escapar nada, ni siquiera la luz, no solamente existen, sino que podemos verlos gracias al esfuerzo de centenares de científicos repartidos por todo el mundo. La imagen fue obtenida con el Telescopio Horizonte de Sucesos (EHT) un telescopio que aglutina la observación simultánea de 9 observatorios, entre ellos, el radiotelescopio de 30 metros situado en el Pico Veleta, en Granada, España, perteneciente al “Instituto de Radioastronomía Milimétrica (IRAM)”: https://www.iram-institute.org/. Hablamos con uno de los protagonistas de la investigación, José Luis Gómez Fernández, astrofísico e investigador del IAA.

El vidrio es un material se utiliza en multitud de aplicaciones, tanto en la vida diaria como en procesos industriales. No obstante, sus propiedades físicas y los fenómenos que suceden en el proceso de vitrificación aún no son comprendidas completamente. Nuestra invitada hoy en Hablando con Científicos, Adriana Huerta Viga, doctora en física e investigadora en la Universidad Goethe de Frankfurt, ha recibido una beca posdoctoral de la Fundación Alexander von Humboldt para investigar, utilizando técnicas de espectroscopía ultrarrápida y láseres de femtosegundo, los cambios moleculares que tienen lugar durante el proceso de formación del vidrio. Adriana Huerta Viga explica en qué consisten sus investigaciones y cuenta cómo es la vida de una investigadora posdoctoral que, partiendo de México, ha visitado distintos centros de investigación en Estados Unidos, Holanda, Corea, Singapur y Alemania.

Ya casi nadie discute que nuestra contribución al aumento de gases de efecto invernadero son el principal factor desencadenante de unas variaciones climáticas que se van notando en muchos lugares de la Tierra. Solemos escuchar que el Cambio Climático es un fenómeno global en el que se habla de hipotéticas subidas del nivel medio de los océanos, elevaciones medias de temperatura de uno o dos grados o incremento de fenómenos adversos como huracanes, tornados, inundaciones o sequías. Esta visión planetaria hace que, a veces, nos parezca que es un problema lejano y poco apremiante. Sin embargo, el cambio climático ya está aquí y sus consecuencias se están haciendo notar, no solamente en el clima sino también en nuestra salud ¿Cuáles son los efectos del cambio climático en la salud humana? Hoy, Jorge Laborda comenta algunos de los datos e hipótesis que se manejan en la búsqueda de respuestas.

Un cometa, en su acercamiento al Sol, va sufriendo cambios inducidos por la radiación del Astro Rey. Como consecuencia del aumento de temperatura, parte del agua helada que almacena en su interior se sublima y crea bolsas de gas que, a veces, revientan formando enormes géiseres que siembran el entorno de partículas de distintos tamaños. Esas partículas acompañan al cometa en su deambular formando una nube neblinosa que lo envuelve y generando una vistosa cola. Julia Marín Yaseli de la Parra, ingeniera en el segmento de Operaciones en superficie de Ciencia de Mars Express, estudió las imágenes de partículas cometarias obtenidas por la cámara OSIRIS y otros instrumentos de la sonda Rosetta, un ingenio espacial de la ESA que siguió al cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko en su deambular alrededor del Sol los años 2014 y 2015. Hoy nos cuenta su experiencia y los resultados de la investigación.

En esta segunda entrega sobre la Tabla Periódica de los Elementos, Fernando Carrillo Hermosilla cuenta la historia de algunos de los elementos conocidos, menciona especialmente tres, el platino, el vanadio y el wolframio, cuyo descubrimiento está ligado a España y a Latinoamérica. La Tabla Periódica se ha ido ampliando a lo largo de sus 150 años de historia con el añadido de elemantos nuevos. En estos momentos se conocen 118 elementos distintos con propiedades que el sabio ruso supo vislumbrar, pero con aplicaciones que ni siquiera pudo soñar. Muchos de los elementos descubiertos después de la muerte de Mendeleyev se crearon artificialmente en aceleradores de partículas y otros muchos, de nombres raros y poco conocidos, forman, aunque no lo sepamos, parte inseparable de nuestras vidas, los llevamos con nosotros en nuestros teléfonos inteligentes y en multitud de dispositivos de uso diario.

La Tabla Periódica de los Elementos es uno de los avances más impresionantes de la historia de la Ciencia. Fue propuesta en 1869 por el químico ruso Dmitri Ivánovich Mendeléyev y ofrecía un visión ordenada de los 63 elementos químicos conocidos en aquel momento. Ahora, 150 años después de su publicación, la tabla propuesta por el científico ruso se ha ampliado y completado notablemente para albergar los 118 elementos conocidos, aunque conserva el espíritu inicial. Hoy, comenzamos una serie de dos capitulos en los que el profesor Fernando Carrillo Hermosilla, profesor de química inorgánica en la Facultad de Ciencias y Tecnologías Químicas de Ciudad Real, UCLM, va a hablar de la historia de la química utilizando la Tabla Periódica como base del relato.

Las plantas tienen enemigos naturales que, bien en forma de enfermedad o parasitismo, interaccionan con ellas. Carmen Fenoll y su grupo de investigación estudian las interacciones que se producen entre los nematodos endoparásitos y las raíces de algunas plantas. Estos nematodos son gusanos diminutos con un poder impresionante sobre el genoma de las células. Algunas especies infectan las raíces y “piratean” el complejo mecanismo genético de algunas de las células vegetales en su beneficio. No modifican le genoma de las células, pero sí su actividad; despiertan ciertos genes dormidos y desactivan otros, alterando así el comportamiento de las células de la planta hasta convertirlas en esclavas del parásito. Esta es una de las investigaciones que hoy nos explica Carmen Fenoll, Investigadora en el Departamento de Ciencias Ambientales en la Facultad de Ciencias Ambientales y Bioquímica de la UCLM en Toledo.

El hidrógeno es un elemento químico más abundante del Universo. En estado puro, aquí en la Tierra, forma un gas tan liviano y reactivo que no puede existir en estado libre, sin embargo, sus átomos abundan combinados con otros formando agua, amoniaco, hidrocarburos y muchísimas otras sustancias. En presencia de oxígeno, el hidrógeno reacciona violentamente generando agua y energía, una reacción que abre las puertas a su uso para fines energéticos. El hidrógeno requiere un gasto de energía para su obtención a partir del agua o de hidrocarburos, una energía que puede ser recuperada después haciéndolo reaccionar de nuevo con el oxígeno. Por esa razón, se dice que el hidrógeno es un vector energético. Paula Sánchez Paredes es catedrática de química en la UCLM e investigadora del proyecto HIDROAM para la producción de hidrógeno a partir del amoniaco.

La quimifobia se define como un prejuicio, manía o miedo irracional a la química. Esta definición, que representa un sentimiento muy extendido hacia todo aquello que huele a química, no tiene mucho sentido porque la química está en todo lo que nos rodea. Toda la materia está hecha de átomos que se agrupan en moléculas para formar desde el agua que bebemos, hasta nuestro ADN. Así pues, tener fobia a la química es, en cierto modo, tenernos manía a nosotros mismos. Hoy hablamos de quimifobia con María José Ruiz García, profesora en la Facultad de Ciencias Ambientales y Bioquímica de la Universidad de Castilla – La Mancha, en Toledo, y coordinadora de Ciencia a la Carta.

Nuria Álvarez Crespo, investigadora con una Research Fellowship en ESAC, el Centro Europeo de Astronomía Espacial, estudia objetos extraños, distantes y poseedores de descomunales energías, llamados “blázares”. Nuria comienza su explicación invitándonos a un viaje de esos que solamente la imaginación hace posibles. Embarcamos en la Tierra, nos alejamos rápidamente del Sistema Solar, dejamos atrás la Vía Láctea y todas las galaxias que componen el Grupo Local hasta adentrarnos en un Universo habitado por miles de millones de galaxias. Es un viaje hacia atrás en el tiempo porque la luz que nos guía, la que llega a la Tierra, ha viajado por el espacio intergaláctico durante miles de millones de años y nos ofrece una fotografía que es más antigua, cuanto más lejos observamos. Entre la extraordinaria multitud de objetos galácticos buscamos un tipo concreto, llamado blázar, que, gracias a la enorme energía que desprende, nos permite indagar en tiempos remotos de la historia del Universo.

Según la organización Mundial de la Salud, en 2017, que es el último año del que se tienen datos globales, 36,9 millones de personas convivían con el virus VIH, causante del Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida, el SIDA. Tan solo durante aquel año se habían producido 1.800.000 nuevos infectados y 940.000 personas murieron por causas derivadas de la enfermedad. Son datos impresionantes pero, lo que más Impresiona es que, después de tantos años de investigación, aún no se haya encontrado la cura definitiva. Hoy Jorge Laborda explica cómo se desarrolla la infección por el virus VIH y las razones por las que es tan difícil combatirlo. Plantea el problema desde un punto de vista muy interesante: La evolución.

Los virus y las bacterias habitan en todos los ecosistemas de la Tierra y sus habilidades para propagarse de un extremo a otro del planeta van más allá de lo que podía imaginarse, según se desprende de las investigaciones de Isabel Reche, nuestra invitada hoy en Hablando con Científicos. Muestras de partículas que caen del cielo en las cimas de Sierra Nevada, en Granada, han permitido averiguar que, cada día, en cada metro cuadrado de terreno, caen entre 260 y 7.000 millones de virus y entre 3 y 80 millones de bacterias. El estudio ha permitido recoger y analizar los microorganismos existentes en las partículas que se depositan en el suelo procedentes de las capas altas de la atmósfera y conocer procedencia gracias a los datos de circulación atmosférica. El resultado no deja lugar a dudas, los microorganismos procedentes de regiones lejanas caen sobre nosotros cada día como una fina y persistente lluvia.

Entre la enorme cantidad de objetos que abundan en el Universo, algunos tienen emisiones de energía de magnitud descomunal. Uno de esos fenómenos más violentos sucede cuando un agujero supermasivo está rodeado de un enorme disco de materia que va cayendo hacia él, entonces emite un haz de partículas muy energético que, si apunta directamente hacia la Tierra, se conoce como “blázar”. El telescopio espacial Fermi, lanzado en 2008 fue diseñado para detectar los fotones gamma generados por los blázares y otros fenómenos cósmicos violentos para calcular su energía y posición en el firmamento. Con los datos obtenidos durante sus años de observación, los científicos de la Colaboración Fermi-LAT, donde Alberto Domínguez es Coordinador del Grupo de Blázares y Núcleos Galácticos, han elaborado y publicado una serie de mapas que muestran la imagen completa de los fenómenos más violentos del Universo.

Los ordenadores están cada día más presentes en nuestras vidas. No solamente nos ayudan a realizar las más diversas tareas, sino que van ganando terreno en la mayoría de las actividades que, hace muy poco, eran consideradas exclusivamente humanas. Estas máquinas, cada vez más sofisticadas, escrutan el entorno con sistemas que imitan a nuestros sentidos, pero con capacidades ampliadas que los superan en ciertos aspectos. Uno de los sentidos más ampliamente utilizados y mejorados por los ordenadores es el de la vista. Hoy hablamos de la visión por computador con Gloria Bueno. Gloria es profesora en la ETSI Industriales de Ciudad Real, Universidad de Castilla La Mancha, dirige el Grupo de Visión por Computador y Sistemas Inteligentes (VISILAB). En VISILAB se llevan a cabo desarrollos de aplicaciones en biomedicina, videovigilancia, biometría, interacción hombre-máquina e interacción hombre-robot.

Hoy viajamos hasta Marte porque allí, en un paraje llano y desolado del ecuador que lleva por nombre Elysium Planitia, reposa la nave InSight de la NASA desde el pasado 26 de noviembre de 2018. En estos momentos la nave está poniendo a punto sus instrumentos, desplegando algunos, calibrando otros, preparándose para lo que será su objetivo fundamental: estudiar el interior del Planeta Rojo. Nuestro invitado, José Francisco Moreno, ha dirigido al estudio y desarrollo de instrumentos destinados a conocer las condiciones meteorológicas de Marte y es el ingeniero principal del instrumento TWINS, situado en InSight. El cometido de TWINS es, básicamente, medir el viento y la temperatura de Marte en el lugar de descenso y aportar información ambiental al conjunto de experimentos de InSight.

La humanidad va sembrando la Tierra de recuerdos de su paso por ella y la arqueología es la ciencia que lucha por sacarlos a la luz y recuperar la historia perdida. Como sucede con otras ramas del conocimiento, las nuevas tecnologías ayudan a los arqueólogos en sus investigaciones. Encontrar los indicios de una ciudad perdida en el desierto o en la selva, obtener imágenes e interpretarlas de forma que revelen la existencia de los restos enterrados antes de excavar y estudiar la composición de los pigmentos de una pintura rupestre o de un mosaico antiguo son algunas de las posibilidades que las modernas técnicas imagen y teledetección ofrecen a los arqueólogos. José González Piqueras y su equipo del Grupo de Teledetección de la UCLM explica hoy cómo las imágenes obtenidas mediante satélite, drones o in situ, sirven de apoyo en las investigaciones arqueológicas.