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jueves, 16 de diciembre de 2010

Los 'Oscar' de la Ciencia

El Mundo (16 Diciembre 2010)

La máquina cuántica y la vida sintética, hallazgos del año según la revista 'Science'

Bacterias sintéticas fabricadas por el equipo de Craig Venter. | EfeBacterias sintéticas fabricadas por el equipo de Craig Venter. | Efe
Se acerca el final de año y es el momento de repasar las noticias más importantes de la temporada. Como cada año, la revista Science recopila los 10 mayores hitos científicos del año. Y lo cierto es que en lo más alto del podio se ha colado por la puerta trasera un acontecimiento que pasó sin pena ni gloria para la mayoría de los medios de comunicación del mundo.
La medalla de oro, el hallazgo científico de la temporada, es para la primera máquina cuántica fabricada por el ser humano. El invento consiste en un sencillo y diminuto sistema de vibración de unas pocas decenas de filamentos metálicos de una micra de longitud y menos de un nanómetro de diámetro.
Es decir, en un milímetro cabrían 1.000 de estos filamentos situados uno a continuación de otro de forma longitudinal. Y la máquina completa es más pequeña que el ancho de un cabello.
Hasta ahora todos los ingenios diseñados por el hombre respondían a las leyes de la mecánica clásica, la regida por las reglas establecidas por Newton. Sin embargo este pequeño y sencillo, casi ingenuo, mecanismo ha pasado página a una era marcada y simbolizada por la revolución del automóvil.

Revolución potencial

Probablemente este hito de la ciencia no será tan utilizado como aquel famoso Modelo T inventado por Henry Ford a principios del siglo pasado. Sin embargo, se trata del primer paso humano en el mundo de lo más pequeño, de las partículas que forman los átomos. Es decir, en el mundo de lo cuántico.
Los científicos habían demostrado ampliamente estas reglas físicas mediante experimentos con electrones, fotones, átomos e incuso en helio líquido. Pero nunca habían observado los extraños efectos de la mecánica cuántica en el movimiento de un aparato fabricado por el ser humano.
Según estas reglas físicas, una partícula pequeña intercambia energía en múltiplos enteros de una cantidad mínima posible, conocida como quantum de energía. El segundo pilar de la cuántica es que dicha partícula puede estar, literalmente, en dos lugares al mismo tiempo.
La máquina cuántica abre las puertas a un sinfín de aparatos experimentales y, según la revista, a pruebas de nuestra propia sensación de la realidad. Pero también supone la primera piedra en la fabricación de los ordenadores cuánticos. Un ingenio aún conceptual que permitiría descifrar en segundos todas las claves y contraseñas del pentágono o de la NASA, algo que con las máquinas actuales sería imposible o llevaría años de trabajo.
Según los editores de Science, el potencial futuro y la ingenua sencillez del experimento lo han convertido en el hallazgo científico del año.

Los otros premiados

La medalla de plata se la ha llevado la creación de vida artificial. Este año, Craig Venter, el padre del genoma humano, ha vuelto a jugar a ser Dios. Tras más de 15 años de trabajo, ha logrado no sólo fabricar en el laboratorio y molécula a molécula el ADN completo de la bacteria 'Mycoplasma mycoides', sino también introducirlo en otra célula recipiente de otra especie llamada 'Mycoplasma capricolum' y que ese ADN fabricado se apoderase del envoltorio celular y se comportase a todas luces como una bacteria 'M. mycoides'.
Después de unas cuantas rondas de reproducción de la bacteria fabricada, todos los componentes de la descendencia provenían de una molécula fabricada por un ser humano. Se trata de la primera vez que un investigador fabrica una forma de vida sintética, cuyo material genético procede de cuatro botes de productos químicos.
La medalla de bronce, el tercer puesto en el ránking de la revista Science, es para la descodificación del genoma del Neandertal. El hallazgo ha revelado, contrariamente a la corriente dominante entre los científicos, que estos primos cercanos se aparearon con los 'Homo sapiens' en algún momento de la evolución. De forma que en el genoma de todos nosotros aún quedan vestigios de esos cruzamientos.

viernes, 3 de diciembre de 2010

Hallada una nueva forma de vida en la Tierra

Publico.es (3 Diciembre 2010)

La vida es como una tortilla española. Si no hay huevos o patatas, no hay tortilla. Y si no hay oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, fósforo y azufre, no hay vida. Al menos, eso se pensaba hasta hoy. Un grupo de investigadores estadounidenses ha descubierto que se puede hacer tortilla sin huevos o, lo que es lo mismo, vida sin fósforo.

Los científicos, liderados por Felisa Wolfe-Simon, han hallado en el lago salado Mono, en California, una bacteria capaz de sustituir el fósforo por arsénico, un elemento considerado hasta la fecha como un asesino. Todos los seres vivos conocidos, desde las jirafas a las bacterias que fermentan la leche para formar yogur, presentan mecanismos similares, pero el ser del lago Mono demuestra que hay otras maneras de vivir en la Tierra y, por extensión, en otros planetas.
El hallazgo, uno de los más importantes del año en el mundo de la ciencia, desvela una nueva forma de vida desconocida y obliga a replantearse la búsqueda de seres extraterrestres. "Esta historia no trata del arsénico en el lago Mono. Si algo aquí en la Tierra puede hacer algo tan inesperado, ¿qué más puede estar haciendo la vida y todavía no nos hemos percatado?", reflexionaba en un comunicado Wolfe-Simon, del Instituto de Astrobiología de la NASA.

Rumores de vida en Marte

El lunes, la agencia espacial de EEUU adelantó que el jueves anunciaría "un hallazgo astrobiológico que cambiará la búsqueda de evidencias de vida extraterrestre". A lo largo de la semana, internet se llenó de rumores sobre la aparición de seres vivos en Marte y otras marcianadas. Finalmente, el anuncio no tumba nuestra supuesta soledad en el universo, aunque acerca ese momento. Lo que sí hace el nuevo estudio, publicado hoy en la revista Science, es desvelar una posible "biosfera en la sombra", como la llama Paul Davies, coautor de la investigación y colega de Wolfe-Simon en la NASA.

"Muy posiblemente estamos rodeados por formas de vida que no habíamos visto hasta ahora por un dogma brutal", explica el catedrático de Microbiología de la Universidad Autónoma de Madrid, Ricardo Amils. Este investigador español, ajeno al estudio, ha trabajado en el lago Mono y ha colaborado en ocasiones con el equipo de Wolfe-Simon.

"Este equipo nos acaba de demostrar que lo de los seis elementos de la vida era una mentira. La vida con arsénico u otros elementos puede ser una propiedad generalizada que no hemos visto porque somos muy obtusos", lanza Amils, que investiga junto a la NASA los microorganismos de las ácidas aguas de Río Tinto, un ecosistema de Huelva considerado un hermano de la superficie de Marte.

El equipo de Wolfe-Simon halló en agosto de 2008 en el lago Mono otro microorganismo capaz de alimentarse con arsénico, un veneno para la mayoría de los seres vivos. A partir de aquel descubrimiento, los científicos se preguntaron si, en un medio tan hostil como el lago Mono, algunos microorganismos podrían haber evolucionado para utilizar arsénico en lugar de fósforo. Y lo han encontrado. 

Wolfe-Simon y sus colegas cultivaron bacterias de una cepa de la familia Halomonadaceae en su laboratorio y las alimentaron con arsénico. La investigadora esperaba encontrarse con una masacre al volver a observarlas en el microscopio pero, en lugar de eso, se topó con bacterias paseándose alegremente por la placa de Petri. "Me quedé sin respiración", admite Wolfe-Simon, que ha mostrado su intención de venir a España a estudiar los microorganismos de Rio Tinto.

En algún rincón de la Tierra

Desde que se conocen los entresijos de la célula, el fósforo, en forma de fosfatos, había sido parte de la columna vertebral de las principales moléculas de la vida, el ADN, el libro de instrucciones de los seres vivos, y el ATP, las moléculas que suministran energía. Todos los científicos que habían estudiado un organismo al microscopio habían encontrado fósforo. Y, delante de Wolfe-Simon, había una bacteria con un ADN de arsénico.

Los autores del estudio no sostienen que su cepa de microbios, conocida como GFAJ-1, emplee el arsénico de manera natural en el lago californiano. Las aguas de Mono, visitado por muchos de los tres millones de turistas que acuden al cercano Parque Nacional de Yosemite cada año, poseen tanto fósforo como arsénico, y no parece que la bacteria prefiera el supuesto veneno. Sin embargo, aseguran, su crecimiento en un medio tóxico creado en un laboratorio es una prueba de que la vida sin fósforo puede existir. Y, si puede hacerlo, existirá en algún rincón de la Tierra.

El hallazgo del lago Mono no solo aumenta las posibilidades de encontrar vida extraterrestre y destapa una posible comunidad de vecinos desconocida en la Tierra. También cambia el estudio del origen de la vida en nuestro planeta, que se produjo en algún momento hace más de 3.500 millones de años. Hasta la fecha, los investigadores han intentado explicar el surgimiento de seres vivos tal y como se conocen, no tal y como no se conocían

"Hemos estado estudiando la evolución antes de la vida basándonos en la vida que conocemos, pero ahora nos encontramos con un hallazgo revolucionario que muestra organismos capaces de usar el arsénico para construir sus moléculas básicas", señala el bioquímico Cesar Menor, del Centro de Astrobiología, en Madrid.

Múltiples orígenes

Para este científico, que tampoco ha participado en el estudio, la bacteria con ADN de arsénico "amplía el número de lugares en el universo en los que podría haberse desarrollado vida". En los últimos años, las agencias espaciales de todo el mundo se han empeñado en buscar vida en cuerpos como Titán y Europa, satélites helados de Saturno y Júpiter, respectivamente, por sus condiciones adecuadas para la vida tal y como la conocemos. 

Ahora, el extraño bicho de California obliga a plantearse la existencia de vida en casi cualquier parte. Hoy, en la presentación de los resultados en la sede de la NASA, en Washington, Wolfe-Simon estuvo acompañada por Steven Benner, un investigador de la Universidad de Florida especializado en el estudio de Titán.

Wolfe-Simon sugiere que organismos similares a estas bacterias pudieron surgir en los primeros momentos de la Tierra en fuentes hidrotermales, grietas por las que escapaban chorros de agua hirviendo cargada de arsénico. Para Menor, "no hay ninguna razón para descartar esta hipótesis".
La vida pudo nacer varias veces, en diferentes puntos del planeta, con mecanismos completamente diferentes, "y luego se impuso el fósforo porque es más estable que otros elementos como el arsénico", añade Menor. "En aquel momento original, seguramente hubo sistemas vivos que no tienen nada que ver con los que conocemos ahora y han desaparecido", especula.

38°059N 119°0′34″W / 38.0165, -119.0093