Imagen del cometa Churyumov–Gerasimenko tomada de cerca por la sonda Rosetta en 2014./ESA/ROSETTA/NAVCAM

Nuevas observaciones apoyan la llegada de material espacial precursor de vida a la Tierra.

El fósforo es mucho más que aquel nombre común de la cerilla, ya pasado de moda. Es un elemento químico indispensable para la vida, una parte crucial del ADN y el ARN así como de otras estructuras básicas de la biología molecular. En el ser humano es el segundo mineral más abundante y constituye el 1% del peso corporal. Por eso no es de extrañar que los investigadores se pregunten de dónde viene y cómo llegó a la Tierra tanta cantidad de fósforo, porque en el Universo su abundancia es mucho menor que en los seres vivos. Ahora, los astrónomos han hallado una posible ruta que va de la síntesis del fósforo en estrellas masivas en tiempos antiguos a su presencia en la Tierra y sobre todo en la vida que alberga.

El trabajo se basa en un estudio a distancia a través del conjunto de telescopios ALMA en una región de formación estelar en la constelación de Auriga así como en las medidas in situ de un cometa por los instrumentos de la sonda Rosetta. Se cree que el fósforo se formó en las estrellas y luego se extendió por el Universo cuando algunas de éstas explotaron en forma de supernova.

El equipo de investigadores, liderado por Víctor Rivilla, encontró que algunas estrellas jóvenes y masivas crean cavidades en la nube interestelar en la que se encuentran y allí se forman moléculas que contienen fósforo, especialmente de monóxido de fósforo. El mecanismo de formación combinaría la radiación con pulsos de energía emanados de la joven estrella.

De allí, las moléculas pueden anclarse en gránulos de polvo helado que lleguen a formar parte de cometas. Según su hipótesis, los elementos básicos de la vida habrían llegado a la Tierra en el bombardeo del naciente planeta por cometas. Cuando Rosetta, de la Agencia Europea del Espacio (ESA) se acercó y acompañó al cometa Churyumov–Gerasimenko a partir de 2014 a lo largo de su máxima aproximación al Sol, se hicieron muchas medidas y se encontraron indicios de fósforo. Ahora, el análisis en profundidad de los datos ha permitido confirmar la presencia de monóxido de fósforo en el cometa.

“La combinación de los datos de ALMA y de Rosetta ha revelado una especie de hilo químico durante todo el proceso de formación estelar, en el que el papel protagonista corresponde al monóxido de fósforo”, explica el italiano Victor Rivilla, que ha dirigido el estudio, publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Rivilla recuerda que la vida apareció en la Tierra hace unos 4.000 millones de años, pero que todavía no comprendemos los procesos que la hicieron posible.
“El fósforo es esencial para la vida que conocemos”, señala Kathrin Altwegg, investigadora principal del instrumento Rosina de Rosetta, que hizo las medidas. “Dado que los cometas probablemente trajeron grandes cantidades de compuestos orgánicos a la Tierra, el monóxido de fósforo encontrado en el cometa puede fortalecer el vínculo entre los cometas y la vida en la Tierra”.

El cometa estudiado es de la familia de cometas de Júpiter y tiene un periodo de 6,5 años. Se cree que se acercó mucho al planeta gigante en 1959, lo que cambió su órbita. Tiene un núcleo de dos lóbulos y una dimensión máxima de 4,3 kilómetros. Rosetta mostró que bajo su superficie polvorienta hay material helado que apenas ha sufrido cambios desde que se formó antes que el Sol a partir del disco protoplanetario que dio lugar al Sistema Solar actual, lo que lo convierte en un sujeto ideal para trazar la ruta de los elementos químicos.

Para la observación con ALMA, se utilizaron 40 de sus antenas (situadas en Chile). Los espectros obtenidos mostraron la presencia de fósforo en las paredes de las cavidades citadas, en forma de óxido y de nitruro, lo que confirma que se puede sintetizar en el medio interestelar. Las estrellas no se suelen formar de una en una y el Sol probablemente no fue una excepción, explican los astrónomos del Observatorio Europeo Austral(ESO) y otras instituciones.

El cometa probablemente heredó la composición de la nebulosa en la que se formó, y en ella predomina también el óxido de fósforo, que estaría presente desde entonces dentro del cometa, y además en mayor proporción debido a su falta de reacción con otros elementos, en especial el hidrógeno. En cuanto a cómo llegó a la Tierra en cantidad suficiente para la vida, la concentración de fósforo en la corteza terrestre se estima en 930 partes por millón, aunque en gran parte no se puede utilizar en procesos biológicos porque está encerrado en minerales insolubles. Una fuente adicional serían los meteoritos y los cometas como el que estudió Rosetta de cerca.

Una arquea de Asgard vista a través del microscopio. NATURE

Científicos japoneses observan por primera vez arqueas de Asgard, microbios cuyos ancestros dieron el primer paso para la aparición de animales y plantas hace 2.000 millones de años

Tras casi 15 años de trabajo, científicos japoneses han conseguido por primera vez sacar del fondo del mar y criar en cautividad arqueas de Asgard, el misterioso organismo que puede explicar el origen de todas las formas de vida complejas de la Tierra, incluidos los humanos.

Todos los seres vivos que podemos ver a simple vista están hechos de los mismos ladrillos: células complejas con orgánulos internos llamadas eucariotas. Una persona es un conjunto de 30 billones de células eucariotas que cooperan entre sí con un objetivo común. Todas las plantas, animales y hongos son eucariotas.

En la Tierra hay otros dos grandes dominios de la vida, el de las bacterias y el de las arqueas. Estas últimas, más primitivas, sin orgánulos internos, son el dominio más misterioso e interesante, pues desde hace unos años se piensa que hace unos 2.000 millones de años una arquea se tragó a otro microbio, lo asimiló y se transformó en la primera célula compleja. Fue el primer paso hacia nosotros, y aún no se sabe cómo sucedió.

En 2015, científicos escandinavos que rastreaban las profundidades del océano descubrieron las arqueas de Loki, a las que bautizaron en honor al dios nórdico. No tenían de ellas más que su ADN, pues resultaba imposible aislar y criar en el laboratorio estos microbios que viven a más de 3.000 metros de profundidad bajo el mar. Sus genes indicaban que estas arqueas eran los parientes más cercanos de todos los eucariotas y que tenían genes esenciales para realizar funciones básicas de la vida eucariota, aunque en teoría no los necesitaban.

Desde entonces se han descubierto otras arqueas similares —Thor, Odin, Heimdal, Hel— que  manejan genes eucariotas y a las que se ha agrupado en la familia de Asgard, el hogar de los dioses vikingos. Hasta ahora nadie sabía qué aspecto tienen estos probables descendientes de nuestro primer ancestro.

En 2006, el equipo de Hiroyuki Imachi, del Instituto de Ciencia y Tecnología del Mar y la Tierra de Japón, extrajo sedimento marino de la fosa de Nankai, frente a la costa sur de la principal isla de Japón. Era un hábitat a 2.500 metros de profundidad, con dos grados de temperatura, en completa oscuridad, un territorio más hostil y desconocido que la superficie de Marte. Al analizar las muestras los científicos se dieron cuenta de que contenían arqueas de Asgard. Tenían en su mano ser los primeros en criar y observar a una de estas criaturas viva.

Durante cinco largos años intentaron que crecieran en un biorreactor, un aparato que reproduce su hábitat natural y aporta nutrientes y que funciona parecido a las máquinas de café por goteo, en palabras del propio Imachi. Después pasaron otros siete años engrosando las comunidades hasta poder aislarlas y mirarlas al microscopio. Esta semana, el científico y el resto de su equipo publica el estudio en el que relatan su éxito al haber conseguido ver por primera vez uno de estos organismos vivos. La clave, dice Imachi, ha sido dejar que las arqueas creciesen junto a otros microbios de su entorno y añadir un ingrediente inusual: leche de fórmula para bebés. “Aunque aún no lo hemos confirmado, es muy posible que estas arqueas estén usando alguno de los ingredientes de la leche en polvo para bebés como alimento”, explica Imachi.

Las arqueas de Asgard miden una diezmilésima de centímetro y se reproducen muy despacio para los estándares de un microbio, más o menos una vez al mes. Lo más llamativo son sus largos tentáculos entrelazados. Los científicos aún no saben para qué los usan, pero creen que son esenciales para explicar cómo surgió la vida compleja a partir de organismos muy parecidos a estos.

Según su teoría, expuesta en Nature, el ancestro de los eucariotas era una arquea similar a la de Asgard. La vida compleja surgió siguiendo lo que ellos llaman las tres “es”. Primero la arquea enredó a una bacteria con sus tentáculos, después la engulló, y por último la endogenizó, es decir, estableció con ella una relación de cooperación para intercambiarse nutrientes conocida como sintrofía. La bacteria, que hasta entonces era un organismo independiente, se transformó en una mitocondria, un orgánulo para aportar energía a su huésped. Imachi le ha dado un nuevo nombre a los organismos que sacaron de la fosa de Nakai: arquea Prometeo (Prometheoarchaeum syntrophicum), por el ser mitológico que robó el fuego —la energía— a los dioses para dárselo a los humanos. 2.000 millones de años después, las mitocondrias siguen presentes en todas las células eucariotas con idéntica función. El origen de la vida compleja fue la cooperación.

“Nadie puede retroceder 2.000 millones de años y ver qué sucedió exactamente, pero sí podemos hipotetizar cómo surgimos los eucariotas a partir de los microbios y nosotros lo hemos hecho gracias al primer cultivo vivo de estas arqueas y en el conocimiento previo que teníamos del origen de los eucariotas”, explica Imachi.

La hipótesis de Imachi concuerda con lo que teorizó a finales de los sesenta la bióloga Lynn Margulis, que dijo que las mitocondrias y los cloroplastos que ayudan a las plantas a alimentarse de luz nacieron por simbiosis. En 1999, la bióloga española Purificación López-García teorizó que los eucariotas aparecieron por una alianza de sintrofía con bacterias. Los científicos japoneses han observado que las arqueas descubiertas se alimentan de aminoácidos y que para poder digerirlos establecen alianzas sintrofía con las bacterias de su entorno, que les aportan pequeñas cantidades de oxígeno. Por eso Imachi solo fue capaz de criarlas cuando les dejó vivir y cooperar junto a sus compañeras.

Tal vez esa necesidad de oxígeno bacteriano fue mucho mayor hace 2.000 millones de años, cuando la Tierra comenzó a llenarse de este compuesto, según apuntan Christa Schleper y Filipa Sousa, expertas en arqueas de la Universidad de Viena, en un comentario al estudio. Y para entonces es probable que las arqueas ya tuviesen parte de la maquinaria genética para leer y transcribir ADN que necesitaban para transformarse en células complejas.

“No me parece correcto decir que este organismo es el eslabón perdido entre la vida sencilla y la compleja, pero tiene todo el sentido que algo muy parecido a lo que describe este estudio fuese el inicio de todo”, opina Iñaki Ruiz-Trillo, investigador del Instituto de Biología Evolutiva de Barcelona (CSIC-UPF). “Este trabajo tiene un mérito brutal”, añade.

Las arqueas de Asgard son seres actuales que han evolucionado durante 2.000 millones de años y por tanto no son iguales a sus ancestros. “Es evidente que no vamos a poder presenciar todo ese proceso evolutivo observando a estas arqueas”, comenta Juli Peretó, experto en biología sintética de la Universidad de Valencia, pero añade que “gracias a ellas tenemos un primer fotograma de esa evolución y, probablemente, tendremos más”.

Imachi explica que a partir de ahora tiene dos objetivos: criar otras especies de arqueas de Asgard y averiguar para qué utilizan sus misteriosos tentáculos.

Por NUÑO DOMÍNGUEZ

18 ENE 2020 - 04:14 COT

 La atmósfera terrestre vista desde la Estación Espacial Internacional NASA

El enfriamiento de la Tierra ayudó a las bacterias que empezaron a hacer la fotosíntesis a romper un equilibrio que mantuvo el planeta sin oxígeno durante 2.000 millones de años

La vida en la Tierra tardó “poco” en aparecer tras la formación del planeta. Hace al menos 3.700 millones de años, y quizá cientos de millones de años antes, ya había seres capaces de reproducirse en un mundo donde los océanos acababan de aparecer. Faltaba, sin embargo, un elemento que hizo posible que aquellos seres comenzasen a cooperar entre ellos y finalmente acabasen apareciendo los animales, hace solo quinientos millones de años. El oxígeno fue el combustible que alimentó el metabolismo de los seres vivos y transformó nuestro planeta en un mundo habitado, pero sigue habiendo dudas sobre cómo apareció.

El estudio geológico indica que hasta hace unos 2.400 millones de años no había oxígeno en la atmósfera terrestre o en sus océanos. A partir de ese momento, en tres explosiones, el porcentaje de este gas se fue incrementando hasta ocupar el 21% de la atmósfera.

Una de las explicaciones más aceptadas responsabiliza de aquel vuelco atmosférico a las cianobacterias, unos microbios que comenzaron a utilizar la energía del sol para producir carbohidratos y oxígeno a partir del agua y el dióxido de carbono. Esta nueva técnica, que ahora conocemos como fotosíntesis, dio a estos organismos un éxito sin precedentes. Pero mejor siempre es peor para algunos. Los seres que habían satisfecho sus necesidades energéticas durante más de mil millones de años sin oxígeno descubrieron que aquel nuevo gas era veneno para sus células. Aquello fue un cambio de régimen y el triunfo de las cianobacterias fue tal que hoy todas las plantas de la Tierra las llevan incorporadas en sus organismos en forma de unos orgánulos bautizados como cloroplastos.

Después, hicieron falta casi 2.000 millones de años más hasta que los niveles de oxígeno bastasen para permitir la existencia de los primeros animales. El debate científico que trata de explicar este proceso ha sido intenso. Ahora un equipo de la Universidad de Leeds (Reino Unido) ha elaborado un modelo según el cual, más allá de la aparición de los primeros microbios fotosintéticos y el movimiento de las placas tectónicas —dos fenómenos que comenzaron hace 3.000 millones de años y tuvieron influencia en la oxigenación de la Tierra—, el incremento del gas esencial para la vida en la atmósfera era cuestión de tiempo.

El oxígeno no es una sustancia rara. Es el tercer elemento más abundante del universo, después del hidrógeno y el helio, pero es tremendamente "sociable" y puede formar compuestos con casi todos los elementos de la tabla periódica. Durante muchos millones de años el interior de la Tierra mantuvo la elevada temperatura alcanzada durante su formación, pero el enfriamiento progresivo redujo la cantidad de gases volcánicos que surgían de su interior. Estos gases eran los que, al reaccionar con el oxígeno, lo retiraban de la atmósfera. Ese cambio en el equilibrio permitió que el oxígeno producido por las cianobacterias comenzase a generar un superávit que se fue acumulando. El nuevo modelo explicaría el intrigante intervalo entre la aparición de los organismos que producían oxígeno y el aumento de este gas en la atmósfera.

Después estos cambios en el equilibrio atmosférico afectaron a la cantidad de fósforo en el mar, que depende de los niveles de oxígeno, y eso tuvo su impacto en los animales que vivían de la fotosíntesis, que a su vez utilizan fósforo. Cuando esos procesos de retroalimentación produjeron un tercer incremento en el porcentaje de oxígeno en la atmósfera, la Tierra estaba lista para la explosión de formas de vida complejas, móviles y visibles que desde entonces habitan el planeta.

Lewis Alcott, primer autor del artículo que se publica en la revista Science, plantea que, además de conocer estos procesos esenciales para la aparición de la vida en la Tierra, su modelo sugiere que los planetas con atmósferas de oxígeno abundante pueden darse con más frecuencia de lo que se pensaba hasta ahora, “porque [para su aparición] no son necesarios avances biológicos múltiples y muy improbables ni sucesos tectónicos casuales”.

Por DANIEL MEDIAVILLA

14 DIC 2019 - 02:51 COT

El físico y biólogo británico Francis Crick (1916-2004), Premio Nobel de Medicina (junto con James Watson) en 1962 por el descubrimiento de la estructura del ADN, uno de los impulsores de la teoría de la panspermia. Marc Lieberman – Siegel RM, Callaway EM

 El estudio recién publicado expone que cuando algunos meteoritos se estrellaron contra la Tierra transportaban azúcar extraterrestre.

Para evitar que los seguidores del escritor de ciencia ficción Ray Bradbury se vengan arriba, conviene aclarar que los autores de la investigación, entre los que se cuentan dos sesudos científicos de la Nasa, no han encontrado un saco de azúcar de mesa, sino trazas de azúcares, como ribosa, en muestras de polvo obtenidas de dos meteoritos. En total, 11 partes por mil millones (ppmm) en el meteorito NWA 801 y 180 ppmm en el Murchison.

El ARN es una biomolécula presente en todos los organismos conocidos, y la ribosa es uno de sus componentes fundamentales. El ARN es responsable de copiar la información genética almacenada en el ADN y de entregar esos datos a las estructuras celulares responsables de producir las proteínas que los organismos necesitan para vivir.

Esta es la primera vez que estos azúcares bioesenciales se han detectado en meteoritos. En otros fragmentos de cuerpos celestes se hallaron anteriormente algunos componentes básicos importantes de la vida, como aminoácidos y nucleótidos (componentes del ADN y ARN), pero nunca azúcares. Hasta ahora.

El hallazgo llega diez años después de que una página la Nasa  anunciara que la glicina, uno de los 20 aminoácidos que forman las proteínas y, por tanto, un ingrediente clave para la vida, había sido detectada en muestras de polvo recogidas por la sonda espacial Stardust cuando se acercó a tan solo 236 km del núcleo del cometa Wild 2. Las muestras de polvo de la cola llegaron encapsuladas a la Tierra en enero de 2006, culminando así el viaje de más de 5 000 millones de kilómetros.

La cuestión del origen de la vida terrestre ha generado un campo de estudio especializado de la astrobiología, cuyo objetivo es dilucidar cómo y cuándo surgieron los primeros compuestos orgánicos y cómo pudieron ensamblarse para formar las primeras y más sencillas células, las de procariotas como las bacterias.

Las hipótesis más aceptadas por la comunidad científica asumen que la vida surgió en la Tierra a partir de materia inorgánica terrestre en algún momento entre hace 4 500 millones de años (MA), cuando se dieron las condiciones para que el vapor de agua pudiera condensarse por primera vez, y 2 700 MA, cuando la proporción entre algunos isótopos estables de carbono, hierro y azufre induce a pensar en un origen biogénico de los minerales y sedimentos de esa época. Los biomarcadores moleculares indican que ya existía la fotosíntesis.

Frente a estas hipótesis, otros científicos, partidarios de las hipótesis exogenéticas reunidas bajo el nombre de “panspermia”, apoyan un origen extraterrestre de la vida. Este habría tenido lugar durante los últimos 13 700 MA de evolución del universo tras la explosión primigenia del Big Bang.

La palabra panspermia, de origen griego, significa “semillas por todas partes”. Los partidarios de esta hipótesis sugieren que las “semillas” de la vida están diseminadas por todo el universo y que fueron “sembradas” en nuestro planeta.

No es mi propósito hacer una revisión de los diferentes modelos en que se ramifica –a veces disparatadamente, con sus ingenieros extraterrestres y todo– el cuerpo doctrinal panspérmico. Los interesados encontrarán cumplida respuesta a su curiosidad en este enlace o, simplemnte, tecleando en el buscador “polvo de estrellas”.

Un clarificador resumen del origen de la llamada “panspermia dirigida”, tal y como fue formulada por el Premio Nobel Francis Crick en 1971, puede encontrarse en el libro de Javier Sampedro Deconstruyendo a Darwin (Crítica, 2007).

Para lo que aquí nos ocupa, en relación con los recientes hallazgos, interesa distinguir entre las dos variantes principales en que puede ser escindida la panspermia: celular y molecular.

La hipótesis de la panspermia celular sostiene un origen de la vida terrestre a partir de microorganismos extremófilos. Estos se habrían formado en algún lugar del universo para llegar hasta la Tierra viajando como polizones en algún asteroide o cometa que hubiera impactado sobre su superficie.

Los partidarios de la panspermia molecular también defienden que la vida terrestre surgió gracias a una lluvia de materiales procedente de asteroides y cometas que se precipitó sobre la Tierra primitiva. Esto trajo consigo moléculas orgánicas relativamente complejas, pero sin alcanzar el sofisticado nivel celular.

Quienes sostienen esta segunda hipótesis la apoyan en el hecho de que los componentes orgánicos son comunes en el espacio, especialmente en el sistema solar exterior, donde las sustancias volátiles no se evaporan por calentamiento.

Las pruebas más sólidas de esta hipótesis se encuentran en las muestras de moléculas orgánicas halladas en algunos meteoritos como el AH84001 encontrado en la Antártida en 1984, que fueron objeto de fuertes controversias en las revistas Science y Geochimica et Cosmochimica Acta, y del propio meteorito Murchison, encontrado en Australia en 1969, cuyas biomoléculas han sido objeto de varias publicaciones.

Además, el telescopio espacial Spitzer detectó la década pasada una estrella, la HH46-IR, que se está formando en un proceso similar al Sol, en cuyo halo material hay una gran variedad de moléculas que incluyen compuestos de cianuro, hidrocarburos e hidróxido de carbono. Los hallazgos del Spitzer parecen apoyar el origen de la vida a partir de hidrocarburos aromáticos policíclicos, como sostiene la hipótesis PAH World, propuesta por Simon Nicholas Platts en 2005, que hasta ahora no ha sido probada.

Aunque ninguna de las dos variantes de la panspermia resuelve el problema del origen de la vida, sino que despeja al graderío del universo la enigmática pelota que se juega sobre la Tierra, son los científicos partidarios de la panspermia molecular los que ven reforzadas sus posiciones gracias al hallazgo de la Stardust y del estudio que acaba de publicarse.

En cualquier caso, y por quitarle hierro al asunto, si quiere divertirse leyendo modelos alternativos desde un punto de vista excéntrico, pero bien fundamentado, no deje de leer el libro Los orígenes de la vida (Cambridge University Press, 1999), del físico, matemático y divulgador inglés Freeman J. Dyson. Les encantará, seguro.

 

Por MANUEL PEINADO LORCA

CATEDRÁTICO DE UNIVERSIDAD. DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA VIDA E INVESTIGADOR DEL INSTITUTO FRANKLIN DE ESTUDIOS NORTEAMERICANOS, UNIVERSIDAD DE ALCALÁ

Este artículo ha sido publicado originalmente en The Conversation

 

 Restos óseos de mamut en Tultepec. EFE

El descubrimiento representa un hito en el estudio de la Prehistoria por ser la primera vez que se prueba esta forma de cacería, según el Instituto Nacional de Antropología e Historia mexicano

 

Tultepec se ha convertido oficialmente en tierra de mamuts. El municipio, a unos 40 kilómetros al norte de Ciudad de México, ha visto el hallazgo de 824 huesos pertenecientes a 14 mamuts. El descubrimiento se produjo en febrero cuando trabajadores del municipio intentaban construir un basural y, al excavar unos cinco metros, dieron con restos óseos. “Son de hace aproximadamente 15.000 años”, ha anunciado este miércoles Luis Córdoba, investigador de la Dirección de Salvamento arqueológico del Instituto Nacional de Antropología e Historia de México (INAH), a cargo de la excavación. Los más de diez meses de trabajo por parte de los arqueólogos han revelado algo inédito: por primera vez han sido encontrado huesos de mamuts dentro de trampas excavadas por cazadores. Una novedad que cambia la forma en la que se ha pensado la relación entre los humanos y estos paquidermos.

“En la primera visita ya encontramos varios restos de mamuts”, cuenta Córdoba en un vídeo publicado por el Gobierno mexicano. Junto a unos enormes colmillos aún medio enterrados, como quien muestra una preciada colección, el arqueólogo mexicano exhibe los ocho cráneos, las cinco mandíbulas, las 179 costillas, entre otros cientos de huesos. Él ha participado en el rescate de al menos 22 esqueletos de estos enormes paquidermos en México. Uno de ellos fue en diciembre de 2015, también en Tultepec, cuando la construcción de un drenaje sacó a la luz una enorme osamenta, hoy atracción turística expuesta en el Museo del Mamut de ese municipio.

Después de ese primer hallazgo, la misión de recuperar estos nuevos esqueletos fue nombrada Tultepec II. La gran cantidad de huesos en ese sitio ha abierto ahora la puerta a México para ingresar en la lista de Megasitios de Mamut, donde se encuentran países como Rusia o Estados Unidos, en los que se han hallado cientos de restos óseos.

El descubrimiento revelado este miércoles “representa un parteaguas” en el estudio de la Prehistoria, ha asegurado Pedro Sánchez Nava, coordinador de Arqueología del INAH, en un comunicado. Las excavaciones hablan por primera vez de la forma en la que los pobladores de hace 15.000 años se relacionaban con estos animales, cómo los cazaban con el fin de alimentarse.“Este hallazgo cambia esa escena azarosa y eventual que los libros de texto manejaban sobre la caza del mamut: la de un animal al que se atacaba únicamente cuando caía en un pantano”, celebra Sánchez Nava.

Los restos de estos 14 mamuts han sido hallados en fosas que, según el equipo de arqueólogos, fueron utilizadas por los “cazadores recolectores” como trampas. “Hasta ahora se pensaba que los espantaban para que cayeran en un pantano o que esperaban a que murieran, pero nunca se sugirió un ataque directo”, asegura Córdoba, “aunque aquí está la prueba de que sí hubo ataques directos”.

Efecto del cambio climático

Los arqueólogos que aún trabajan en el lugar afirman que los restos datan del período conocido como Máximo Glacial, una época en que la aridez llevó a los lagos de la región a secarse. “Estos cambios climáticos ocasionaron que mucha del agua de todo el mundo se concentrara en los polos y en las altas montañas, y muchas áreas se volvieran más secas, ese fue el caso de la cuenca de México”, explica Córdoba.

“Se nota que el lago de Xaltocan [que estaba en Tultepec en esa época] bajó de nivel y su fondo quedó expuesto en forma de una llanura muy grande. Ahí es donde aprovecharon los cazadores recolectores para excavar las trampas, en el fondo de lo que había sido el lago”. La composición de la tierra alrededor de los restos fue lo que dio la clave a los investigadores para determinar qué parte de la excavación era formación natural y cuál había sido modificada por el hombre.

La hipótesis de los investigadores sugiere que las trampas halladas de los cazadores recolectores no son intentos aislados, sino “un conjunto [de trampas] en línea muy bien planteado por los cazadores”. “Todo ese esfuerzo debió ser utilizado durante muchos años, por eso la cantidad de restos de mamuts”, dice Córdoba. El INAH incluso ha detallado que han recibido información de al menos otros tres sitios en los alrededores de Tultepec en los que podría haber más restos. Todo a 10 kilómetros de la base aérea de Santa Lucía, donde el presidente Andrés Manuel López Obrador ha empezado a construir la mayúscula obra del aeropuerto internacional de la capital mexicana.

Por Georgina Zerega

México 8 NOV 2019 - 04:30 COT

Describen el árbol evolutivo de las plantas verdes más completo

Con datos genéticos de mil 147 especies, un equipo internacional de investigadores describe en Nature el árbol evolutivo para las plantas verdes más completo hasta la fecha.

En la actualidad, hay más de 500 mil especies de plantas en el mundo y todas evolucionaron de un antepasado común. Cómo sucedió este salto en la biodiversidad aún no está claro.

La historia y la evolución de las plantas se remontan a unos mil millones de años. Las algas fueron los primeros organismos en aprovechar la energía solar con la ayuda de cloroplastos. En otras palabras, fueron los primeros organismos vegetales en realizar la fotosíntesis.

El objetivo del nuevo estudio fue desentrañar los fundamentos genéticos para este desarrollo. "Algunas especies comenzaron a emerger y evolucionar hace varios cientos de millones de años. Sin embargo, en la actualidad tenemos las herramientas para mirar hacia atrás y ver qué sucedió en ese momento", explica el profesor de fisiólogos de plantas Marcel Quint, del Instituto de Ciencias Agrícolas y Nutricionales en Martin-Luther-Universität Halle-wittenberg (MLU).

Quint lidera un subproyecto con el bioinformático Ivo Grosse, también de MLU, como parte de la Iniciativa de los mil transcriptomos de la planta, una red global de unos 200 investigadores. El equipo recogió muestras de mil 147 especies de plantas terrestres y algas para analizar los patrones de expresión génica (transcriptoma) de todo el genoma de cada organismo.

Con esa información, los investigadores reconstruyeron el desarrollo evolutivo de las plantas y la aparición de especies individuales. Se centraron en especies de plantas que, hasta el momento, no se han estudiado a este nivel, incluidas numerosas algas, musgos y también de las que tienen flores.

Algunas de las antenas del complejo ALMA, en los Andes chilenos sobre el fondo de las Nubes de Magallanes. /ESO/C. MALIN

Primeras imágenes del complejo nacimiento de un sistema estelar binario, el más común en el Universo.

Si cada día viéramos dos soles en el cielo en vez de uno estaríamos en uno de los sistemas estelares más comunes del Universo, el de una estrella binaria. Son dos astros ligados gravitacionalmente, que ejecutan una compleja danza guiados por las leyes de la mecánica celeste. Pero cómo llega a formarse este tipo de estructura es algo que nunca se había visto en detalle y por eso las primeras imágenes que se han obtenido de dos estrellas que se están formando en su nube natal suponen una gran noticia.

En las imágenes, filamentos de polvo y gas en forma de espiral salen de un disco de material (disco de acreción) que rodea las dos jóvenes estrellas de masa similar, y que las alimenta a través de una estructura compleja y dinámica que recuerda a los pretzel. El proceso tiene dos etapas. El disco se conecta mediante estos filamentos a otros dos más pequeños que rodean las estrellas nacientes y de los cuales se alimentan. El sistema se va equilibrando de forma que al final las estrellas tienen una masa muy parecida, lo que cumple la teoría sobre la formación de sistemas binarios.

Para obtener las imágenes, un equipo internacional utilizó el observatorio ALMA, que está en Chile, para observar un grupo de jóvenes estrellas en la curiosa nebulosa oscura de la Pipa, a más de 600 años luz de la Tierra. ALMA es un conjunto de 66 radiotelescopios, situado a 5.000 metros de altura, en el que participan el Observatorio Europeo Austral (ESO),que es la gran institución astronómica europea, e instituciones de Chile, Estados Unidos y Japón.

“Vemos dos fuentes compactas, que interpretamos como discos circunestelares alrededor de las dos jóvenes estrellas”, explica Felipe Alves, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), que dirigió el estudio. “El tamaño de cada uno de estos discos es similar al del cinturón de asteroides en nuestro Sistema Solar y su separación es de 28 veces la distancia entre el Sol y laTierra”. El disco que rodea las dos protoestrellas tiene una masa total de unas 80 veces la de Júpiter.

“Hemos conseguido por fin observar la compleja estructura de estrellas binarias jóvenes, con los filamentos de alimentación que conectan el disco principal con sus discos”, afirma por su parte Paola Caselli, directora del instituto y coautora del estudio, que se publica en la revista Science y que se ha representado en una animación. En el trabajo ha participado el investigador José Miguel Girart, del Instituto de Ciencias Espaciales (CSIC), quien señala que gracias a la potencia del observatorio ALMA se ha conseguido distinguir mejor el complejo sistema de las jóvenes estrellas binarias y comprender que en ese ambiente sería posible la formación de planetas rocosos como es la Tierra.

Se estima que la velocidad a la que aumenta la masa de los discos circunestelares es de solo una décima parte de la masa de Júpiter por año y esto también está de acuerdo con las predicciones teóricas. Además, el objeto menos masivo de los dos está “engordando” su disco circunestelar más rápidamente que el otro en la observación, aunque los astrónomos reconocen que hacen falta más observaciones similares para apuntalar los modelos.

En el caso de la Tierra, en el Sistema Solar solo hay una estrella y por eso nos parece normal, pero la mitad de las estrellas cercanas al Sol vienen de dos en dos. Su origen parece estar en la fragmentación del disco protoestelar debido a inestabilidades gravitatorias, bastante comunes si nos atenemos a los resultados. En este caso los raros somos nosotros.

15/10/2019 07:38 Actualizado: 15/10/2019 08:00

Premian con el Nobel de Física el aporte de tres científicos a la cosmología

El trabajo de James Peebles reveló que sólo se conoce 5 por ciento del universo // Michel Mayor y Didier Queloz descubrieron en 1995 el primer planeta fuera del sistema solar

 

El canadiense-estadunidense James Peebles y los suizos Michel Mayor y Didier Queloz ganaron este martes el Premio Nobel de Física de la Academia Sueca de Ciencias por sus trabajos en cosmología.

El premio "es mitad para el físico James Peebles por descubrimientos teóricos en cosmología" relativos a los inicios del universo y la otra mitad para el físico y astrónomo Michel Mayor y el astrónomo Didier Queloz por el descubrimiento del primer exoplaneta, anunció Göran Hansson, secretario general de la Academia Real de Ciencias de Suecia.

Los tres investigadores contribuyeron a "una nueva comprensión de la estructura y la historia del universo. Sus trabajos han cambiado para siempre nuestras concepciones", añadió la academia.

Las investigaciones de Peebles, de 84 años y titular de la cátedra Albert Einstein en Princenton, nos remontan "a la infancia del universo" mediante la observación de los primeros rayos luminosos, casi 400 mil años después del Big Bang, ocurrido hace 13 mil 800 millones de años.

"Sus trabajos revelaron un universo en el cual sólo se conoce 5 por ciento de su composición, la materia que forma las estrellas, los planetas, los árboles y nosotros. El resto, o sea 95 por ciento, está constituido de materia y energía oscuras. Es un misterio y un desafío para la física moderna", subrayó la Academia.

Pese a teoría comprobada, siguen los misterios

"Aunque la teoría esté completamente probada, hay que admitir que la materia y la energía oscuras siguen siendo misteriosas", señlaló Peebles en una entrevista poco después del anuncio del galardón.

"Podemos estar seguros de que esta teoría no es la respuesta final", afirmó.

Por su lado, Mayor, de 77 años, profesor honorario del Observatorio de la Universidad de Ginebra, y su doctorante Queloz, de 53, descubrieron en 1995 el primer planeta en órbita alrededor de otra estrella, concretamente de 51 Pegasi B, a 50 años luz de la Tierra.

"No estoy preparado para esto. Esta mañana era un profesor de Cambridge, y de repente mi vida sufrió un vuelco", declaró Queloz a periodistas en Londres, donde estaba para dictar una conferencia.

Bautizado luego como Dimidio, el primer exoplaneta –en la actualidad son más de 3 mil 500– es de un tipo llamado "Júpiter caliente": planeta de gran tamaño, como Júpiter, pero que orbita muy cerca de su estrella.

"Nadie sabía si los exoplanetas existían", recordó Mayor, según un comunicado difundido por la Universidad de Ginebra. “Los astrónomos los buscaban en vano.

“De repente, hemos enriquecido nuestro ‘zoológico’ con otros sistemas planetarios: es como la medicina cuando miramos a otros animales para comprender mejor al ser humano. Fue una revolución”, explicó François Forget, planetólogo del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) de Francia.

Ese primer exoplaneta conocido "nadie imaginó que podría albergar vida, pero fue el primero de un amplio grupo, del cual algunos están en la zona habitable alrededor de su estrella", señaló Vincent Coude du Foresto, astrónomo del Observatorio de París.

El hallazgo enriqueció el panorama y extendió la búsqueda de vida en el universo.

Antes de 1995, "se habían hallado otros exoplanetas, pero giraban alrededor de púlsares, estrellas muertas", sostuvo Du Foresto.

"Estimamos que en la galaxia hay al menos tantos planetas como estrellas, es decir, alrededor de 100 mil millones", según el astrónomo.

Dimidio es gaseoso e hirviente (alrededor de mil 200 grados Celsius). Orbita alrededor de una estrella de tipo solar.

"Era muy extraño y para nada situado donse habría esperado", recordó el suizo Queloz.

Se halla más cerca de su estrella de lo que lo está Mercurio del Sol y tarda un poco más de cuatro días en dar la vuelta.

"Hasta entonces, creíamos que para que un planeta gigante se creara, tendría que hacer frío y, por tanto, estar lejos de su estrella", explicó François Forget, planetólogo del Centro Nacional de Investigaciones Científicas de Francia.

Es difícil observar un planeta cercano a una estrella debido a su fuerte luminosidad.

Mayor desarrolló una técnica que no permite ver directamente el planeta, pero sí detectar su presencia a través de la perturbación que su gravedad inflige a la estrella.

Este instrumento ultrapreciso, llamado Elodie, detectó el planeta desde el Observatorio de Alta Provenza del CNRS. "Los datos recolectados explicaban la historia que sólo podía ser la de un planeta", señaló Queloz.

El hallazgo fue una sorpresa, porque no pensaban lograrlo tan rápido. El anuncio tuvo lugar el 6 de octubre de 1995 en Florencia.

"El hallazgo cambió la visión que teníamos de nuestro lugar en el universo", según David Clements, del Colegio Imperial de Londres. “Inauguró una nueva era para la cosmología", subrayó Stephen Toope, de la Universidad de Cambridge.

Es, por tanto, "un nuevo paso hacia el aspecto fascinante sobre la detección de pruebas de vida", según Martin Rees, de la Universidad de Cambridge.

Los investigadores recibirán el premio el 10 de diciembre, aniversario de la muerte de Alfred Nobel.

Lunes, 30 Septiembre 2019 05:47

Las mujeres de la tabla periódica

Las mujeres de la tabla periódica

La historia de la clasificación de docenas de elementos en una tabla periódica no se ciñe a una persona ni a un momento en el tiempo. Los científicos habían clasificado y predicho la existencia de los elementos antes de que Dimitri Mendeléiev propusiera su esquema en 1869, y siguieron haciéndolo después. Fueron muchos los que trabajaron para descubrir y explicar el comportamiento de las nuevas sustancias. Los gases nobles, la radiactividad, los isótopos, las partículas subatómicas y la mecánica cuántica todavía no se habían descubierto a mediados del siglo XIX.

Para celebrar el Año Internacional de la Tabla Periódica, dedicamos este artículo a algunas de las mujeres que revolucionaron nuestra concepción de los elementos. Marie Curie es la más famosa, por sus investigaciones sobre la radiactividad y el descubrimiento del radio y el polonio, que le valieron el Nobel en dos ocasiones. La mayoría, sin embargo, son poco conocidas. Tampoco suele apreciarse la tenacidad y diligencia que requiere el trabajo experimental, la valoración de datos y la reconsideración de las teorías vigentes.

Demostrar la existencia de un nuevo elemento no es tarea fácil. El primer paso consiste en detectar una actividad inusual; un comportamiento químico o una propiedad física (las emisiones radiactivas y las líneas espectrales, por ejemplo), que no se corresponda con la de ningún elemento conocido. Luego hay que aislar el nuevo elemento, o un compuesto de él, en cantidades lo suficientemente grandes como para poder pesarlo y convencer a la comunidad científica.

Descubrir y ordenar

Marie Curie no andaba a la búsqueda de nuevos elementos cuando inició su tesis doctoral sobre los «rayos del uranio», en 1897. Quería explorar la radiactividad, un fenómeno descubierto por Henri Becquerel en 1896. Pero sospechó de la existencia de otros elementos al observar que la radiactividad de la pechblenda, un mineral de uranio, era superior a la que cabía esperar de su contenido en uranio. Su marido Pierre se incorporó entonces a las investigaciones.

En 1898 identificaron las líneas espectrales de dos nuevos elementos: el radio y el polonio. Sin embargo, les llevó más de tres años pulverizar, disolver, hervir, filtrar y cristalizar toneladas de pechblenda para extraer tan solo 0,1 gramos de un compuesto de radio. La extracción del polonio sería aún más difícil, porque su vida media es más breve. En 1903, Pierre y Marie Curie compartieron el premio Nobel de física con Henri Becquerel por el descubrimiento de la radiactividad, y en 1911 Marie recibió un segundo Nobel por el descubrimiento del radio y el polonio y por la concentración y el estudio del radio.

Ubicar un elemento en la tabla periódica requiere establecer su peso atómico y sus propiedades químicas. El radio, por ejemplo, se comporta de modo muy similar al bario, pero su peso atómico es mayor, así que se sitúa justo debajo del bario. Determinar el peso atómico es difícil porque exige disponer de sustancias puras.

Cuesta distinguir elementos de peso y carácter similares. Poco después de elaborar su tabla, Mendeléiev propuso a la química rusa Julia Lermontova refinar los procesos de separación de los metales del grupo del platino (rutenio, rodio, paladio, osmio, iridio y platino), como paso previo a su ordenación. Solo sabemos de su trabajo a través del archivo y la correspondencia de Mendeléiev. Lermontova estudió química en Heidelberg con Robert Bunsen (descubridor del cesio y el rubidio en 1860, junto con Gustav Kirchhoff, con el espectroscopio que acababan de inventar), y fue la primera mujer que obtuvo un doctorado en química en Alemania, en 1874.

Establecer el peso atómico era, asimismo, crucial para identificar las series de desintegración radiactivas y distinguir entre nuevos elementos y las variedades de elementos conocidos. El concepto de isótopo solucionó el problema planteado por el descubrimiento de numerosos elementos para los que en apariencia no había espacio en la tabla periódica. Aunque el químico británico Frederick Soddy introdujo el concepto en 1913, fue la médica Margaret Todd quien propuso el término, que en griego significa «el mismo lugar».

La química polaco-judía Stefanie Horovitz, del Instituto de Radio de Viena, aportó la prueba experimental de la existencia de isótopos. Un elemento tan común como el plomo presentaba distintos pesos atómicos, según si procedía de la desintegración radiactiva del uranio o de la del torio.

También era problemática la naturaleza de una curiosa «emanación» del radio. ¿Era una partícula o un gas? La física canadiense Harriet Brook resolvió el problema junto con su director de tesis, Ernest Rutherford, en la Universidad McGill de Montreal. En 1901, Brooks y Rutherford mostraron que la emanación se difundía como un gas pesado y aportaron la primera prueba de que la desintegración radiactiva producía nuevos elementos. En 1907, William Ramsay sugirió que el gas, al que se denominaría radón, pertenecía al «grupo de los elementos del helio», que hoy conocemos como gases nobles.

En 1902, Rutherford y Soddy anunciaron su teoría de la desintegración radiactiva, según la cual los átomos se transmutan espontáneamente en nuevos átomos con la emisión de radiación. Si bien Rutherford obtuvo el Nobel de química de 1908 por estas investigaciones, la crucial contribución inicial de Brooks apenas ha sido reconocida. Tras publicar conjuntamente un primer artículo, el siguiente, en Nature, lo firmó Rutherford, que se limitó a indicar en los créditos la asistencia de Brooks. Como mujer de ciencia, Brooks tuvo dificultades, especialmente tras casarse, para obtener puestos estables y desarrollar sus investigaciones.

Al fondo de la materia

A todo esto, no dejaban de producirse avances en la comprensión del núcleo atómico. En 1918, la física Lise Meitner y el químico Otto Hahn descubrieron en Berlín el elemento 91, el protactinio. Meitner era austríaca y, tras completar su doctorado, había buscado en Alemania una oportunidad profesional. En 1907 fue admitida como colaboradora no remunerada de Hahn en el departamento de química de la Universidad de Berlín. Tuvo que trabajar en el sótano porque las mujeres no podían acceder al edificio principal. En 1913, cuando Hahn se incorporó al Instituto Emperador Guillermo de Química en Berlín-Dahlem, Meitner fue nombrada «asociada» del instituto.

Hahn y Meitner descubrieron el protactinio en el curso de una investigación sobre la «sustancia madre» de la serie de desintegración del actinio. Otros científicos perseguían el mismo objetivo e, inevitablemente, se produjeron disputas de prioridad. El descubrimiento fue atribuido a Meitner y Hahn porque concentraron el nuevo elemento en mayor cantidad y lo caracterizaron de forma más completa que sus competidores.

También el renio (elemento número 75) fue descubierto conjuntamente en 1925 en Berlín por la química alemana Ida Noddack y su marido, el también químico Walter Noddack, junto con Otto Berg, de la empresa de ingeniería eléctrica Siemens–Halske. Ida Tacke, que adoptaría el apellido de su marido, dejó un puesto en la industria química para ir a la caza de elementos. En 1925 se incorporó en calidad de investigadora no remunerada al Instituto Físico-Técnico Imperial de Berlín, donde Walter Noddack dirigía el departamento de química. Los Noddack tuvieron que emplearse a fondo para producir cantidades ponderables de renio, así denominado por el Rin. Es uno de los elementos más raros de la Tierra y no es radiactivo.

Los Noddack reclamaron asimismo el descubrimiento del elemento 43, al que denominaron masurio por la región de Masuria, en Polonia. Pero no consiguieron replicar las líneas espectrales ni aislar la sustancia. Las técnicas de la «química húmeda» no eran apropiadas para la identificación de este elemento, el primero en ser producido artificialmente, en 1937, y que recibiría el nombre de tecnecio.

A diferencia de Marie Curie, cuyas contribuciones fueron reconocidas y que tras la muerte de Pierre ocupó su cátedra en la Universidad de París, Ida Noddack trabajó como invitada en el laboratorio de su marido durante la mayor parte de su carrera. Esta es una de las razones por las que no se tomó en serio su sugerencia, en 1934, de que el núcleo podía partirse, un proceso que hoy denominamos fisión.

Los descubrimientos del neutrón, en 1932, y de la radiactividad artificial, en 1934, abrieron una nueva línea de investigación: la fabricación de elementos en el laboratorio mediante el bombardeo de átomos con partículas. En 1934, el físico Enrico Fermi y sus colaboradores en la Universidad de Roma anunciaron que habían producido los elementos 93 y 94 tras bombardear uranio con neutrones. Ida Noddack señaló en un artículo en Angewandte Chemie que Fermi no había demostrado que no se hubieran producido elementos más ligeros. «Es concebible», argumentó, «que el núcleo se haya dividido en varios fragmentos grandes». Los físicos la ignoraron.

Sin embargo, en 1938, Meitner y Hahn demostraron que el bario se encontraba entre los productos de las reacciones estudiadas por Fermi y que el núcleo se había partido. Para entonces, a falta de meses para que estallara la Segunda Guerra Mundial, Meitner, de ascendencia judía, había huido a Suecia. Pese a que sus cálculos habían convencido a Hahn de la fisión del núcleo, este no la incluyó como coautora al publicar los resultados en 1939, y en 1945 no aprovechó el discurso de aceptación del Nobel de química de 1944 para reconocer el papel de Meitner.

La mayoría de estas pioneras colaboraron con colegas masculinos, y no es fácil distinguir sus contribuciones. La física francesa Marguerite Perey es una excepción: se la considera la única descubridora del elemento 87, el francio, en 1939. Se incorporó al instituto de Marie Curie en París a los 19 años como técnica de laboratorio, bajo la dirección de Irène Joliot-Curie y André Debierne. Ambos le pidieron, independientemente, que midiera con precisión la vida media del actinio 227. En el curso de este delicado procedimiento técnico, identificó el nuevo elemento. Al no ponerse de acuerdo sobre quién dirigía a Perey, ninguno de ellos pudo reclamar un papel en el hallazgo. Perey acabaría dirigiendo el departamento de química nuclear de la Universidad de Estrasburgo, y en 1962 se convirtió en la primera mujer escogida como miembro correspondiente de la Academia de las Ciencias francesa. Pese a que no había ninguna regla que excluyera la elección de mujeres, la Academia no admitiría una mujer como miembro de pleno derecho hasta 1979.

El francio fue el último elemento natural en ser descubierto. Actualmente, el hallazgo de nuevos elementos requiere grandes equipos, aceleradores de partículas e importantes presupuestos [véase «Disputas en la tabla periódica», por Edwin Cartlidge; Investigación y Ciencia, mayo de 2019]. El significado de elemento químico ha cambiado. Si para Mendeléiev era una sustancia estable incapaz de transmutarse, hoy incluye especies isotópicas que existen apenas unos milisegundos.

Mediante esas técnicas, la química estadounidense Darleane Hoffman llevó a cabo un avance monumental a principios de los años setenta. Demostró que el fermio 257 se fisionaba espontáneamente, no solo al ser bombardeado con neutrones. También descubrió el plutonio 244 natural. Fue la primera mujer que dirigió una división científica en el Laboratorio Nacional de Los Álamos, en Nuevo México, donde se formaron generaciones de científicas. Una de ellas, Dawn Shaughnessy, es la investigadora principal de un proyecto sobre elementos pesados del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California, en el marco del cual se han descubierto seis elementos (del número 113 al 118).

Usar los elementos

Muchas otras mujeres han contribuido a ampliar nuestro conocimiento sobre los elementos. Tras el aislamiento del flúor por el químico francés Henri Moissan en 1886, un equipo de mujeres (entre ellas, Carmen Brugger Romaní y Trinidad Salinas Ferrer) trabajó con José Casares Gil en la Universidad de Madrid en los años 1920 y principios de 1930 en el estudio de las propiedades terapéuticas y la presencia en las aguas minerales de este elemento. Cuando tuvieron que dejar las investigaciones como consecuencia de la Guerra Civil (1936-1939), el trabajo de estas mujeres fue incorporado a la bibliografía de Casares.

La química Reatha C. King fue la primera mujer afroamericana que trabajó en la Oficina Nacional de Estándares de los Estados Unidos, en Washington. En los años sesenta estudió la combustión de mezclas gaseosas de flúor, oxígeno e hidrógeno. La alta reactividad del flúor sugería su uso en la propulsión de cohetes. Algunas mezclas eran tan explosivas que requerían técnicas y aparatos especiales, que King diseñó y fueron adoptadas por la NASA.

En la década de 1910, la médica estadounidense Alice Hamilton demostró la toxicidad del plomo y los riesgos que entrañaba para la población y los trabajadores de la industria metalúrgica. Su trabajo obligó a las compañías de seguros y a las empresas a adoptar medidas de protección y compensar a los damnificados. También organizó acciones sociales para que se reconocieran las enfermedades laborales relacionadas con otros metales pesados, como el mercurio. En 1919 se convirtió en la primera profesora nombrada por la Universidad Harvard. Ya en 1925 se pronunció contra la adición de plomo a la gasolina.

La técnica japonesa-estadounidense Toshiko «Tosh» Mayeda era en los años 1950 una experta en la medida de los radioisótopos del oxígeno. Había empezado su carrera limpiando los recipientes de vidrio del laboratorio de Harold C. Urey en la Universidad de Chicago, pero pronto se hizo cargo de los espectrómetros de masa. Contribuyó a la medida de la proporción de isótopos de oxígeno en conchas marinas fosilizadas, a fin de deducir la temperatura de los océanos prehistóricos, y extendió el uso de este método a los meteoritos.

Como estadounidense de ascendencia japonesa, Mayeda fue confinada en un campo de internamiento tras el ataque a Pearl Harbor del 7 de diciembre de 1941, y tuvo que hacer frente a la discriminación. Contando solo con un título de graduada en química, sus contribuciones podían haber sido invisibilizadas, como las de tantas técnicas. Afortunadamente, Mayeda recibió el apoyo de sus superiores y su nombre apareció en las publicaciones junto al de doctores y catedráticos.

Ampliar la perspectiva

Como ocurre con los descubrimientos científicos, la recuperación de la historia de todas estas mujeres de ciencia ha sido un trabajo de equipo en el que han participado Gisela Boeck, John Hudson, Claire Murray, Jessica Wade, Mary Mark Ockerbloom, Marelene Rayner-Canham, Geoffrey Rayner-Canham, Xavier Roqué, Matt Shindell e Ignacio Suay-Matallana.

El estudio de las mujeres que han contribuido al desarrollo de la química ofrece una perspectiva más amplia del descubrimiento científico y de las personas que participan en él, desde ayudantes y técnicos no asalariados a líderes de grandes laboratorios. En este año de celebración de la tabla periódica, es esencial reconocer los esfuerzos individuales y colectivos que nos han permitido construirla y siguen dándole forma.

17/09/2019

Brigitte van Tiggelen

es historiadora de la química y directora para Europa del Instituto de Ciencia e Historia de Filadelfia

Annette Lykkness

es profesora de didáctica de la química e hisotriadora de la química en la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología, en Trondheim

Un inusual exoplaneta gaseoso desafía la teoría sobre la formación planetaria

El descubrimiento por parte del equipo internacional liderado por científicos españoles podría arrojar luz sobre el origen y la evolución del Sistema Solar. 

El descubrimiento de un inusual planeta extrasolar (exoplaneta) gigante que orbita alrededor de una estrella enana ha desafiado el modelo actual y la teoría que explica la formación de la mayoría de los planetas. Podría arrojar luz sobre el origen y la evolución del Sistema Solar.

Un equipo internacional liderado por científicos españoles ha detectado el exoplaneta gigante gracias al instrumento "Cármenes" que opera desde el observatorio astronómico de Calar Alto (Almería), y en la investigación han sido decisivos los datos obtenidos y contrastados también por el Observatorio del Montsec (Lérida), el de Sierra Nevada (Granada) y el de El Teide (Tenerife).

El astrónomo Juan Carlos Morales, del Instituto de Ciencias del Espacio y del Instituto de Ciencias Espaciales de Catalunya, ha subrayado que conocer cómo se forman los planetas es "crucial" para explicar cómo se ha formado el Sistema Solar, cuál ha sido su evolución y qué papel juega cada planeta en ese sistema.

En declaraciones a Efe, Morales ha recordado que hasta hace 20 años "solo conocíamos los planetas del Sistema Solar" y ha precisado que descubrir y estudiar exoplanetas "nos permite desentrañar si la arquitectura de nuestro Sistema Solar es común en el Universo o no". "Yendo un paso más allá, podemos intentar descubrir si el surgimiento de la vida también es común o se tienen que dar unas condiciones muy especiales", ha observado el investigador.

La investigación, cuyos resultados publica este jueves la revista Science, ha involucrado a centros de investigación de todo el mundo, entre ellos el Instituto de Ciencias del Espacio (IEE/CSIC); el Instituto de Ciencias Espaciales de Cataluña (IEEC); el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA/CSIC); el Centro de Astrobiología (CSIC/INTA); el Observatorio de Lund (Suecia) o el Instituto Max Planck alemán.

Un gigante gaseoso

El exoplaneta detectado por los investigadores es un gigante gaseoso, pero las teorías y los modelos actuales sobre la formación planetaria no contemplaban la presencia de este tipo de planetas orbitando alrededor de estrellas pequeñas, han subrayado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas y el Centro de Astrobiología.

Los investigadores han descubierto este anómalo sistema planetario (han confirmado ya la existencia de un planeta, pero podrían ser dos) en torno a la estrella "GJ 3512", una "enana roja" situada a 30 años luz de la Tierra, que llamó la atención de los científicos por su "extraño" comportamiento y porque los datos revelaban la presencia de un "compañero" (el nuevo exoplaneta).

Los datos revelan que la estrella es unas diez veces más pequeña que el Sol y similar a otras ya conocidas que "albergan" planetas de tipo terrestre, pero ninguna de ellas cuenta con planetas gigantes gaseosos como el que acaban de descubrir los científicos.

Algunas estrellas grandes, como el propio Sol, sí tienen planetas gigantes gaseosos, y las estrellas pequeñas (como GJ 3512) suelen tener planetas pequeños como Urano o como la Tierra, ha explicado José Antonio Caballero, investigador del CAB y coautor del estudio. "El planeta gigante de esta estrella ha roto todos los esquemas existentes de formación de planetas y hay que encontrar nuevos modelos que le den una explicación", ha señalado Caballero en una nota de prensa del CAB.

El modelo de acumulación del núcleo

El modelo más aceptado sobre la formación de los planetas es el "modelo de acumulación del núcleo", que se consideraba suficiente para explicar la formación de planetas gaseosos como Júpiter o Saturno en el Sistema Solar, y otros gigantes también gaseosos descubiertos alrededor de otras estrellas, pero nunca tan pequeñas como ésta.

Esa teoría, parte de que los planetas gaseosos se forman a partir de núcleos rocosos que actúan como "semillas" y comienzan a acumular grandes cantidades de gas hasta alcanzar una masa gigante (como la de Júpiter, e incluso mayores), pero este modelo no sirve para explicar el nuevo descubrimiento. "Hemos encontrado lo contrario, un planeta muy grande alrededor de una estrella muy pequeña; esto indica que pueden haber otras vías para formar planetas y apunta que puede haber una población de planetas alrededor de estrellas que hasta ahora no se tenía clara", ha precisado a Efe Morales.

El científico ha detallado que en esta investigación sugieren que el exoplaneta se formó mediante un proceso de "inestabilidad gravitacional". Según han informado el CSIC y el CAB, el nuevo descubrimiento explicaría -a diferencia del "modelo de acumulación del núcleo" que sustentaba hasta ahora la formación de la mayoría de los planetas- que los planetas gigantes gaseosos podrían formarse también directamente a partir de la auto-acumulación de gas y polvo, sin necesidad de un núcleo sólido que actúe como "semilla" de todo el proceso.

26/09/2019 21:57 Actualizado: 26/09/2019 21:57

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