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MUTACIONES PIONERAS NUEVAS DIANAS FARMACOLOGICAS EL MOVIMIENTO BROWNIANO SEGUN EINSTEIN UNA TIERRA PRIMIGENIA LOS QUIPUS INCAS POLARIZACION DEL FONDO COSMICO DE MICROONDAS
6
Ondas en el océano galáctico Françoise Combes Las hermosas configuraciones de las galaxias trascienden la estética al resultar esenciales para su crecimiento y evolución.
Diciembre de 2005 Número 351
3 HACE... 50, 100 y 150 años.
4 APUNTES Biología marina... Física... Sida... Objetos cercanos a la Tierra... Ingeniería genética... Materia blanda... Neurobiología.
14 Nuevas dianas farmacológicas Terry Kenakin El descubrimiento de nuevas formas de modificar la actividad de unos conocidos receptores de la superficie celular amplía el panorama del desarrollo de fármacos.
22
John W. Valley Los manuales han venido enseñando que el magma cubrió la Tierra en sus primeros 500 millones de años. Quizá no estén en lo cierto: parece que la superficie se enfrió rápidamente y los océanos, los primeros continentes y las condiciones idóneas para la vida surgieron mucho antes de lo que se creía hasta ahora.
30 CIENCIA Y GASTRONOMÍA Menú navideño dedicado a los químicos.
32 CIENCIA Y SOCIEDAD Fotofragmentación de la molécula de deuterio... Hemocromatosis hereditaria... La densidad mineral ósea.
38 DE CERCA Búsqueda de alimento en un desierto de agua.
Una Tierra primigenia fría
40 Los quipus incas Loïc Mangin Los libros de contabilidad incas constaban de ristras de cordeles anudados. Su sistema de codificación numérica ya no tiene secreto, pero el contenido literario sigue siendo un enigma.
44 Microchorros y nanochorros Antonio Barrero, Ignacio González Loscertales, Manuel Márquez Chorros de diámetro micro y nanométrico ofrecen nuevos métodos para la obtención de micro y nanocápsulas, nanofibras, nanotubos, nanoemulsiones y otras estructuras de interés técnico.
80 JUEGOS MATEMÁTICOS Finalmente... sudoku, por Juan M.R. Parrondo
52 El movimiento browniano según Einstein Georg Wolschin En el año 1905 todavía se discutía si la materia se componía de átomos y moléculas. Albert Einstein no sólo contribuyó a consolidar el concepto de estructura molecular, sino que también dio un nuevo impulso a la física estadística.
82 CURIOSIDADES DE LA FÍSICA ¿Por qué sube el nivel del agua?, por Norbert Treitz
85 LIBROS Medicina antigua Revisada.
Laura Serna
90 IDEAS APLICADAS Prototipado rápido, por Mark Fischetti
72 Polarización del fondo cósmico de microondas Matthew Hedman Se buscan los secretos de la dinámica del universo primitivo en el brillo ancestral de la gran explosión.
64 Desarrollo de estomas Los estomas son estructuras epidérmicas distribuidas en patrones regulares y necesarias para el intercambio gaseoso entre la planta y la atmósfera.
Dennis Drayna Un tipo de mutaciones génicas que a menudo causan enfermedades en el hombre permiten seguir la pista de las migraciones y el crecimiento de poblaciones específicas en el transcurso de miles de años.
56 Mutaciones pioneras
92 INDICE ANUAL
#/,!"/2!$/2%3 $% %34% .5-%2/ !SESORAMIENTO Y TRADUCCIØN -A 2OSA :APATERO /NDAS EN EL OCÏANO GALÈCTICO Y 0OLARIZACIØN DEL FONDO CØSMICO DE MICROONDAS *UAN -ANUEL 'ONZÈLEZ -A×AS .UEVAS DIANAS FARMACOLØGICAS 3ÛNIA !MBRØS 5NA 4IERRA PRIMIGENIA FRÓA ,UIS "OU #IENCIA Y GASTRONOMÓA Y ,OS QUIPUS INCAS ) .ADAL %L MOVI MIENTO BROWNIANO SEGÞN %INSTEIN &ELIPE #ORTÏS -UTACIONES PIONERAS * 6ILARDELL (ACE !PUNTES E )DEAS APLICADAS *àRGEN 'OICOECHEA #URIOSIDADES DE LA FÓSICA
$)2%#4/2 '%.%2!, *OSÏ -A 6ALDERAS 'ALLARDO $)2%#4/2! &).!.#)%2! 0ILAR "RONCHAL 'ARFELLA %$)#)/.%3 *UAN 0EDRO #AMPOS 'ØMEZ
,AIA 4ORRES #ASAS
02/$5##)». -A #RUZ )GLESIAS #APØN
!LBERT -ARÓN 'ARAU 3%#2%4!2¶! 0URIlCACIØN -AYORAL -ARTÓNEZ !$-).)342!#)». 6ICTORIA !NDRÏS ,AIGLESIA 353#2)0#)/.%3 #ONCEPCIØN /RENES $ELGADO /LGA "LANCO 2OMERO %$)4! 0RENSA #IENTÓlCA 3! -UNTANER PRAL A "ARCELONA %SPA×A 4ELÏFONO 4ELEFAX WWWINVESTIGACIONYCIENCIAES
3#)%.4)&)# !-%2)#!. %$)4/2 ). #()%& *OHN 2ENNIE %8%#54)6% %$)4/2 -ARIETTE $I#HRISTINA -!.!').' %$)4/2 2ICKI , 2USTING .%73 %$)4/2 0HILIP - 9AM 30%#)!, 02/*%#43 %$)4/2 'ARY 3TIX 3%.)/2 %$)4/2 -ICHELLE 0RESS 3%.)/2 72)4%2 7 7AYT 'IBBS %$)4/23 -ARK !LPERT 3TEVEN !SHLEY 'RAHAM 0 #OLLINS 3TEVE -IRSKY 'EORGE -USSER Y #HRISTINE 3OARES 02/$5#4)/. %$)4/2 2ICHARD (UNT '%.%2!, -!.!'%2 -ICHAEL &LOREK
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PARA LOS RESTANTES PAÓSES 0RENSA #IENTÓlCA 3 ! -UNTANER PRAL A "ARCELONA
#ATALU×A 15%2!,4/ #/-5.)#!#)/. *ULIÈN 1UERALTØ 3ANT !NTONI -A #LARET O A "ARCELONA 4EL Y FAX -ØVIL
0RENSA #IENTÓlCA 3 ! -UNTANER PRAL A "ARCELONA %SPA×A 4ELÏFONO &AX 0RECIOS DE SUSCRIPCIØN
5N A×O $OS A×OS
%SPA×A EURO EURO 2ESTO DEL MUNDO EURO EURO %JEMPLARES SUELTOS %L PRECIO DE LOS EJEMPLARES ATRASADOS ES EL MISMO QUE EL DE LOS ACTUALES $IFUSIØN CONTROLADA
#OPYRIGHT © 3CIENTIlC !MERICAN )NC -ADISON !V .EW 9ORK . 9 #OPYRIGHT © 0RENSA #IENTÓlCA 3! -UNTANER PRAL A "ARCELONA %SPA×A 2ESERVADOS TODOS LOS DERECHOS 0ROHIBIDA LA REPRODUCCIØN EN TODO O EN PARTE POR NINGÞN MEDIO MECÈNICO FOTOGRÈlCO O ELECTRØNICO ASÓ COMO CUALQUIER CLASE DE COPIA REPRODUCCIØN REGISTRO O TRANSMISIØN PARA USO PÞBLICO O PRIVADO SIN LA PREVIA AUTORIZACIØN ESCRITA DEL EDITOR DE LA REVISTA %L NOMBRE Y LA MARCA COMERCIAL 3#)%.4)&)# !-%2)#!. ASÓ COMO EL LOGOTIPO CORRESPONDIENTE SON PROPIEDAD EXCLUSIVA DE 3CIENTIlC !MERICAN )NC CON CUYA LICENCIA SE UTILIZAN AQUÓ )33. 8 $EP LEGAL " n )MPRIME 2OTOCAYFO 1UEBECOR 3! #TRA DE #ALDES KM 3ANTA 0ERPÒTUA DE -OGODA "ARCELONA 0RINTED IN 3PAIN )MPRESO EN %SPA×A
H ACE ...cincuenta años !6%3 %842!4%22%342%3 i%N CUESTIØN DE POCOS A×OS SE DEJARÈ VER EN EL lRMAMENTO UN OBJETO NUEVO .O RESULTARÈ MUY LLAMATIVO 0ERO CUANDO LEVANTEMOS LA CABEZA Y AL OBSERVAR ATENTAMENTE CAPTEMOS LOS PÈLIDOS DESTELLOS DE SU FUSELAJE CRUZANDO EL CIELO SENTIREMOS LA EMOCIØN DE ESTAR PRESENCIANDO UN ACONTECIMIENTO HISTØRICO 0UES EL MINÞSCULO OBJETO QUE CIRCULARÈ POR LA BØVEDA CELESTE SERÈ DE UN METAL CONOCIDO POR EL HOMBRE SE TRATARÈ DE UN SATÏLITE QUE EL HOMBRE HABRÈ CONSTRUIDO CON SUS MANOS Y LANZADO AL ESPACIO DESDE LA 4IERRA ,OS SATÏLITES QUE %%55 PONDRÈ EN ØRBITA CON OCASIØN DEL !×O )NTERNACIO NAL DE LA 'EOFÓSICA NO SON AÞN DESDE LUEGO SINO APUNTES Y BOSQUEJOS SOBRE PAPELw z#52! / ).4/8)#!#)». i%N UN OFTALMØLOGO DE "OSTON SE ENCONTRØ DE REPENTE ANTE UNA NUEVA ENFER MEDAD QUE DESAlABA SU CAPACIDAD DE DIAGNØSTICO POR NO HABLAR DE TRATAMIENTO %N EL CURSO DE SØLO UNOS ME SES EXAMINØ SEIS CASOS DE BEBÏS QUE HABÓAN PERDIDO LA VISTA POR ALGUNA CAUSA DESCONOCIDA (ACIA JULIO DE LAS ESTADÓSTICAS PARECÓAN REVELAR QUE LOS NI×OS QUE DESARROLLARON UNA lBROPLASIA RETROLENTAL HABÓAN SIDO TRATADOS POR HIPOXIA TAL COMO EVIDENCIABA EL HECHO DE QUE FUERON MANTENIDOS UN TIEMPO MÈS PROLONGADO EN LA CÈMARA DE OXÓGENO .ADIE SE HABÓA PERCATADO AÞN DE QUE LA ADMINISTRACIØN DE OXÓGENO PODRÓA CONSTITUIR LA CAUSA DEL PROBLEMA #UANDO EN LOS HOSPITALES SE EMPEZARON A EXPONER A LOS BEBÏS PREMATUROS A ATMØSFERAS ALTAMENTE OXIGENADAS EN NOVEDOSAS INCUBADORAS LA EMERGENCIA DE LA lBROPLASIA RETROLENTAL ALCANZØ PROPORCIONES EPIDÏMICAS ,A ATMØSFERA EMPLEADA SOLÓA CONTENER UN POR CIENTO DE OXÓGENOw
...cien años
EN SU BALANDRA DE TONELADAS @'JOA CON UNA TRIPULACIØN DE OCHO HOMBRES ,A @'JOA ESTÈ INVERNANDO CERCA DE +AY 0OINT EN LA ISLA DE (ERSCHEL ,A NOTIlCA CIØN SOBRE LA SATISFACTORIA TERMINACIØN DE LA EXPEDICIØN SE RECIBIØ DESDE &ORT %GBAERT !LASKAw (%,)#»04%2/ 02)-)4)6/ i$OS FAMOSOS AERONAUTAS FRANCE SES LOS SE×ORES ,OUIS 'ODDAR Y &ELIX &AURE HAN EXPE RIMENTADO CON HÏLICES PROPULSORAS HORIZONTALES 5NA DE ÏSTAS DE SEIS ALETAS ACCIONADA A PEDALES MEDIANTE UN BASTIDOR DE BICICLETA ESPECIALMENTE APAREJADO CONSIGUIØ UNA TRACCIØN VERTICAL DE TRES KILOPONDIOS ,A REDUCCIØN DEL NÞMERO DE PALETAS MEJORØ LOS RESULTADOS #ON UN MOTOR DE GASOLINA DE CABALLOS LA FUERZA DE SUSTENTACIØN AUMENTØ ENSEGUIDA HASTA KILOPONDIOS -EDIANTE LA ADICIØN DE UNA HÏLICE Y EL EMPLEO DE MOVIMIENTO AL TERNATIVO SE LOGRØ QUE LA MÈQUINA LLEGARA A LOS KILOPONDIOS CON UN CONSUMO DE CABALLOSw
...ciento cincuenta años #/-"534)». ).4%2.! i3R $IRECTOR #ONCÏDAME UN PE QUE×O ESPACIO EN SU APRECIADA REVISTA PARA COMENTAR QUE EL EFECTO DE PERCUSIØN DE LAS MEZCLAS EXPLOSIVAS DE GAS Y AIRE CUANDO SE INmAMAN EN UN MOTOR ADE CUADAMENTE CONSTRUIDO CARECEN DE LA NATURALEZA PE LIGROSA QUE USTEDES SUPONEN PUES GRAN PARTE DE LAS SACUDIDAS QUE SE OBSERVARON EN EL FUNCIONAMIENTO DE LA MÈQUINA RESULTAN DE UN REPENTINO Y VIOLENTO CIERRE DE LAS VÈLVULAS EN EL MOMENTO DEL ENCENDIDO DEFECTO QUE SERÈ REMEDIADO (AN PASADO POR ALTO TAMBIÏN LA POSIBILIDAD DE EMPLEAR COMO COMBUSTIBLE TREMENTINA NAFTA ACEITE DE BREA Y OTROS HIDROCARBUROS LÓQUIDOS !L NO HABER CALDERA EL AHORRO RESULTA NOTABLE ADEMÈS EL REDUCIDO VOLUMEN DEL DEPØSITO PARA EL COMBUSTIBLE DEJA MUCHO ESPACIO PARA CARGA Y PASAJEROS !LFRED $RAKE 0HILADELPHIAw ;.OTA DE LA REDACCIØN EL MOTOR PIONERO DE $RAKE EMPLEABA TUBOS CALDEADOS PARA ENCENDER UNA MEZCLA DE AIRE Y COMBUSTIBLE=
,! 02)-%2! 42!6%3¶! i,AS ÞLTIMAS NOTICIAS ACERCA DEL CAPITÈN NORUEGO 2OALD !MUDSEN SEGÞN LAS CUALES HA LOGRADO HALLAR Y ATRAVESAR EL HISTØRICO 0ASO DEL .O ROESTE ASÓ COMO LOCALIZAR CON CERTEZA LA POSICIØN DEL POLO NORTE MAGNÏTICO HAN SUSCITADO UN GRAN INTERÏS EN LOS CÓRCULOS CIENTÓlCOS ,A BÞSQUEDA DEL 0ASO DEL .OROESTE EMPEZØ NADA MÈS ESTABLECERSE QUE !MÏRICA NO ESTABA UNI DA A !SIA PARECE SIN EMBARGO QUE EL CAPITÈN !MUDSEN ES EL PRIMERO EN ABRIRSE PASO POR EL EXTREMO SEPTENTRIONAL DEL CONTINENTE 0ARTIØ DE .O Ascenso en vertical, helicóptero primitivo, 1905. RUEGA EL UNO DE JUNIO DE INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
5.! -!,! )$%! i%N UNA RECIENTE REUNIØN DE LA !SOCIACIØN "RITÈNICA PARA EL 0ROGRESO DE LA #IEN CIA 3ENOR 3USINI PRESENTØ UNA PONENCIA SOBRE EL VA LLE DEL !MAZONAS !lRMA QUE @LAS REGIONES BA×ADAS POR EL !MAZONAS GANA DAS A LAS TRIBUS SALVAJES A LOS ANIMALES FEROCES Y A LOS DA×INOS REPTILES QUE AHORA LAS INFESTAN Y SURCADAS POR LA REJA DEL ARADO PODRÓAN SUSTENTAR A LA POBLACIØN DEL MUNDO ENTEROw 3
A PUNTES BIOLOGIA MARINA
Un viaje transoceánico
5
NA HEMBRA DE TIBURØN BLANCO HA COMPLETADO UN VIAJE TRANS OCEÈNICO DE KILØMETROS EN NUEVE MESES %L EQUIPO DE 2AMØN "ONlL DE LA 3OCIEDAD #ONSERVACIONISTA -UNDIAL RADICADA EN .UEVA 9ORK LA CAPTURØ Y MARCØ FRENTE A LAS COSTAS SUDAFRICANAS EN NOVIEMBRE DE %L ANIMAL TARDØ DÓAS EN LLEGAR AL OESTE DE !USTRALIA EN AGOSTO DE ESTABA DE NUEVO EN AGUAS AFRICANAS 0ASØ DOS TERCIOS DE ESE TIEMPO CERCA DE LA SUPERlCIE DE LO QUE SE DESPRENDE QUE PODRÓA VALERSE DE CLAVES DEL lRMAMENTO PARA NAVEGAR #ON TAN ASOMBROSO VIAJE LA HEM BRA BATIØ LAS MARCAS CONOCIDAS DE VELOCIDAD EN LARGAS DISTANCIAS PARA ANIMALES MARINOS 5N DESPLAZAMIENTO ASÓ INDUCE A PENSAR QUE QUIZÈ SE CRUCEN POBLACIONES MUY DISTANTES DE TIBURONES BLANCOS 4AMBIÏN HA HECHO TEMER QUE RESULTE MÈS DIFÓCIL SALVAR A ESTA ESPECIE EN PELIGRO DE EXTINCIØN SI BIEN LAS LEYES NACIONALES LA PROTEGEN DE LA PESCA EN LAS RESPECTIVAS AGUAS JURISDICCIONA LES EN AGUAS INTERNACIONALES ES VULNERABLE 0HILIP 9AM
Nicole, hembra de tiburón blanco denominada así en honor de Nicole Kidman, ha establecido un récord de velocidad de larga distancia para animales marinos.
FISICA
SIDA
%
z(
Movimiento browniano N UN ARTÓCULO DE ESTE MES SE EXPLICA LA FUNDAMENTAL CON TRIBUCIØN DE %INSTEIN A LA EXPLICACIØN DEL MOVIMIENTO BROWNIANO LAS PARTÓCULAS SUSPENDIDAS EN UN mUIDO TIEMBLAN POR LOS IMPACTOS DE LAS MOLÏCULAS DEL mUIDO 0ERO SI SU IDEA BÈSICA SIGUE ESTANDO VIGENTE EL CONOCIMIENTO DE LOS DETA LLES NO SE HA DETENIDO %INSTEIN SUPUSO QUE EL MOVIMIENTO BROWNIANO ERA COMPLETAMENTE ALEATORIO 3E VENÓA DEFENDIENDO QUE LA INERCIA DEL mUIDO LLEVA A QUE LAS TRAYECTORIAS DE LAS PARTÓCULAS RESULTEN MÈS PREDECIBLES DE LO QUE CORRESPONDERÓA A SI SØLO OBEDECIESEN AL AZAR 5N EXPERIMENTO LO HA CONlR MADO 0ARA ELLO SE HA SEGUIDO CON LÈSERES EL MOVIMIENTO DE ESFERAS DE VIDRIO Y DE PLÈSTICO DE UNA MICRA DE DIÈMETRO A INTERVALOS DE MICROSEGUNDOS Y A LA ESCALA DE LOS NANØMETROS %STE CONOCIMIENTO MÈS PRECISO DEL MOVIMIENTO DE LAS PARTÓCU LAS EN UN mUIDO TENDRÈ GRAN IMPORTANCIA PARA EL ESTUDIO DE LA DINÈMICA CELULAR Y LA CONSTRUCCIØN DE NANOESTRUCTURAS #HARLES 1 #HOI
HIV debilitado A PERDIDO VIRULENCIA EL VIRUS DEL SIDA 4AL PARECE 3E EXTRAJO 6)( DE PACIENTES QUE NO HABÓAN RECIBIDO TRATAMIENTO LAS MUESTRAS IBAN DE A Y DE A 4RAS INOCULAR EL VIRUS EN SANGRE Y CÏLULAS INMUNITARIAS HUMANAS SE OBSERVØ QUE EL 6)( VIEJO SE REPRODUCÓA BASTANTE MEJOR QUE EL PROCEDENTE DE MUESTRAS MÈS RECIENTES TAMBIÏN PARECÓA MENOS SENSIBLE A LOS ANTIRRETROVIRALES %S POSIBLE QUE 6)( LA CEPA MÈS COMÞN DEL VIRUS EN TODO EL MUNDO SE HAYA ESTADO ADAPTANDO A LOS SERES HUMANOS A MEDIDA QUE PASABA DE UN INDIVIDUO A OTRO Y HAYA PERDIDO VIRULENCIA PARA PROLONGAR SU SUPERVIVENCIA EN EL HOSPEDADOR 5NO DE LOS INVESTIGADORES QUE HAN OBTENIDO ESTE RESULTADO AlRMA QUE EL VIRUS PODRÓA DEJAR DE SER LETAL EN O A×OS SIN NUEVOS ESTUDIOS NO SE PUEDE DECIR MÈS SOBRE EL PLAZO EN QUE PODRÓA OCURRIR #HARLES 1 #HOI
Don Quijote en 2002 AT4
,
A !GENCIA %SPACIAL %UROPEA HA ESCOGIDO DOS ASTEROIDES !4 Y -, PARA DECIDIR MÈS ADELANTE EN CUÈL DE LOS DOS RECIBIRÈ EN LA MISIØN $ON 1UIJOTE %L OBJETIVO ES IR ENSAYANDO LA DESVIACIØN DE ASTEROIDES POR SI ALGÞN DÓA HUBIERA QUE ALEJAR UNO DE LA 4IERRA NINGUNO DE LOS DOS ELEGIDOS DE UNOS METROS DE DIÈMETRO SE ACERCARÈ A NUESTRA ØRBITA ,A MISIØN ENVIARÈ DOS NAVES AL ASTEROIDE ELEGIDO 5NA DE ELLAS (IDALGO DE KILOGRA MOS DE PESO SE ESTRELLARÈ CONTRA EL CUERPO CELESTE A UNOS KILØMETROS POR HORA ,A OTRA 3ANCHO LLEVARÈ PARA ENTONCES MEDIO A×O ORBITANDO ALREDEDOR DEL ASTEROIDE /BSERVARÈ SU ØRBITA ANTES Y DESPUÏS DEL CHOQUE Y RECOGERÈ LOS DATOS DE LOS SISMØGRAFOS QUE DEJARÈ SOBRE LA ROCA #HARLES #HOI
En la misión Don Quijote, Hidalgo se estrellará contra un asteroide mientras Sancho observa.
4
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
- -%9%2 -#- ARRIBA %3!$%)-/3 30!#% ABAJO
OBJETOS CERCANOS A LA TIERRA
INGENIERIA GENETICA
El maíz y los transgénicos
5
N ARTÓCULO APARECIDO EN .ATURE EN DESATØ LA POLÏMICA AL AlRMAR QUE CIERTO MAÓZ MO DIlCADO GENÏTICAMENTE HABÓA ACABADO DENTRO DEL ESTADO MEXICANO DE /AXACA DONDE NO DEBERÓA HABER LLEGADO LA GRAMÓNEA TRANSGÏNICA PODRÓA HABER INVADIDO LOS CULTIVOS NATURALES ,A REVISTA SE RETRACTARÓA DEL ARTÓCULO UN A×O DESPUÏS POR NO ESTAR BASADO EN PRUEBAS SUlCIENTES 3IN EMBARGO LA INVESTIGACIØN ULTERIOR DEL GOBIERNO MEXICANO VINO A RESPALDARLO !HORA INVESTIGADORES MEXICANOS Y ESTADOUNIDENSES HAN ANALIZADO UNAS SEMILLAS DE INDIVIDUOS PROCEDEN TES DE PLANTACIONES DE /AXACA %SPERABAN ENCONTRAR UNA FRECUENCIA DE TRANSGÏNICOS DE HASTA UN CINCO O UN DIEZ POR CIENTO PARA SU SORPRESA NO HABÓA NI RASTRO 1UIZÈS EL MAÓZ TRANSGÏNICO NO SOPORTASE EL DURO CLIMA DE LAS MONTA×AS Y LAS CARACTERÓSTICAS DEL SUELO DONDE LA VARIEDAD LOCAL CRECE O TAL VEZ HAYAN TOMADO LOS CAMPESINOS PRECAUCIONES EXTRAORDINARIAS AL SABER QUE PODÓAN INTRODUCIRSE GENES INDESEADOS #HARLES 1 #HOI
Maíz en una tienda de Mérida, Yucatán.
2/"%24 (/,-%3 #ORBIS ARRIBA h&%4!, -)#2/#()-%2)3- ). 4(% -!4%2.!, -/53% "2!).v 0/2 8)!/ 7%) 4!. %4 !, %. 34%- #%,,3 /.,).% $% !'/34/ $% ABAJO
MATERIA BLANDA
Arenas movedizas
3
I SE CAE EN ARENAS MOVEDIZAS SE QUEDA ATRAPADO 3I QUIEN HA CAÓDO SE MUEVE DENTRO DE LAS ARENAS SE HUNDE MÈS 0ERO zSE PUEDE ACABAR COMO EN TANTAS PELÓCULAS SUMERGIDO BAJO LA SUPERlCIE DE LAS ARENAS 3EGÞN UN GRUPO DE INVESTI GADORES DE CENTROS FRANCESES Y HOLANDESES NO ES POSIBLE UN SER HUMANO QUEDARÈ RETENIDO EN LAS ARENAS MOVEDIZAS PERO NO MORIRÈ TRAGADO POR ELLAS %L GRUPO ESTUDIØ ARENAS MOVEDIZAS NATURALES DE UN LAGO SALADO CERCANO A 1OM EN )RÈN Y OTRAS CREADAS EN EL LABORATORIO !MBAS MEZCLAS CONSTABAN DE ARENA ARCILLA Y SAL #UANDO SE SOMETE A TENSIØN LA MEZCLA COMO CUANDO SE INTRODUCE EN ELLA UN CUERPO QUE SE MUEVE EL DELI CADO GEL COLOIDAL ARCILLOSO QUE MANTIENE lRME LA ARENA SE DE SESTABILIZA LA SAL ES FUNDAMENTAL PARA QUE OCURRA TAL COSA Y LA MEZCLA SE LICÞA TANTO MÈS CUANTO MAYOR SEA LA TENSIØN
ES DECIR EL MOVIMIENTO DEL CUERPO INTRODUCIDO #UESTA ESCA PAR DE AHÓ PORQUE SE SEGREGAN UNA FASE ACUOSA Y UNA FASE ARENOSA ÏSTA DENSAMENTE APRETADA VISCOSA ES LA QUE ATRAPA CON MUCHA FUERZA A LA VÓCTIMA %L GRUPO SIMULØ EL MOVIMIENTO DE UN CUERPO EN LAS ARENAS Y MIDIØ CØMO SE HUNDÓAN ENTONCES BOLAS DE ALUMINIO DE DOS MILÓMETROS 0ESE A SER MÈS DENSAS QUE LAS ARENAS EN REPOSO DESCANSABAN SOBRE ELLAS PERO CON UN MOVIMIENTO SUlCIENTEMENTE INTENSO LA LICUEFACCIØN ERA TAN RÈPIDA QUE NO DABA TIEMPO A LA SEDIMENTACIØN DE LA ARENA Y LAS BOLAS SE HUNDÓAN !HORA BIEN RESULTABA IMPOSIBLE HUNDIR BOLAS MENOS DENSAS QUE EL AGUA 9 LA DENSIDAD DEL AGUA VIENE A SER TAMBIÏN LA DENSIDAD DE SERES HUMANOS Y ANIMALES SØLO PUES PODRÈN HUNDIRSE A MEDIAS EN LAS ARENAS PERO NO QUEDAR SUMERGIDOS POR COMPLETO EN ELLAS
NEUROBIOLOGIA
De hijo a madre
,
AS CÏLULAS FETALES PUEDEN ENTRAR EN LA DE LA MAYORÓA DE LOS COMPUESTOS %S SANGRE DE LA MADRE DONDE PERMA PROBABLE QUE LAS CÏLULAS FETALES ENTRASEN NECEN EN EL CASO DE LOS SERES HUMA TAMBIÏN EN CEREBROS DE MACHOS Y DE NOS HASTA A×OS DESPUÏS DEL PARTO HEMBRAS NO PRE×ADAS HABIDA CUENTA DE )GUAL QUE LAS CÏLULAS TRONCALES MADURAN QUE NO PARECE HABER GRANDES DIFERENCIAS EN CÏLULAS DE DISTINTOS TIPOS %N UN ENTRE SUS BARRERAS DE CAPILARES Y LAS DE LABORATORIO DE 3INGAPUR LOS INVESTIGA LAS HEMBRAS PRE×ADAS $E AHÓ LA ESPE DORES HAN APAREADO HEMBRAS DE RATØN RANZA DE ENCONTRAR LA FORMA DE TRATAR NORMALES CON MACHOS TRANSGÏNICOS ENFERMEDADES CEREBRALES CON CÏLULAS PARA QUE EXPRESASEN UNA PROTEÓNA CON FETALES O DEL CORDØN UMBILICAL SIN TENER FLUORESCENCIA VERDE (ALLARON CÏLULAS QUE TREPANAR EL CRÈNEO TAN SØLO CON FETALES VERDES EN LOS CEREBROS MATERNOS INYECCIONES INTRAVENOSAS 3E IGNORA CON HASTA UNA DE CADA MIL INCLUSO UNA DE TODO SI LAS CÏLULAS QUE DEBERÓAN LLEGAR CADA CIEN !LLÓ LAS CÏLULAS FETALES SE AL CEREBRO NO SE INJERTARÓAN TAMBIÏN EN TRANSFORMARON EN CÏLULAS QUE PODRÓAN SER OTROS ØRGANOS NI SI ESO SERÓA UN PROBLE Las células fetales (verde) de ratón pueden MA 3E DESCONOCE TAMBIÏN SI LAS CÏLULAS NEURONAS EN ASTROCITOS QUE ALIMENTAN A LAS NEURONAS EN OLIGODENDROCITOS abrirse paso por la barrera hematoencefálica FETALES ENTRARÓAN EN UN CEREBRO HUMANO QUE LAS AISLAN Y EN MACRØFAGOS QUE CON LA MISMA FACILIDAD %L EQUIPO DE hasta el cerebro de la madre. Los núcleos INGIEREN GÏRMENES Y CÏLULAS DA×ADAS 3INGAPUR PLANEA ABORDAR TEJIDO CEREBRAL neuronales están teñidos de rojo. #UANDO SE LESIONARON QUÓMICAMENTE LOS POSTMORTEM PROCEDENTE DE MADRES CON HIJOS VARONES ,A PRESENCIA DEL CROMOSO CEREBROS EL NÞMERO DE CÏLULAS FETALES MA 9 EN EL TEJIDO DEMOSTRARÓA QUE EL FENØMENO OCURRE TAMBIÏN QUE MIGRARON A LAS ZONAS DETERIORADAS SEXTUPLICØ EL QUE IBA A EN LOS HUMANOS OTRAS PARTES .O SE SABE CØMO ATRAVIESAN LA BARRERA HEMATO #HARLES 1 #HOI ENCEFÈLICA QUE RODEA EL CEREBRO E IMPIDE LA ENTRADA EN ÏSTE
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Las hermosas configuraciones de las galaxias trascienden la estética al resultar esenciales para su crecimiento y evolución Françoise Combes
1. LA MAYORIA DE LAS GALAXIAS ESPIRALES, como la galaxia NGC 1097 (arriba), presentan un rectángulo central, o “barra”, de estrellas. Otras no, como Messier 51 (página contigua). Ambos tipos de galaxias espirales están formados por un disco plano y en rotación de estrellas, gas y polvo. Las barras y los brazos son las regiones más densas. A pesar de los avances recientes, la naturaleza y el origen de estas estructuras siguen sin estar claros.
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
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.!3! !'%.#)! %30!#)!, %52/0%! 34%6%. "%#+7)4( )NSTITUTO DE #IENCIAS DEL 4ELESCOPIO %SPACIAL 9 (5"",% (%2)4!'% 4%!- IZQUIERDA 34%6% ,%% 9 $!6)$ -!,). /BSER VATORIO !NGLO !USTRALIANO DERECHA
Ondas en el océano galáctico
LA BARRA DE LA VIA LACTEA 3E CREÓA QUE NUESTRA GALAXIA PERTENECÓA A LA CATEGORÓA DE LAS GALAXIAS ESPIRALES PURAS PERO HOY SABEMOS QUE ES UNA GALAXIA BARRADA %N LA IMAGEN SUPERIOR OBTENIDA POR EL PROYECTO CARTOGRÈlCO INFRARROJO -!33 SE OBSERVA A LA 6ÓA ,ÈCTEA DE CANTO %L NÞCLEO GALÈCTICO ESTÈ EN EL CENTRO Y LOS COLORES REPRESENTAN LA INTENSI DAD DE LA LUZ EN TRES LONGITUDES DE ONDA DEL INFRARROJO CERCANO ,A GALAXIA ES MÈS GRUESA DE LO ESPERADO Y EL NÞCLEO MÈS EXTENSO Y ANCHO A LA IZQUIERDA QUE A LA DERECHA %STOS RASGOS NOS REMITEN A UNA BARRA GIRADA DE A GRADOS CON RES PECTO A LA VISUAL DEL CENTRO GALÈCTICO TAL Y COMO SE MUESTRA EN EL DIBUJO ABAJO
"RAZO DE 3AGITARIO
"ARRA
"RAZO DE /RIØN "RAZO DE 0ERSEO
"RAZO DEL #ISNE
3OL
SIMONIA QUE SØLO PERCIBIMOS UNA IMA GEN CONGELADA CORRESPONDIENTE A UN INSTANTE DE SUS MUTACIONES %SAS ONDAS FUERON UNA DE LAS MANIFESTACIONES DE UN TEMA REPETIDO EN LA ASTRONOMÓA DEL DECENIO PASADO LA ASIMILACIØN DE QUE CIERTAS PROPIEDADES DE LAS GALAXIAS QUE PARECÓAN INMUTABLES ASÓ SU ESTRUC TURA SUFREN GRANDES CAMBIOS CON EL TIEMPO %L PROCESO DE METAMORFOSIS MEJOR CONOCIDO ES EL CANIBALISMO GA
LÈCTICO EN VIRTUD DEL MISMO LA FUSIØN CON UNA GALAXIA VECINA PUEDE CONVER TIR UNA ORDENADA Y TRANQUILA GALAXIA ESPIRAL EN UNA GALAXIA ELÓPTICA SIN ESTRUCTURA DONDE LAS ESTRELLAS COMO LAS ABEJAS EN SU COLMENA SE MUEVEN DE MANERA DESORDENADA #RECE SIN EMBARGO EL CONVENCIMIENTO DE QUE LAS ONDAS INTERNAS DESEMPE×EN UNA IMPORTANCIA MAYOR EN LA EVOLUCIØN DE LAS GALAXIAS
Resumen/Ondas galácticas
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$ESDE LOS A×OS SESENTA SE SABE QUE LAS CONFORMA CIONES ESPIRALES DE LAS GALAXIAS NO SON ESTRUCTURAS lJAS SINO OSCILACIONES TRANSITORIAS DE LA DENSIDAD DEL MATERIAL ,AS ESTRELLAS Y LAS NUBES DE GAS SE AGRUPAN Y SEPARAN ARRASTRADAS POR LA COREOGRAFÓA ORBITAL QUE ELLAS MISMAS CREAN COMO SI TRAS ARROJARSE UNA PIEDRA CØSMICA A LA GALAXIA SE HUBIESEN GENERADO ONDAS DE MOVIMIENTO LENTO (ASTA HACE MUY POCO TIEMPO SE DESCONOCÓA LA RAZØN DE ASPECTOS CRUCIALES DE ESTAS ONDAS POR EJEMPLO EL PORQUÏ DE LOS NÞMEROS RELATIVOS DE GALAXIAS CON
UNA U OTRA FORMA %L INGREDIENTE NECESARIO QUE NO SE HABÓA TENIDO EN CUENTA EN LOS MODELOS ERA EL GAS INTERESTELAR QUE EJERCE UN EFECTO DESPROPORCIONADO PARA SU MASA ,AS ONDAS TRANSPORTAN MOMENTO ANGULAR Y DAN ASÓ A LA MATERIA LA OPORTUNIDAD DE AGRUPARSE EN EL MEDIO DE LA GALAXIA EL AGUJERO NEGRO DEL CENTRO SERÓA UNO DE LOS BENElCIARIOS ,AS ONDAS SIGUEN UN CICLO QUE VA CAMBIANDO LA ESTRUCTURA DE LA GALAXIA %STOS DESCUBRI MIENTOS TEØRICOS ESTÈN RECIBIENDO EL RESPALDO DE OB SERVACIONES DE GALAXIAS TANTO LEJANAS COMO PRØXIMAS
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
-!33* #!20%.4%2 4 ( *!22%44 9 2 (524 ARRIBA $/. $)8/. ABAJO
P
OCOS OBJETOS MÈS BELLOS HA BRÈ EN LOS CIELOS QUE LAS GA LAXIAS ESPIRALES 5N EJEMPLO CLÈSICO ES LA GALAXIA -ESSIER QUE TANTO SE PARECE A UN CICLØN GIGANTE UNO DE SUS PRIMEROS NOMBRES FUE hREMOLINOv ,AS ESTRELLAS MÈS BRILLANTES DE ESTA GALAXIA ESTÈN CONlNADAS EN SUS hBRAZOSv COMO PER LAS DE UN COLLAR QUE GIRASE EN ESPIRAL ALREDEDOR DE UNA GEMA %NTREVERADAS EN ESAS SARTAS DE ESTRELLAS SE EXTIENDEN OSCURAS FAJAS DE POLVO QUE DESCUBREN EL GAS INTERESTELAR DEL QUE NACEN LAS ESTRELLAS !UNQUE EN -ESSIER Y EN MUCHAS OTRAS GALAXIAS LA ESPIRAL NACE DE UNA AGLOMERACIØN CENTRAL ESFÏRICA DE ESTRELLAS EN LA MAYORÓA DE LAS GALAXIAS ESPIRALES ARRANCA DE UNA BARRA DE UN LARGO RECTÈNGULO LUMINO SO DE ESTRELLAS 5NA GALAXIA BARRADA SE PARECE A LOS ASPERSORES GIRATORIOS QUE RIEGAN EL CÏSPED DONDE EL AGUA mUYE POR UN TUBO RECTO EMERGE EN ÈNGULO RECTO Y SE GIRA ENTORNO 3UELE CREERSE QUE NUESTRA GALAXIA LA 6ÓA ,ÈCTEA ES UNA ESPIRAL PURA PERO AHORA SABEMOS QUE SE TRATA DE UNA GALAXIA BARRADA ,A PRUEBA EN UN PRINCIPIO INDIRECTA FUE CONFORMÈNDO SE A PARTIR DE LAS ESTRELLAS Y EL GAS QUE HAY EN MEDIO DE LA GALAXIA NO SIGUEN LAS ØRBITAS QUE LES CORRES PONDERÓAN SI EL MODELO ESPIRAL LLEGASE HASTA EL NÞCLEO MISMO DE LA GALAXIA ,AS EXPLORACIONES MÈS RECIENTES DEL lRMAMENTO EN LUZ INFRARROJA CERCA NA QUE ATRAVIESA LAS NUBES DE POLVO QUE IMPIDEN VER EL CENTRO GALÈCTICO HAN OBSERVADO LA BARRA DIRECTAMENTE ELIMINANDO CUALQUIER DUDA ,AS BARRAS Y LAS ESPIRALES PODRÓAN PARECER FORMAS PERENNES COMO UN SØ LIDO MOLINETE PERO EN REALIDAD SON DINÈMICAS ONDAS QUE BARREN EL DISCO DE ESTRELLAS GAS Y POLVO Y A MENUDO REDISTRIBUYEN CON VIOLENCIA EL MATE RIAL %VOLUCIONAN AUNQUE CON TAL PAR
!,)3/. +%.$!,,
Discos flexibles
4ODAS LAS GALAXIAS ESPIRALES BARRADAS O NO ROTAN LAS ESTRELLAS GIRAN REGU LARMENTE ALREDEDOR DEL CENTRO 0ERO NO ROTAN COMO UN SØLIDO RÓGIDO ,AS ESTRELLAS NO SE MUEVEN TODAS AL UNÓ SONO %N LA 6ÓA ,ÈCTEA LAS INTERIORES HAN GIRADO ALREDEDOR DEL CENTRO MILES DE VECES DURANTE LOS ÞLTIMOS CINCO MIL MILLONES DE A×OS MIENTRAS QUE EL 3OL ALOJADO EN MEDIO DEL DISCO HA COMPLETADO SØLO UNAS VUELTAS %STA ROTACIØN VARIABLE ES INCOMPATI BLE CON QUE BARRAS Y ESPIRALES CONS TITUYAN ESTRUCTURAS RÓGIDAS 3I FUESEN RÓGIDAS SE ENROSCARÓAN RÈPIDAMEN TE ALREDEDOR DEL CENTRO DEL MISMO MODO QUE UNA CUERDA ALREDEDOR DE UN TORNO $URANTE MUCHOS A×OS LOS ASTRØNO MOS SE HAN PREGUNTADO CØMO SE MAN TIENE LA ESTRUCTURA ESPIRAL %N LOS A×OS SESENTA EL MISTERIO SE RESOLVIØ PARCIAL MENTE CON LA TEORÓA DE LAS ONDAS DE DENSIDAD DE #HIA #HIAO ,IN Y &RANK 3HU AMBOS DEL )NSTITUTO 4ECNOLØGICO DE -ASSACHUSETTS 3EGÞN ESA TEORÓA LAS BARRAS Y LOS BRAZOS ESPIRALES SON LAS hCRESTASv DE LAS ONDAS DE DENSIDAD DONDE LAS ESTRELLAS SE AGOLPAN TEM PORALMENTE COMO SI SE TRATARA DE UN ATASCO CØSMICO ,AS ESTRELLAS ENTRAN Y SALEN DE LA ONDA IGUAL QUE LOS COCHES ENTRAN Y SALEN DEL ATASCO ,A ONDA ESPIRAL MISMA SE DEBE A LA ALINEACIØN DE LAS ØRBITAS ESTELARES ,A ØRBITA DE UNA ESTRELLA EN UNA GA LAXIA NO SE PARECE A LA ØRBITA DE UN PLANETA ALREDEDOR DEL 3OL O DE UN SA TÏLITE EN TORNO A LA 4IERRA PORQUE LA GALAXIA NO ESTÈ DOMINADA POR UN CUER PO CENTRAL 3I BIEN MUCHAS GALAXIAS POSEEN UN AGUJERO NEGRO CENTRAL ÏSTE REPRESENTA SØLO UNA PEQUE×A FRACCIØN DE LA MASA GALÈCTICA %N GENERAL LA PARTE MAYOR DE LA MASA GALÈCTICA SE REPARTE EN UN BULBO CENTRAL EXTENSO EL CENTRO DE LA GALAXIA NO EQUIVALE A UNA MASA PUNTUAL 0OR ELLO LAS ES TRELLAS TRAZAN UNA ESPECIE DE ROSETØN ESPIRAL COMO LOS QUE SE DIBUJAN CON UN ESPIRØGRAFO UNA ELIPSE QUE NO SE CIERRA SOBRE SÓ MISMA SINO QUE SE DESPLAZA CADA VEZ QUE LA ESTRELLA COMPLETA UNA REVOLUCIØN %L 3OL POR EJEMPLO NECESITA UNOS MILLONES DE A×OS PARA RECORRER SU ØRBITA ELÓP TICA $URANTE ESE TIEMPO LA ØRBITA SE DESPLAZA PRECESIONA UNOS GRADOS POR TANTO LA ELIPSE DEL 3OL COMPLETA UNA ROTACIØN COMPLETA UNA VEZ CADA MILLONES DE A×OS INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
ORDENACION DE LAS ORBITAS ,AS BARRAS Y LAS ESTRUCTURAS ESPIRALES REPRESENTAN ONDAS QUE ATRAVIESAN LA GA LAXIA #UANDO UN FRENTE DE ONDA ENTRA EN UNA REGIØN LAS ESTRELLAS SE APROXIMAN UNAS A OTRAS CUANDO LA ONDA SE ALEJA SE SEPARAN DE NUEVO ,A ONDA NO EMPUJA DIRECTAMENTE A LAS ESTRELLAS SØLO CONCIERTA CON SUTILEZA SUS ØRBITAS
2/3%4/.%3 $% /2")4!3 DESCRITOS POR ESTRELLAS SOMETIDAS AL COMPLEJO CAMPO GRAVITATORIO DE LA GALAXIA 5NA ESTRELLA SE MUEVE ALREDEDOR DE UNA GALAXIA EN UNA ELIPSE PERO LA PROPIA ELIPSE TAMBIÏN SE DESPLAZA %STE SEGUNDO MOVIMIENTO CONSTITUYE LA MA TERIA PRIMA DE LAS ONDAS GALÈCTICAS
./ %8)34% -/6)-)%.4/ /.$5,!4/2)/ CUANDO LAS ØRBITAS SE ORIENTAN ALEATORIAMENTE 0OR SIMPLICIDAD ESTA l GURA PRESENTA SØLO UNA MUESTRA DE ØRBITAS LAS QUE APARECEN CERRADAS CUANDO SE LAS OBSERVA DESDE UN SISTE MA DE REFERENCIA EN ROTACIØN
,! /.$! "!22!$! APARECE CUANDO SE ALINEAN LAS ØRBITAS ,A GRAVEDAD HACE QUE LAS ELIPSES SE MUEVAN AL UNÓSONO MANTENIENDO SU ALINEAMIEN TO %L FRENTE DE ONDA ES LA REGIØN DE MAYOR DENSIDAD ESTELAR A LO LARGO DEL EJE MAYOR DE LA ELIPSE
,! /.$! %30)2!, APARECE CUANDO LAS ELIPSES SE MUEVEN AL UNÓSONO PERO NO ESTÈN PERFECTAMENTE ALINEADAS CADA ELIPSE SE HALLA LIGERAMENTE LADEADA CON RESPECTO A SUS VECINAS ,A DENSIDAD DE ESTRELLAS ES MAYOR ALLÓ DONDE LAS ELIPSES SE AMONTONAN
,! %30)2!, "!22!$! SURGE CUANDO LAS ØRBITAS CERCANAS AL NÞCLEO DE LA GALAXIA ESTÈN ALINEADAS PERO LAS MÈS ALEJADAS SE LADEAN
9
#UANDO LAS ELIPSES DE LAS ESTRELLAS GIRAN A VELOCIDADES MUY DIFERENTES LA GALAXIA NO PRESENTA ESTRUCTURA ONDULA TORIA ,AS ESTRELLAS PASAN CERCA UNAS DE OTRAS ALEATORIAMENTE PARA ALEJAR SE MUY PRONTO A LA MANERA EN QUE LOS AUTOMØVILES SE AGOLPAN EN ALGÞN INSTANTE INCLUSO EN UNA AUTOPISTA DE CIRCULACIØN mUIDA 3E PRODUCE LA ONDA CUANDO MUCHAS ELIPSES SI NO TODAS ROTAN A LA MISMA VELOCIDAD %N UNA BA RRA LAS ELIPSES ESTÈN ALINEADAS Y GIRAN DE MANERA CONCERTADA GENERANDO UNA REGIØN DE MAYOR DENSIDAD A LO LARGO DEL EJE MAYOR %N LA ONDA ESPIRAL LAS ØRBITAS SE DESALINEAN PROGRESIVAMENTE POR LO QUE LA REGIØN DE MAYOR DENSI DAD SE CURVA Y CREA UNA ESPIRAL
%N RESUMEN LAS ØRBITAS ESTELARES SE PUEDEN MOVER AL UNÓSONO AUNQUE NO SE COMPORTEN ASÓ LAS ESTRELLAS MIS MAS z0OR QUÏ SE SINCRONIZAN LAS ELIP SES %N VIRTUD DE UNA INESTABILIDAD GRAVITATORIA ESPONTÈNEA 0UESTO QUE LA GRAVEDAD EN ESTOS SISTEMAS NO ES UNA FUERZA EXTERNA lJA SINO EL PRODUCTO DE LAS PROPIAS ESTRELLAS LAS ONDAS SE PUEDEN RETROALIMENTAR %L PROCESO COMIENZA CUANDO LAS ØRBITAS ESTELARES SE ALINEAN POR CASUALIDAD !MPLIl CADA POR LA PROXIMIDAD LA GRAVEDAD DE LAS ESTRELLAS MODIlCA LA VELOCIDAD DE ROTACIØN DE LAS ELIPSES ,AS MÈS RÈPIDAS SE FRENAN Y LAS MÈS LENTAS SE ACELERAN HASTA QUE SE ALCANZA UNA SINCRONIZACIØN #UANDO UNA ESTRELLA
PENETRA EN LA ONDA LA GRAVEDAD LA ATRAPA SØLO TEMPORALMENTE PASADO UN TIEMPO QUEDA LIBRE Y SALE DE LA ONDA ,AS ESTRELLAS QUE ENTRAN POR EL OTRO LADO DE LA ONDA ASEGURAN LA SUPERVIVENCIA DE LA ESTRUCTURA ,OS BRAZOS DE UNA GALAXIA ESPIRAL CONSIS TEN EN UNA DENSIDAD LOCAL DE ESTRELLAS MÈS ALTA DEBIDA A LA ALINEACIØN DE LAS ØRBITAS ESTELARES
El gas y las ondas
%N LAS REGIONES INTERIORES DE UNA GALAXIA LAS ESTRELLAS SE MUEVEN MÈS DEPRISA QUE LA ONDA Y POR TANTO LA ALCANZAN EN LAS REGIONES EXTERNAS LAS ESTRELLAS SON MÈS LENTAS POR LO QUE ES LA ONDA LA QUE SE APROXIMA POR DETRÈS
ANATOMIA DE UNA ONDA ,AS BARRAS Y LOS BRAZOS ESPIRALES RECUERDAN A LA OLA QUE RECORRE UN ESTADIO #UANDO EL FRENTE DE ONDA LOS ALCANZA LOS ESPECTA DORES ACTÞAN DE MANERA COORDINADA SE LEVANTAN Y SIENTAN A LA VEZ ,AS ØRBITAS ESTELARES DE UNA GALAXIA SE DISPONEN DE MANERA QUE ACERCAN LAS ESTRELLAS ,AS ONDAS GALÈCTICAS PRESENTAN LA COMPLICACIØN ADICIONAL DE QUE LAS ESTRELLAS TAMBIÏN SE MUEVEN
%
,! 6%,/#)$!$ !.'5,!2 DE LA ONDA ES CONSTANTE EN TODA LA GALAXIA MIENTRAS QUE LA VELOCIDAD ORBITAL DE LAS ESTRELLAS DISMINU YE CON LA DISTANCIA AL CENTRO ,AS DOS VELOCIDADES SON IDÏNTICAS EN EL CÓRCULO DE CORROTACIØN ,AS ØRBITAS DE LAS ESTRELLAS NO ESTÈN lJAS EN EL ESPACIO TAMBIÏN GIRAN !LLÓ DONDE EL RITMO DE ROTACIØN IGUALA A LA VELOCIDAD DE LA ONDA SE ENCUENTRAN LAS RESONANCIAS DE ,INDBLAD 0ARA MAYOR CLARIDAD LA GRÈlCA MUESTRA SØLO UNA RESONANCIA
10
#ÓRCULO DE CORROTACIØN
&
2ESONANCIA INTERIOR DE ,INDBLAD
$ &
&
2ESONANCIA EXTERIOR DE ,INDBLAD
,A ONDA SE MUEVE EN EL SENTIDO DE LAS AGUJAS DEL RELOJ DE ABAJO ARRIBA Y DE DERECHA A IZQUIERDA EN ESTE RECUADRO 4AMBIÏN LAS ESTRELLAS
,AS ESTRELLAS INTERIORES NARANJA SE MUEVEN MÈS DEPRISA QUE LA ONDA LAS ESTRELLAS EXTERIORES AZUL MÈS DESPACIO
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
$/. $)8/. ILUSTRACIONES !,)3/. +%.$!,, GRÈFICA
%
,/3 "2!:/3 %30)2!,%3 SON UNA ONDA CAPTADA EN UN INSTANTE DE TIEMPO %N ESTE EJEMPLO LA ONDA SE PROPAGA EN EL SENTIDO DE LAS AGUJAS DEL RELOJ ,AS ESTRELLAS TAM BIÏN SE DESPLAZAN EN EL MISMO SENTIDO PERO A UNA VELOCIDAD DISTINTA RECUADROS ,AS ESTRELLAS DE LAS REGIONES INTERIORES SE MUEVEN MÈS RÈPIDO QUE LA ONDA !LCANZAN A LA ONDA SE UNEN A ELLA DURANTE UN CIERTO PERÓODO DE TIEMPO Y TERMINAN POR ABANDONARLA ,AS ESTRELLAS DE LAS REGIONES EXTERIORES DE LA GALAXIA EN CAMBIO SON MÈS LENTAS QUE LA ONDA QUE LAS ALCANZA POR DETRÈS Y ACABA POR SUPERARLAS %L CÓRCULO DE CORROTACIØN DElNE LA FRONTERA ENTRE LAS DOS REGIONES ,A LONGITUD DE LOS BRAZOS ESPIRALES VIENE lJADA POR OTROS DOS CÓRCULOS QUE MARCAN LAS POSICIONES DE LAS RESONANCIAS DE ,INDBLAD DONDE LA ONDA Y LAS ESTRELLAS SE MUEVEN EN FASE
$/. $)8/.
%N MEDIO EXISTE UN CÓRCULO DE CORRO TACIØN DONDE LA ONDA ACOMPA×A A LAS ESTRELLAS A LA MISMA VELOCIDAD !DEMÈS DEL CÓRCULO DE CORROTACIØN HAY OTRAS DOS REGIONES ESPECIALES EN EL DISCO UNA EN SU INTERIOR Y OTRA EN EL EXTERIOR 3E TRATA DE LAS RESONANCIAS DE ,INDBLAD ASÓ LLAMADAS EN HONOR DE SU DESCUBRIDOR "ERTIL ,INDBLAD ,AS ESTRELLAS QUE ORBITAN EN ESTAS REGIONES TIENEN UNA CIERTA SINCRONIZACIØN CON LA ONDA CADA VEZ QUE ALCANZAN A LA ONDA O ÏSTA LES DA ALCANCE A ELLAS SE ENCUENTRAN EN DETERMINADO PUNTO DE SUS ØRBITAS %STA COINCIDENCIA REFUERZA EL SUAVE EMPUJE EJERCIDO POR LA ONDA SOBRE LA ESTRELLA ,AS RESONANCIAS DE ,INDBLAD Y OTRAS RESONANCIAS DESEM PE×AN UNA FUNCIØN IMPORTANTE EN LA FORMA DE LAS ØRBITAS Y EN LA DELI MITACIØN DE LAS ONDAS DE DENSIDAD 0ROCESOS SIMILARES CONSTITUYEN LOS ANILLOS PLANETARIOS ,A TEORÓA DE LAS ONDAS DE DENSIDAD EXPLICA POR QUÏ SUBSISTEN LAS ESTRUCTU RAS ESPIRALES Y LAS BARRAS 0ERO POCO DESPUÏS DE QUE ,IN Y 3HU LA PRO PUSIERAN EMPEZØ A TENER PROBLEMAS !LAR 4OOMRE DEL )NSTITUTO 4ECNOLØ GICO DE -ASSACHUSETTS OBSERVØ QUE LAS ONDAS DE DENSIDAD PIERDEN ENERGÓA AL PRODUCIR ONDAS DE CHOQUE EN EL MEDIO INTERESTELAR !LGO DEBE REVI TALIZARLAS %N UN PRINCIPIO SE PENSØ QUE PODRÓAN ACTUAR PROPAGACIONES DE ONDAS MÈS COMPLEJAS %N LUGAR DE UNA ÞNICA ONDA BARRIENDO LA GALAXIA MU CHAS ONDAS PODRÓAN DESPLAZARSE HACIA DENTRO Y HACIA FUERA %L CÓRCULO DE CORROTACIØN HARÓA DE INTERFAZ QUE LO MISMO REmEJARÓA QUE TRANSMITIRÓA LAS ONDAS Y PROPICIARÓA QUE ÏSTAS GANA SEN ENERGÓA A EXPENSAS DE LA ENERGÓA ROTACIONAL GLOBAL DE LA GALAXIA ,AS ONDAS SE AMPLIlCARÓAN AL PROPAGARSE POR LA REGIØN CENTRAL CONVERTIDA EN UNA CÈMARA RESONANTE CØSMICA !UNQUE ESTE MECANISMO COMPLEJO DE AMPLIlCACIØN Y REmEXIØN DE LAS ONDAS PARECÓA UNA HIPØTESIS VEROSÓMIL PERO LAS ECUACIONES RESULTABAN DEMA SIADO COMPLICADAS PARA SOLUCIONARLAS CON EXACTITUD EXCEPTO SI SE APLICABAN APROXIMACIONES DRÈSTICAS 3E RECURRIØ A EFECTUAR SIMULACIONES NUMÏRICAS POR ORDENADOR TAREA NADA FÈCIL EN AQUELLA ÏPOCA EN QUE SE UTILIZABAN TARJETAS PERFORADAS ,OS PRIMEROS CÈLCULOS APUNTARON A QUE LA EXISTENCIA DE UN COMPLEJO ONDULATORIO LEJOS DE PRESER VAR LA ESTRUCTURA ESPIRAL ACELERABA SU DESTRUCCIØN 3E DESARROLLARÓA PRIMERO INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
EL GAS Y LAS ESTRELLAS ,AS ONDAS GALÈCTICAS RESULTAN UN PROCESO ESENCIAL PARA LA REDISTRIBUCIØN DEL GAS INTERESTELAR DENTRO DE LA GALAXIA Y POR LO TANTO PARA QUE SE FORMEN ESTRELLAS ,A CLAVE DEL PROCESO RESIDE EN EL DIFERENTE MODO EN QUE ESTRELLAS Y NUBES DE GAS RESPONDEN A LA ONDA 3) 5.! %342%,,! 9 5.! .5"% EMPIEZAN EN ØRBITAS SIMILARES LA ESTRELLA SEGUIRÈ SU CAMINO PERO LA NUBE EN VIRTUD DE SU GRAN TAMA×O NO PODRÈ EVITAR ENCON TRARSE CON OTRAS NUBES PERDER CON ELLO ENERGÓA Y TRASLADARSE A UNA ØRBITA MÈS PEQUE×A 0OR ESO UNA ONDA GALÈCTICA NO PUEDE COLOCAR A LAS ESTRELLAS Y NUBES DE GAS EN PERFECTA SINCRONÓA
,A ESTRELLA Y LA NUBE PIERDEN LA SINCRONIZACIØN
.UBES DE GAS %STRELLA
&RENTE DE ONDA
.UBE DE GAS QUE GIRA HACIA DENTRO
#ÓRCULO DE CORROTACIØN
%, $%3%15),)"2)/ %.42% ,!3 &5%2:!3 RESULTADO DE LA FALTA DE SINCRONIZACIØN ENTRE NUBES Y ESTRE LLAS PROVOCA UNA TENDENCIA A GIRAR EN LAS NUBES 5NA NUBE INTERIOR AL CÓRCULO DE CORROTACIØN SE MUEVE MÈS DEPRISA QUE LAS ESTRELLAS DE LA BARRA CENTRAL PERO LA GRAVEDAD DE ÏSTAS LA ATRAE LE ROBA ENERGÓA ORBI TAL Y MOMENTO ANGULAR Y PROVOCA SU CAÓDA HACIA DENTRO 5NA NUBE EXTERIOR AL CÓRCULO ES ATRAÓDA HACIA FUERA LO QUE LE A×ADE ENERGÓA ORBITAL Y MOMENTO ANGULAR SIENDO ARRASTRADA A UNA ØRBITA MAYOR
.UBE DE GAS QUE GIRA HACIA FUERA
UNA ESTRUCTURA ESPIRAL PERO DECAERÓA CON RAPIDEZ DEJANDO TRAS DE SÓ UNA BARRA ,OS TEØRICOS NO HALLARON NINGU NA FORMA DE QUE NO SE CREARA LA BARRA SIN ENTRAR EN CONTRADICCIØN CON LAS OBSERVACIONES Y POR TANTO NO PUDIE RON EXPLICAR LA EXISTENCIA DE GALAXIAS QUE CARECEN DE ESA ESTRUCTURA %STA SITUACIØN INSATISFACTORIA CAM BIØ POR COMPLETO EN LOS A×OS OCHENTA Y NOVENTA AL INCLUIR MIS COLABORADORES Y YO OTRO INGREDIENTE EN LAS SIMULACIO NES EL GAS 0UESTO QUE EL GAS REPRE SENTA SØLO UNAS CENTÏSIMAS DE LA MASA TOTAL DE LAS GALAXIAS ESPIRALES LOS MO DELADORES LO HABÓAN DESPRECIADO CON EL lN DE HACER LAS SIMULACIONES MÈS MANEJABLES 0ERO EL GAS DESEMPE×A UN PAPEL DINÈMICO DESPROPORCIONADO ,AS NUBES DE GAS INTERESTELAR CHOCAN CON FRECUENCIA Y CONVIERTEN SU ENER GÓA CINÏTICA EN ONDAS DE CHOQUE Y EN RADIACIØN #ON SU VELOCIDAD ASÓ ATEM
PERADA LAS NUBES SON MÈS PROPENSAS A LAS INESTABILIDADES ONDULATORIAS ,AS ESTRELLAS POR EL CONTRARIO CASI NUNCA COLISIONAN POR LO QUE MANTIENEN UN AMPLIO RANGO DE VELOCIDADES RELATIVAS Y OPONEN UNA MAYOR RESISTENCIA AL PASO DE LAS ONDAS %N CUANTO SE INCLUYE GAS LAS SI MULACIONES PROPORCIONAN UNA RICA VARIEDAD DE MORFOLOGÓAS GALÈCTICAS %L PAR EJERCIDO POR LA BARRA ESTELAR ACTÞA A LA MANERA DE UN AGITADOR ENORME QUE PROMUEVE SIN CESAR UNA ESTRUCTURA ESPIRAL EN EL GAS ,A ESPIRAL NO DESAPARECE COMO OCURRÓA EN LAS SIMULACIONES ANTERIORES %S MÈS LAS ONDAS RICAS EN GAS SOLVENTARON OTROS PROBLEMAS DE LA ASTRONOMÓA GALÈCTICA !SÓ EXPLICAN LA PRESENCIA DE LÓNEAS DE POLVO EN EL BORDE ANTERIOR DE LOS BRAZOS ESPIRALES $EBIDO A LAS COLISIO NES EL GAS MEZCLADO CON POLVO NO ESTÈ EN FASE CON LAS ESTRELLAS PIERDE 11
ENERGÓA ORBITAL SE PRECIPITA HACIA EL CENTRO Y ADELANTA A LAS ESTRELLAS EN LOS BRAZOS ESPIRALES VÏASE EL RECUADRO h%L GAS Y LAS ESTRELLASv ,A DISIPACIØN DE ENERGÓA ENVÓA EL GAS HACIA EL CENTRO EN EL PLAZO DE UNAS POCAS ROTACIONES DE LA BARRA ES DECIR EN UNOS MIL MILLONES DE A×OS !LLÓ EL GAS FORMA NUEVAS ESTRELLAS 0OR TANTO LAS ONDAS EXPLICAN EL ALTO Y CONSTANTE RITMO DE FORMACIØN ESTELAR EN LOS CEN TROS GALÈCTICOS 0ODRÓAN INCLUSO RESOL VER EL MISTERIO DE LA ALIMENTACIØN DE LOS AGUJEROS NEGROS CENTRALES !PORTAR MATERIAL A UN AGUJERO NEGRO NO ES TAN SENCILLO COMO PODRÓA IMAGINARSE !UN QUE UNA GALAXIA TIENDE A MINIMIZAR SU ENERGÓA POTENCIAL GRAVITATORIA Y CONCENTRAR LA MASA EN EL CENTRO LA ROTACIØN Y LAS CORRESPONDIENTES FUERZAS
CENTRÓFUGAS CONTRARRESTAN LA GRAVEDAD #UANDO LA MATERIA SE PRECIPITA HACIA EL INTERIOR LA GALAXIA INSTADA POR PARES DE ESCALA GALÈCTICA PIERDE MOMENTO ANGULAR TRANSFERIDO A OTRO PUNTO ,AS BARRAS Y LAS ESPIRALES ACTUARÓAN PRE CISAMENTE ASÓ 3E HA VISTO QUE EL GAS SE PRECIPITA HACIA LOS AGUJEROS NEGROS A GRANDES RÈFAGAS ,AS ONDAS LOS ALIMENTAN EN DOS PASOS 0RIMERO EL GAS DESCIENDE HASTA ALCANZAR UNA RESONANCIA DONDE ENTRA EN FASE CON LA BARRA Y POR LO TANTO PERMANECE INMUNE AL EFECTO DEL PAR EJERCIDO POR ÏSTA %L GAS SE ACUMULA EN UN ANILLO Y DA LUGAR AL NACIMIENTO DE ESTRELLAS %N UN SE GUNDO PASO EL GAS Y LAS ESTRELLAS DEL ANILLO FORMAN SU PROPIA ONDA BARRADA %STA MINIBARRA ARROJA GAS HACIA EL
AGUJERO NEGRO ,AS OBSERVACIONES EN EL INFRARROJO CERCANO DAN A ENTENDER QUE EN NUESTRA GALAXIA EXISTE ESA MI NIBARRA INSERTA EN LA BARRA CENTRAL GIRA MUCHO MÈS DEPRISA ,AS ONDAS NO SØLO DECORAN LA GALAXIA CRECE GRACIAS A ELLAS
Sin barras
3EGÞN LAS SIMULACIONES TRIDIMENSIO NALES LA BARRA NO SØLO IMPULSA MATE RIA LATERALMENTE POR EL DISCO TAMBIÏN LA ELEVA FUERA DE ÏSTE 5NA ESTRELLA PUEDE ENTRAR EN UNA RESONANCIA TAL CON LA ONDA BARRADA QUE SUS OSCILA CIONES VERTICALES Y LOS ENCUENTROS CON LA BARRA SUCEDAN AL MISMO RITMO O MÞLTIPLO DE ÏL ,A BARRA AMPLIl CARÈ ENTONCES LAS OSCILACIONES COMO QUIEN BALANCEA A UN NI×O EN UN COLUMPIO
UNA GALAXIA SE REINVENTA: SIMULACION INFORMATICA 3E CREÓA QUE LAS BARRAS Y LAS ESPIRALES ERAN RASGOS PERMANENTES DE UNA GALAXIA !HORA SE SABE QUE APARECEN Y DESAPARECEN ,OS PROCESOS GRAVITATORIOS QUE PROVOCAN LA DESTRUCCIØN DE LA BARRA VUELVEN DESPUÏS A CREARLA DE NUEVO
,A GALAXIA NACE EN FORMA DE DISCO AMORFO DE ESTRELLAS GAS Y POLVO
-),,/.%3 $% !º/3
,A BARRA HA DESAPARECIDO .ADA RETIENE AL GAS INTERGA LÈCTICO Y CAE EN EL NÞCLEO DE LA GALAXIA
12
-),,/.%3 $% !º/3
3E DESARROLLAN LA BARRA Y LAS ON DAS ESPIRALES %L GAS VA CAYENDO DESDE EL ESPACIO INTERGALÈCTICO SOBRE EL DISCO EN UNOS MILLONES DE A×OS TERMINARÈ POR DOBLAR LA MASA DEL DISCO -),,/.%3 $% !º/3
2EAPARECE LA BARRA ,A CAÓDA DE GAS ES CRUCIAL EN LAS SIMULACIONES QUE NO TIENEN EN CUENTA ESTE FENØMENO LA BARRA UNA VEZ DESTRUIDA NUNCA VUELVE A APARECER
-),,/.%3 $% !º/3
,AS ONDAS GANAN FUERZA ,A BARRA ARROJA GAS HACIA EL NÞCLEO PERO MANTIENE EL GAS INTERGALÈCTICO A DISTANCIA
-),,/.%3 $% !º/3
)GUAL QUE ANTES LA BARRA COMIENZA A DESVANECERSE
-),,/.%3 $% !º/3
%L GAS ACUMULADO EN EL NÞCLEO EMPIEZA A DESTRUIR LA BARRA
-),,/.%3 $% !º/3
,A BARRA CASI HA DESAPARECIDO DE NUEVO %N SIMULACIONES CON CONDICIONES DIFERENTES LAS BARRAS SE FORMAN Y DESVA NECEN CON MAYOR RAPIDEZ
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
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2%)-02%3/ #/. 0%2-)3/ $% 2 ' !"2!(!- 9 3 6!. $%. "52'( %. 3#)%.#% 6/, $% !'/34/ $% © !!!3
2. LAS GALAXIAS LEJANAS, que representan una época temprana de la historia cósmica, manifiestan las mismas estructuras básicas —barras y espirales— que las galaxias más cercanas. Se refuerza así la idea de que estas formas se han generado por procesos internos ondulatorios. Estas galaxias son tan distantes, que resulta difícil apreciar el detalle de sus estructuras; de ahí que haya habido diferencias entre los astrónomos acerca de la abundancia relativa de las diversas conformaciones galácticas.
$IMOS CON ESTE FENØMENO CASI FORTUI TAMENTE DURANTE UNAS SIMULACIONES TRIDIMENSIONALES %L DISCO DE ESTRELLAS SE ENSANCHA BASTANTE EN LA REGIØN DE RESONANCIA EL INTERIOR DE LA GALAXIA TOMA ASÓ FORMA DE CACAHUETE %STOS DESCUBRIMIENTOS EXPLICARÓAN LAS EX TRA×AS ESTRUCTURAS QUE LOS TELESCOPIOS VIENEN OBSERVANDO DESDE HACE MÈS DE DIEZ A×OS 0ERO AL ARROJAR MATERIA AL NÞCLEO DE UNA GALAXIA LA BARRA PUEDE DES TRUIRSE A SÓ MISMA ,A MASA ACU MULADA DISPERSA LAS ESTRELLAS Y LES IMPIDE ORBITAR REGULARMENTE TAL Y COMO NECESITA LA BARRA ,AS BARRAS QUE PARECEN TAN ROBUSTAS CUANDO SØLO SE CONSIDERA LA COMPONENTE ESTELAR SE VUELVEN MUY FRÈGILES CUANDO SE TIENE EN CUENTA EL GAS %N TAL CASO zPOR QUÏ SE OBSERVAN TANTAS GALAXIAS BARRADAS %N LAS IMÈGENES ØPTICAS ALREDEDOR DE DOS TERCERAS PARTES DE LAS GALAXIAS PRESENTAN BARRAS Y LAS EXPLORACIONES EN EL INFRARROJO CERCA NO DEL A×O LLEVARON LA CUENTA HASTA LAS TRES CUARTAS PARTES ,A CON CLUSIØN LØGICA ES QUE LAS BARRAS SE FORMAN DESAPARECEN Y SE GENERAN DE NUEVO EN UN CICLO CONTINUO .O RESULTA SENCILLO ENCONTRAR UNA EXPLICACIØN DE CØMO SE VUELVEN A FORMAR LAS BARRAS ,A GALAXIA TIENE QUE EVOLUCIONAR MUCHO ALEJÈNDOSE DE LAS CONDICIONES QUE DESTRUYERON LA BARRA %N CONCRETO LAS ØRBITAS HAN DE RECUPERAR SU REGULARIDAD CON VELOCI DADES BAJAS 0ODRÓA OCURRIR MEDIANTE LA CAPTURA DE GRANDES CANTIDADES DE GAS INTERGALÈCTICO #UANDO LAS NUBES DE GAS CAEN HACIA LA GALAXIA COLISIO NAN PIERDEN ASÓ ENERGÓA Y REGULARIZAN SUS ØRBITAS 3U ALTO MOMENTO ANGULAR INICIAL FRENA EL DESCENSO Y DA UNA OPORTUNIDAD A LA BARRA DE REAGRU PARSE ,A CANTIDAD DE GAS NECESARIA PARA ESTE PROCESO ES ENORME PARA INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
QUE LAS BARRAS VUELVAN A FORMARSE CON LA FRECUENCIA ADECUADA UNA GALAXIA CORRIENTE DEBE DOBLAR SU MASA EN UNOS MILLONES DE A×OS (OY SE SABE QUE EL ESPACIO INTERGALÈCTICO TIENE RESERVAS DE TAL MAGNITUD 0ARA COMPROBAR ESTE MODELO DE BEMOS MIRAR ATRÈS EN EL TIEMPO %L TELESCOPIO ESPACIAL (UBBLE TIENE RE SOLUCIØN SUlCIENTE PARA DISTINGUIR LA FORMA DE LAS PRIMERAS GENERACIONES DE GALAXIAS %L PRIMER INTENTO LLE VADO A CABO ENTRE Y POR 3IDNEY VAN DEN "ERGH DEL )NSTITUTO (ERZBERG DE !STROFÓSICA EN 6ICTO RIA Y SUS COLABORADORES LLEGØ A LA CONCLUSIØN DE QUE LAS BARRAS FUERON EN EL PASADO MENOS FRECUENTES QUE HOY EN DÓA %STE RESULTADO SORPREN DIØ ARROJABA DUDAS NO SØLO SOBRE EL MODELO DE CAÓDA DE GAS SINO SOBRE TODA LA TEORÓA DE LAS ONDAS BARRADAS ,AS PRIMERAS GALAXIAS ERAN MÈS GA SEOSAS Y MENOS CONCENTRADAS EN EL CENTRO LAS BARRAS DEBERÓAN HABER SIDO MÈS COMUNES %L GRUPO DE 3HARDHA *OGEE DE LA 5NIVERSIDAD DE 4EXAS EN !USTIN HA CORREGIDO RECIENTEMEN TE LOS RESULTADOS DE 6AN DER "ERGH ,ES AFECTA UN SESGO OBSERVACIONAL CUESTA MÈS RECONOCER LAS BARRAS EN LAS GALAXIAS LEJANAS !L TENER EN CUENTA ESTE EFECTO SE OBTIENE QUE LAS BARRAS ABUNDABAN EN EL PASADO TANTO COMO EN EL PRESENTE PARECE QUE SE DESTRUYEN Y RECONSTRUYEN A UN RITMO CONSTANTE %N RESUMEN LAS GALAXIAS NO NACEN CON UNA FORMA DETERMINADA BARRADAS O SIN BARRAS 3E METAMORFOSEAN 3I TRES CUARTAS PARTES DE LAS GALAXIAS SON BARRADAS UNA GALAXIA TÓPICA DEBE PASAR TRES CUARTAS PARTES DE SU VIDA CON UNA BARRA $URANTE ESE TIEMPO LA BARRA IMPIDE QUE EL GAS PENETRE EN LA REGIØN CENTRAL DE LA GALAXIA %L GAS SE ACUMULA EN UNA REGIØN EXTERIOR Y
TRAS LA AUTODESTRUCCIØN DE LA BARRA ENTRA Y REJUVENECE LA GALAXIA (AY OTRA MANERA MÈS CONOCIDA QUE LA ANTERIOR DE QUE UNA GALAXIA ACUMULE MASA EL CANIBALISMO LAS FUSIONES GALÈCTICAS SUCESIVAS %STE PROCESO AUNQUE TAMBIÏN MUY IM PORTANTE ES DESTRUCTIVO 5NA FUSIØN GIGANTE DESTRUYE EL DISCO Y DEJA TRAS DE SÓ UNA GALAXIA ELÓPTICA 3ØLO UNA PEQUE×A FRACCIØN DE LAS GALAXIAS HA SUFRIDO UNA TRANSFORMACIØN TAN RADI CAL ,A CAPTURA LENTA Y SUAVE DE GAS PROCEDENTE DEL ESPACIO INTERGALÈCTICO PERMITE QUE LAS GALAXIAS CREZCAN Y SE DESARROLLEN MANTENIENDO INTACTA SU ESTRUCTURA ,AS ONDAS REDISTRIBUYEN EL NUEVO MATERIAL CAPTURADO E IMPIDEN QUE LAS GALAXIAS SE VAYAN APAGANDO POCO A POCO 'RACIAS A LAS ONDAS SIGUEN SIENDO VIBRANTES
La autora Françoise Combes, del Observatorio de París, preside el Comité Nacional Francés de Astronomía.
Bibliografía complementaria GAS ACCRETION ON SPIRAL GALAXIES: BAR FORMATION AND RENEWAL. Fréderic Bournaud y Françoise Combes en Astronomy & Astrophysics, vol. 392, n.o 1, págs. 83-102; septiembre 2002. REDESIGNING THE MILKY WAY. William H. Waller en Sky and Telescope, vol. 108, n.o 3, págs. 50-56; septiembre 2004. S ECULAR E VOLUTION VERSUS H IERARCHI CAL M ERGING . Françoise Combes en Penetrating Bars through Masks of Cosmic Dust. Dirigido por D. L. Block, I. Puerari, K. C. Freeman, R. Groess, E. K. Block. Springer, 2004.
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INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
Nuevas dianas farmacológicas El descubrimiento de nuevas formas de modificar la actividad de unos conocidos receptores de la superficie celular amplía el panorama del desarrollo de fármacos Terry Kenakin
')!#/-/ -!2#(%3)
A
LREDEDOR DE LA MITAD DE LOS MEDICAMENTOS QUE SE COMERCIALIZAN EN LA ACTUALIDAD GUARDAN UNA NOTABLE SEMEJANZA OPERAN SOBRE EL MIS MO TIPO DE DIANA MOLECULAR UNAS PROTEÓNAS SERPENTEANTES QUE ATRAVIESAN SIETE VECES LA MEMBRANA CELULAR ,AS PARTES EXTERNAS DE ESTAS hSERPIENTESv OPERAN A MODO DE ANTENAS QUE RECIBEN LOS MENSAJES MOLECULARES QUE LLEGAN A LA CÏLULA LAS PARTES INTERIORES DESENCADENAN LUEGO LAS RESPUESTAS CELULARES ANTE TALES ESTÓMULOS EMPEZANDO POR LA ACTIVACIØN DE LA PROTEÓNA ' UN PROCESADOR DE SE×ALES 0OR ELLO ESTAS MOLÏCULAS SERPENTEANTES RECIBEN EL NOMBRE DE hRECEPTORES ACOPLADOS A LA PROTEÓNA 'v O 2!0' ,OS 2!0' MUESTRAN MAYOR VERSATILIDAD QUE CUALQUIER OTRO TIPO DE RECEPTORES CELULARES 0OR EJEMPLO EL TAMA ×O DE LAS MOLÏCULAS A LAS QUE RESPONDEN OSCILA ENTRE EL DE NEUROTRANSMISORES QUE OCUPAN POCO MÈS QUE UN ÈTOMO DE CARBONO Y EL DE PROTEÓNAS VECES MAYORES INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
!SIMISMO INTERVIENEN EN CASI TODAS LAS FUNCIONES VI TALES PARA EL ORGANISMO DESDE EL LATIDO CARDIACO Y LA DIGESTIØN HASTA LA RESPIRACIØN Y LA ACTIVIDAD CEREBRAL ,A DIVERSIDAD AFECTA TAMBIÏN A LOS FÈRMACOS QUE OPERAN SOBRE ESTOS RECEPTORES ,A LISTA INCLUYE REDUCTORES DE LA PRESIØN SANGUÓNEA PROPRANOLOL NEUTRALIZADORES DE LA ACIDEZ GÈSTRICA RANITIDINA BRONCODILATADORES ALBUTEROL Y ANTIDEPRESIVOS PAROXETINA 3E UTILIZAN EN EL TRATAMIENTO DE LA HIPERTENSIØN LA INSUlCIENCIA CARDIACA CONGESTIVA ÞLCERAS ASMA ANSIEDAD ALERGIAS CÈNCER MIGRA×AS Y LA ENFERMEDAD DE 0ARKINSON ENTRE OTROS TRASTORNOS !UNQUE RESULTE INCREÓBLE TODOS LOS FÈRMACOS QUE OPE RAN SOBRE LOS RECEPTORES ACOPLADOS A LA PROTEÓNA ' LO HACEN DE UNA DE ESTAS DOS MANERAS O BIEN SE UNEN AL CENTRO ACTIVO hANTENAv DEL RECEPTOR REMEDANDO ASÓ EL EFECTO DE NEUROTRANSMISORES HORMONAS U OTROS DE LOS MENSAJEROS NATURALES O BIEN SE INTERPONEN EN LA OPERACIØN DE ESTOS MENSAJEROS SOBRE EL CENTRO ACTIVO 15
0ROTEÓNA ' -OLÏCULA MENSAJERA
#ENTRO ACTIVO )NTERIOR DE LA CÏLULA
-EMBRANA CELULAR
2!0' ACTIVO
0ROTEÓNA ' ACTIVADA
5NA CASCADA DE SE×ALES INTERNAS PROVOCA CAMBIOS EN EL COMPORTAMIENTO CELULAR
-ERCED A LA REVOLUCIØN TÏCNICA DE LOS QUINCE ÞLTIMOS A×OS DISPONEMOS AHORA DE NUEVAS HERRAMIENTAS PARA AHONDAR EN EL MODO DE OPERACIØN DE LOS 2!0' &RUTO DE ESE AVANCE SE CONOCEN OTRAS FORMAS DE CONTROLAR LA ACTIVIDAD DE TALES RECEPTORES QUE SE ESTÈN EMPEZANDO A EXPLORAR CON LA MIRADA PUESTA EN EL DESCUBRIMIENTO DE NUEVOS FÈRMACOS %N OTRAS PALA BRAS PESE A QUE LAS MEDICINAS QUE OPERAN SOBRE LOS 2!0' ABUNDAN EN
EL MERCADO ACTUAL PODRÓA HABER EN CAMINO MUCHAS MÈS %N SU MAYORÓA SE ENCUENTRAN TODAVÓA EN LAS ETAPAS PRELIMINARES DE SU DESARROLLO PERO ALGUNAS AGENTES QUE COMBATEN LA INFECCIØN POR 6)( HAN LLEGADO YA A LA FASE DE ENSAYOS CLÓNICOS
Alosterismo
(ASTA HACE UNOS DIEZ A×OS SE CREÓA QUE PARA MODIlCAR LA ACTIVIDAD DE UN RECEPTOR ACOPLADO A LA PROTEÓ
Resumen/Nuevas dianas farmacológicas
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,OS RECEPTORES ACOPLADOS A LAS PROTEÓNAS ' 2!0' RESIDEN EN LA SUPERlCIE CELULAR Y TRANSMITEN SE×ALES PROCEDENTES DE HORMONAS Y OTRAS MOLÏCULAS MENSAJERAS HACIA EL INTERIOR DE LA CÏLULA MEDIANTE LA ACTIVACIØN DE LAS PROTEÓNAS ' PROCESADORES DE SE×ALES LOCALIZADOS JUSTO DEBAJO DE LA MEMBRANA CELULAR #ERCA DE LA MITAD DE LOS FÈRMACOS DEL MERCADO ACTÞAN SOBRE LOS 2!0' /PERAN MEDIANTE LA UNIØN A LOS SITIOS DONDE SUELEN DIRIGIRSE LAS MOLÏCULAS MENSAJERAS EXTRACELULARES DEL PROPIO ORGANISMO %N EL CURSO DE LOS DIEZ ÞLTIMOS A×OS SE HA DESCUBIERTO QUE LA AC TIVIDAD DE LOS 2!0' SE MODIlCA TAMBIÏN MEDIANTE LA UNIØN A OTRAS REGIONES DEL RECEPTOR %LLO ABRE NUEVAS VÓAS TERAPÏUTICAS
NA ' DEBÓAN DIRIGIRSE LOS FÈRMACOS HACIA EL CENTRO ACTIVO DEL MISMO ,OS NEUROTRANSMISORES U OTRAS MO LÏCULAS PORTADORAS DE INFORMACIØN O LIGANDOS QUE LLEGAN A LA CÏLULA SE INTRODUCEN A MODO DE hLLAVEv EN LA hCERRADURAv DEL CENTRO ACTIVO DEL 2!0' 0OR TANTO UNA SUSTANCIA QUE TAPONARA ESA CERRADURA EVITARÓA LA TRANSMISIØN DE SE×ALES A TRAVÏS DEL RECEPTOR CUALQUIERA QUE FUERA EL MENSAJERO OPERARÓA COMO UN INHI BIDOR %N CAMBIO UNA SUSTANCIA QUE REMEDARA AL LIGANDO NATURAL ABRIRÓA LA CERRADURA REALIZARÓA LA FUNCIØN DE LLAVE 3E CREÓA TAMBIÏN QUE PARA INSTAR UNA RESPUESTA lSIOLØGICA DETERMINA DA DEBÓA SELECCIONARSE UN COMPUESTO QUE INTERACTUASE CON UNA VARIEDAD CONCRETA DE RECEPTOR E IGNORARA OTRAS ,A NORADRENALINA UN NEUROTRANSMI SOR POR EJEMPLO ACTIVA DOS TIPOS DE 2!0' LOS ADRENORRECEPTORES ALFA Y BETA DE LOS CUALES EL PRIMERO PRE SENTA CUATRO SUBTIPOS Y EL SEGUNDO TRES ! SU VEZ ESTOS RECEPTORES GO BIERNAN VARIOS PROCESOS VITALES EN EL CORAZØN LOS ADRENORRECEPTORES BETA ACELERAN EL RITMO CARDIACO E INCRE MENTAN LA FUERZA DE CADA LATIDO EN LOS PULMONES LOS ADRENORRECEPTORES BETA ENSANCHAN LAS VÓAS RESPIRATORIAS 0OR TANTO PARA DESPEJAR LAS VÓAS RES PIRATORIAS CONSTRE×IDAS SIN PROVOCAR EFECTOS SECUNDARIOS EN EL CORAZØN DEBERÓA HALLARSE UNA SUSTANCIA QUE IMITARA LA CAPACIDAD DE LA NORADRE NALINA PARA ESTIMULAR A LOS ADRENORRE CEPTORES BETA Y NO SE UNIERA A LOS ADRENORRECEPTORES BETA $E HECHO UN GRAN NÞMERO DE ME DICAMENTOS ACTÞAN COMO INHIBIDORES O AGONISTAS ANÈLOGOS MEDIANTE LA INTERACCIØN CON EL CENTRO ACTIVO DE UN INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
*%. #(2)34)!.3%.
2!0' INACTIVO
LOS RECEPTORES ACOPLADOS A LAS PROTEINAS G (RAPG) atraviesan la membrana celular siete veces. En general, emiten señales hacia el interior de la célula (arriba) sólo cuando una hormona, un neurotransmisor u otra molécula mensajera se une a su centro activo. Esta unión (abajo) provoca la activación de una proteína G, que desencadena una cascada de señales internas que culminan en un cambio en el comportamiento de la célula. Nuevos descubrimientos sobre el funcionamiento de los RAPG abren nuevas vías para el desarrollo de fármacos.
2!0' ESPECÓlCO %N LA ACTUALIDAD SIN EMBARGO ESTÈ EMERGIENDO UNA ESTRATEGIA FARMACOLØGICA QUE SACA PROVECHO DE LA NATURALEZA ALOSTÏRICA DE LOS RECEPTORES ACOPLADOS A LA PRO TEÓNA ' ES DECIR DEL HECHO DE QUE LA FORMA DE UNA REGIØN DEL RECEP TOR AFECTE A LA CONFORMACIØN Y POR TANTO A LA ACTIVIDAD DE OTRA REGIØN DISTANTE ,OS 2!0' CAMBIAN DE CONFORMA CIØN CONSTANTEMENTE ,OS MENSAJEROS SE UNEN AL CENTRO ACTIVO ESTABILI ZANDO LA ESTRUCTURA QUE ACTIVA A LAS PROTEÓNAS ' ,OS MODULADORES ALOS TÏRICOS EN CAMBIO SE UNEN A OTRA REGIØN DEL 2!0' DE MANERA QUE MODIlCAN LA CONFORMACIØN Y LA ACTI VIDAD DEL MISMO !LGUNOS ESTABILIZAN LAS CONFORMACIONES QUE PROMUEVEN LA TRANSMISIØN DE SE×ALES OTROS MANTIE NEN ESTRUCTURAS QUE LA IMPIDEN POR EJEMPLO MEDIANTE EL BLOQUEO DEL CENTRO ACTIVO TORNÈNDOLO INACCESIBLE PARA SU LIGANDO NATURAL %STA PROPIEDAD ALOSTÏRICA ENTRA×A UN ENORME POTENCIAL FARMACOLØGICO PUES EL RECEPTOR OFRECE VARIOS PUNTOS DE UNIØN A LOS QUE UNA MOLÏCULA DI MINUTA PODRÓA ENLAZARSE Y ESTABILIZAR ASÓ UNA CONFORMACIØN QUE PROVOCASE ALGÞN EFECTO BIOLØGICO 3E AMPLÓA CON ELLO EL PANORAMA DE LA MODIlCACIØN FUNCIONAL TERAPÏUTICA DE LOS 2!0' %NTRE QUIENES SE AFANAN POR AHON DAR EN LAS POSIBILIDADES QUE ENCIERRAN LOS MODULADORES ALOSTÏRICOS SE EN CUENTRAN LOS EXPERTOS EN SIDA #EN TRAN SU BÞSQUEDA EN MODULADORES QUE EVITEN LA INFECCIØN POR 6)( $ESDE HACE TIEMPO SE SABE QUE EL VIRUS ATACA A LOS LINFOCITOS 4 COADYUVANTES ME DIANTE LA UNIØN A #$ UNA PROTEÓNA DE LA SUPERlCIE CELULAR 3IN EMBARGO A MEDIADOS DE LOS A×OS NOVENTA DEL SIGLO PASADO SE DESCUBRIØ QUE ESTA PROTEÓNA NO OPERABA SOLA 0ARA INTRODUCIRSE EN LA CÏLULA EL VIRUS SE UNE TAMBIÏN A OTRO PUNTO DE ANCLAJE EL ##2 UN RECEPTOR ACO PLADO A LA PROTEÓNA ' O EN LAS FASES TARDÓAS DE LA INFECCIØN AL #8#2 %L ##2 RESPONDE A CUALQUIERA DE TRES QUIMIOCINAS MENSAJEROS QUE ATRAEN A LAS CÏLULAS DEL SISTEMA INMUNITARIO AL LUGAR DE LA INFECCIØN 0OR DESGRACIA OFRECE TAMBIÏN UN PUNTO DE ANCLAJE PARA GP LA PROTEÓNA DE LA CÈPSI DE DEL 6)( $E HECHO PARECE QUE ##2 DESEMPE×A UNA FUNCIØN CRUCIAL EN LA INFECCIØN LOS INDIVIDUOS QUE CARECEN DE UNA VERSIØN OPERATIVA DEL INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
RECEPTOR TIENDEN A OPONER UNA NOTABLE RESISTENCIA AL 6)( 6ARIOS MODULADORES ALOSTÏRICOS QUE MANTIENEN EL ##2 EN UNA CONFORMA CIØN QUE NO FAVORECE SU UNIØN A LA GP DEL 6)( SE HALLAN YA EN FASE DE ENSAYOS CLÓNICOS "LOQUEAR LA IN TERACCIØN GP ##2 MEDIANTE ES TOS MINÞSCULOS FÈRMACOS EQUIVALDRÓA EN TÏRMINOS GEOFÓSICOS A IMPEDIR LA UNIØN DE DOS CONTINENTES DEL TAMA×O DE !USTRALIA MEDIANTE LAS ISLAS &IDJI / EN UNA VERSIØN MÈS ALEGØRICA ES TOS MEDICAMENTOS VENDRÓAN A SER EL $AVID QUE DERROTARA A 'OLIAT
Complejidad funcional
,OS EFECTOS PRODUCIDOS POR LOS RECEP TORES ACOPLADOS A LA PROTEÓNA ' NO DEPENDEN SØLO DE LAS MOLÏCULAS QUE SE LES UNEN SINO TAMBIÏN DEL NÞMERO DE ELLOS QUE SE ENCUENTREN ACCESIBLES EN LA SUPERlCIE CELULAR #OMO CABRÓA ESPERAR CUANDO LOS MENSAJEROS EXTRA CELULARES SE UNEN A VARIAS COPIAS DE UN RECEPTOR LA CÏLULA RECIBE UNA SE×AL MÈS hESTRUENDOSAv Y SUFRE UN CAMBIO DE COMPORTAMIENTO MÈS PRONUNCIADO QUE CUANDO EL NÞMERO DE RECEPTORES ACTIVADOS ES MENOR 0ERO LA hINTENSI DADv DE LA ACTIVACIØN CONTROLA ALGO
MÈS QUE hEL VOLUMENv DE LA SE×AL DETERMINA TAMBIÏN CUÈL DE ENTRE UNA SERIE DE PROTEÓNAS ' RESULTA ESTIMULA DA Y POR TANTO QUÏ RUTAS CASCADAS DE INTERACCIONES MOLECULARES SE ACTIVAN EN EL INTERIOR DE LA CÏLULA 3E DISTINGUEN CUATRO CLASES PRINCI PALES DE PROTEÓNAS ' CADA UNA CON VARIOS SUBTIPOS #ADA CLASE MUESTRA PROPENSIØN A OPERAR CON UN DETERMI NADO RECEPTOR ACOPLADO A LA PROTEÓ NA ' A SU VEZ NO TODOS LOS 2!0' PRESENTAN LA MISMA ACTIVIDAD FRENTE A TODAS LAS PROTEÓNAS ' !SÓ LA ES CASEZ DE UN RECEPTOR DETERMINADO DARÓA LUGAR A LA ACTIVACIØN DE SØLO LA PROTEÓNA ' MÈS SENSIBLE MIEN TRAS QUE LA ABUNDANCIA DE ESE MIS MO RECEPTOR PRODUCIRÓA RESPUESTAS EN MÞLTIPLES PROTEÓNAS ' PROVOCANDO UN COMPORTAMIENTO CELULAR DISTINTO 5N 2!0' NO CONSTITUYE PUES UN SIMPLE INTERRUPTOR QUE SE ENCIENDE ANTE LA PRESENCIA DE UNA HORMONA O UN NEUROTRANSMISOR Y SE APAGA CUANDO EL MENSAJERO SE ALEJA DE SU CENTRO ACTIVO 3E TRATA DE UN CENTRO DE PROCESAMIENTO DE INFORMACIØN HARTO MÈS COMPLEJO ,A VARIEDAD DE RESPUESTAS QUE UN 2!0' GENERA PARECE QUE DEPENDE DE
FARMACOS QUE OPERAN SOBRE LOS RAPG %STA LISTA OFRECE SØLO UNA MUESTRA DEL EXTENSO ELENCO DE SUSTANCIAS QUE SE ENCUENTRAN EN EL MERCADO /PERAN SOBRE VARIOS 2!0' ./-"2% #/-%2#)!, '%.%2)#/ 9 &!"2)#!.4% %&%#4/ !LLEGRA FEXOFENADINA !VENTIS
!NTIHISTAMÓNICO CONTROLA RESPUESTAS ALÏRGICAS
$URAGESIC FENTANILO *ANSSEN
!NALGÏSICO
&LOMAX TAMSULOSINA "OEHRINGER )NGELHEIM
!LIVIA LOS SÓNTOMAS DE LA HIPERTROlA BENIGNA DE PRØSTATA
)MITREX SUMATRIPTÈN 'LAXO3MITH+LINE
!LIVIA LA MIGRA×A
,OPRESSOR METOPROLOL .OVARTIS
2EDUCE LA PRESIØN SANGUÓNEA
/XYCONTIN OXYCODONA 0URDUE
!NALGÏSICO
0EPCID FAMOTIDINA -ERCK
.EUTRALIZA LA ACIDEZ GÈSTRICA
&ENERGAN PROMETACINA 7YETH
!NTIHISTAMÓNICO
3EREVENT SALMETEROL 'LAXO3MITH+LINE
$ESPEJA LAS VÓAS RESPIRATORIAS
3INGULAIR MONTELUKAST -ERCK
#ONTROLA LA INmAMACIØN DE LAS VÓAS RESPIRATORIAS
3UDAFED PSEUDOEFEDRINA 0lZER
!LIVIA LA CONGESTIØN NASAL
:ANTAC RANITIDINA 'LAXO3MITH+LINE
.EUTRALIZA LA ACIDEZ GÈSTRICA
:YRTEC CETIRIZINA 0lZER
!NTIHISTAMÓNICO
:YPREXA OLANZAPINA %LI ,ILLY
!LIVIA LOS SÓNTOMAS DE DIVERSAS PSICOSIS
17
VIAS DE ATAQUE ,A MAYORÓA DE LOS FÈRMACOS DEL MERCADO SE DIRIGEN HACIA EL CENTRO ACTIVO DE ALGÞN RECEPTOR DE LA SUPERlCIE CELULAR MUCHOS APUNTAN HACIA EL CENTRO ACTIVO DE UN 2!0' ESPECÓlCO ABAJO 3IN EMBARGO LA ACTIVIDAD DE UN 2!0' SE MODIlCA TAMBIÏN MEDIANTE LA UNIØN A OTRAS REGIONES DEL MISMO DERECHA $ESCUBRIMIENTOS RECIENTES SUGIEREN QUE MOLÏCULAS DE TAMA×O REDUCIDO DIRIGIDAS HACIA ESOS PUNTOS DE ATAQUE ACTIVARÓAN O INHIBIRÓAN LOS 2!0' IMPLICADOS EN VARIAS ENFERMEDADES
&!2-!#/3 %34!.$!2 2!0' ACTIVADO )NHIBIDOR DEL RECEPTOR ANTAGONISTA
2!0' INACTIVO 2!0' INACTIVO
%STOS FÈRMACOS SUELEN OPERAR MEDIANTE LA UNIØN AL CENTRO ACTIVO DEL 2!0' CON ELLO REMEDAN LA ACCIØN DE UNA MOLÏCULA MENSAJERA NATURAL IZQUIERDA O IMPIDEN QUE EL MENSAJERO NATURAL SE ACOPLE AL RECEPTOR Y POR TANTO ACTÞE SOBRE LA CÏLULA DERECHA
LA GAMA DE LIGANDOS QUE DETECTA ASÓ COMO DE LA COMBINACIØN DE PROTEÓ NAS ' QUE ACTIVA 3I POR EJEMPLO UN RECEPTOR DETECTA TRES MENSAJEROS DISTINTOS Y ACTIVA UNA DOS TRES O LAS CUATRO PROTEÓNAS ' MAYORITARIAS ÏSTE ES EL CASO DEL 2!0' QUE RES PONDE A LA TIROTROPINA LA HORMONA PITUITARIA QUE ESTIMULA LA GLÈNDULA TIROIDEA ÏSTE ADQUIERE LA CAPACIDAD DE ADOPTAR DOCENAS DE COMPORTA MIENTOS DISTINTOS 3I SE TRATARA DE UN SIMPLE hINTERRUPTORv ADOPTARÓA SØLO DOS ,OS EXPERTOS SUGIEREN QUE ESTA COMPLEJIDAD FUNCIONAL ABRE NUE VAS VÓAS DE ACCIØN FARMACOLØGICA $ISTINTAS SUSTANCIAS PODRÓAN HACER QUE UN RECEPTOR ADOPTARA DIFERENTES CONFORMACIONES ACTIVAS CADA UNA DE LAS CUALES INTERACCIONARÓA CON UNA PROTEÓNA ' O UNA COMBINACIØN DE PROTEÓNAS ' DISTINTA DESENCADENANDO CASCADAS DE PROCESOS INTRACELULARES DIVERGENTES 4AMBIÏN RESULTARÓAN PRO VECHOSOS LOS AGENTES QUE EN VEZ DE ALTERAR LA ACTIVIDAD DE LOS 2!0' AUMENTARAN O DISMINUYERAN LA CAN TIDAD DE RECEPTORES PRESENTES EN LA SUPERlCIE CELULAR 18
-ODULADOR ALOSTÏRICO
3E APLICARÓAN POR EJEMPLO EN LA LUCHA CONTRA EL 6)( 3IN EM BARGO LOS MODULADORES ALOSTÏRICOS DISE×ADOS PARA IMPEDIR LA UNIØN DE LA PROTEÓNA DE LA CÈPSIDE VÓRICA AL ##2 TOPAN CON UNA DIlCULTAD LA PRESTA MUTACIØN DEL VIRUS 3EMEJANTE MUTABILIDAD PODRÓA DAR LUGAR A UNA PROTEÓNA CAPAZ DE UNIRSE AL ##2 ALTERADO POR ALOSTERISMO %STA AME NAZA SE ELUDIRÓA ENTONCES MEDIANTE LA ELIMINACIØN DEL RECEPTOR DE LA SUPERlCIE CELULAR PRIVANDO AL VIRUS DE SU VÓA DE ATAQUE ,O MISMO QUE TODOS LOS 2!0' EL ##2 SE SINTETIZA EN LA CÏLULA DE FORMA CONTINUA SE EMPLAZA EN LA SUPERlCIE Y LUEGO SE DEVUELVE AL INTERIOR PARA SU RECICLAJE O DEGRA DACIØN $ETERMINADAS QUIMIOCINAS PROMUEVEN LA INTERIORIZACIØN DEL ##2 %LLO ABRE LA POSIBILIDAD DE DESARROLLAR FÈRMACOS QUE ACELERARÓAN LA ELIMINACIØN DEL ##2 DE LA SUPER lCIE CELULAR Y POR TANTO IMPEDIRÓAN QUE EL 6)( SE ADAPTARA AL RECEPTOR POR MUCHO QUE MUTARA EL VIRUS NO TENDRÓA FORMA DE UNIRSE AL ##2 SI DICHO RECEPTOR NO SE HALLARA EN LA SUPERlCIE CELULAR
#ENTRO ACTIVO INACCESIBLE
%STOS AGENTES ESTABILIZAN LA CONFORMACIØN DE UN 2!0' DE FORMA QUE AUMENTA NO SE MUESTRA O DISMINUYE ARRIBA LA ACTIVIDAD DEL RECEPTOR POR EJEMPLO HACIENDO QUE EL CENTRO ACTIVO SE TORNE INACCESIBLE PARA LAS MOLÏCULAS MENSAJERAS
Receptores rebeldes
!MÏN DEL ALOSTERISMO LOS 2!0' MANIFIESTAN OTRO COMPORTAMIENTO DE INTERÏS BIOLØGICO LA hACTIVIDAD CONSTITUTIVAv O hINDEPENDENCIA DE AGONISTAv ES DECIR LA CAPACIDAD DE ACTIVAR A PROTEÓNAS ' AUN CUANDO NINGÞN LIGANDO MENSAJERO SE LES HA UNIDO PARA hDECIRLESv QUE LO HA GAN %STE COMPORTAMIENTO IGUAL QUE OTROS ASPECTOS DE LA ACTIVIDAD DE TA LES RECEPTORES SE HALLA VINCULADO A UNA CONFORMACIØN PARTICULAR 3IN EM BARGO SE TRATA DE UNA CONFORMACIØN POCO FRECUENTE POR LO QUE APENAS REPERCUTE EN EL COMPORTAMIENTO GLO BAL DE LA CÏLULA Y ES DE DIFÓCIL DE TECCIØN !HORA BIEN SI EL NÞMERO DE RECEPTORES QUE MANIlESTAN ACTIVIDAD CONSTITUTIVA ES ELEVADO SE PRODUCE UN PODEROSO EFECTO CONJUNTO DE TODAS LAS SE×ALES ,AS CONSECUENCIAS ADQUIEREN PAR TICULAR GRAVEDAD EN LAS INFECCIONES VÓRICAS Y EL CÈNCER QUE PODRÓAN PROGRESAR SI SE PROVOCARA QUE ALGÞN RECEPTOR SE COMPORTARA UN MODO CONFORME CON EL ASENTAMIENTO DE LA ENFERMEDAD %N CIERTO TIPO DE CÈNCER PANCREÈTICO EL RECEPTOR DEL PÏPTIDO INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
*%. #(2)34)!.3%.
!CTIVADOR DEL RECEPTOR AGONISTA
-OLÏCULA MENSAJERA INCAPAZ DE UNIRSE AL RECEPTOR
-/$5,!$/2%3 !,/34%2)#/3
).$5#4/2%3 $% ,! ).4%2)/2):!#)/.
!'/.)34!3 ).6%23/3
-OLÏCULA MENSAJERA PRIVADA DEL ACCESO A SU OBJETIVO
)NDUCTOR DE LA INTERIORIZACIØN
2!0' CON ACTIVIDAD CONSTITUTIVA O INDEPENDENCIA DE AGONISTA
,A CÏLULA ABSORBE EL RECEPTOR
%NVÓO DE SE×ALES INCONTROLADO
!USENCIA DE MENSAJERO EN EL CENTRO ACTIVO !GONISTA INVERSO 2!0' INACTIVADO 0ROTEÓNA ' SILENCIADA
2!0' INTERIORIZADO ,OS INDUCTORES DE LA INTERIORIZACIØN HACEN QUE LOS RECEPTORES ABANDONEN LA SUPERlCIE CELULAR "LOQUEAN ASÓ EL ENVÓO DE SE×ALES AL INTERIOR DE LA CÏLULA
VASOACTIVO INTESTINAL 06) UNA HOR MONA PODRÓA TORNARSE PERJUDICIAL %N UNA CÏLULA PANCREÈTICA SANA QUE PRESENTE ESTE 2!0' LA ACTIVA CIØN DEL RECEPTOR MEDIANTE LA 06) ESTIMULA LA DIVISIØN CELULAR 0ERO LAS PERSONAS QUE PADECEN LA ENFERMEDAD MENCIONADA CUENTAN CON UN EXCESO DE ESTOS RECEPTORES ASÓ LAS VERSIONES DEL MISMO CON ACTIVIDAD CONSTITUTI VA INDEPENDIENTES DE LA 06) LLEGAN A SER TAN NUMEROSAS QUE IMPULSAN LA PROLIFERACIØN DESCONTROLADA DE CÏLULAS TUMORALES 3E SABE DESDE HACE TIEMPO QUE ALGUNOS RECEPTORES NO ACOPLADOS A LAS PROTEÓNAS ' EN PARTICULAR EL 2AS PRESENTAN UNA ACTI VIDAD CONSTITUTIVA DE CARÈCTER DESTRUC TIVO 3IN EMBARGO EN ESOS CASOS ESTE COMPORTAMIENTO NO SE DEBE A UNA ABUNDANCIA ANORMAL DE RECEPTORES SINO A LA PRESENCIA DE MUTACIONES EN EL RECEPTOR ,OS FÈRMACOS AL USO NO LOGRAN SO FOCAR LAS ALTERACIONES QUE LA ACTIVIDAD CONSTITUTIVA PROVOCA EN EL COMPOR TAMIENTO CELULAR 5N ESTIMULADOR DE RECEPTORES O AGONISTA CONSEGUIRÓA SØLO AUMENTAR EL NÞMERO DE RECEP TORES CON CONFORMACIØN ACTIVA EN INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
,OS AGONISTAS INVERSOS SE DIRIGEN HACIA LOS 2!0' CON ACTIVIDAD CONSTITUTIVA ,OS RECEPTORES YERRAN ENTONCES SU COMPORTAMIENTO OPERAN COMO SI ESTUVIESEN UNI DOS A UNA SUSTANCIA ESTIMULANTE AUN CUANDO NO LO ESTÏN ARRIBA %L ANCLAJE DEL AGONISTA INVERSO INTERRUMPE EL ENVÓO DE SE×ALES ABAJO ,AS CÏLULAS CANCEROSAS PRESENTAN A MENUDO UN ELEVADO NÞMERO DE RECEPTORES CON ACTIVIDAD CONSTITUTIVA QUE POTENCIARÓAN LA DIVISIØN CELULAR INCONTROLADA LOS AGONISTAS INVERSOS PUES ABRIRÓAN NUEVAS VÓAS TERAPÏUTICAS CONTRA EL CÈNCER
DETRIMENTO DEL PACIENTE 5N INHIBIDOR DE RECEPTORES O ANTAGONISTA PODRÓA IMPEDIR QUE LOS MENSAJEROS NATURALES ACTIVARAN LOS RECEPTORES PERO NO EJER CERÓA NINGÞN EFECTO SOBRE AQUELLOS CON INDEPENDENCIA DE AGONISTA 3E REQUIERE POR TANTO UN NUEVO TIPO DE FÈRMACOS QUE FUERCEN A LOS 2!0' CON ACTIVIDAD CONSTITUTIVA A MANTENER UNA CONFORMACIØN INACTIVA !LGÞN DÓA ESTOS AGENTES LOS AGO NISTAS INVERSOS PODRÓAN ABRIR UNA NUEVA VÓA TERAPÏUTICA CONTRA EL CÈN CER 1UIZÈ RESULTEN ElCACES TAMBIÏN EN EL TRATAMIENTO DE LA OBESIDAD %N ESTE ÈMBITO SE CONTEMPLAN DOS POSI BLES DIANAS EL RECEPTOR DE LA GRELINA HORMONA QUE SE PRODUCE SOBRE TODO EN EL ESTØMAGO Y EL SUBTIPO ( DEL RECEPTOR DE LA HISTAMINA AMBOS PARE CEN INTERVENIR EN EL CONTROL CEREBRAL DEL APETITO
Coproteínas y receptores complejos !DEMÈS DE LOS COMPORTAMIENTOS MENCIONADOS HASTA AHORA LOS 2!0' MUESTRAN AL MENOS OTRO QUE PODRÓA RESULTAR ÞTIL PARA EL DESARROLLO DE FÈR MACOS %N OCASIONES LAS CÏLULAS MEZ
CLAN Y EMPAREJAN PROTEÓNAS FORMANDO COMPLEJOS QUE OPERAN COMO RECEPTO RES Y QUE MUESTRAN UNA SENSIBILIDAD DE LA QUE CARECEN LOS COMPONENTES INDIVIDUALES %N EL CASO MÈS EXTRE MO LA CÏLULA ADQUIERE CAPACIDAD DE RESPUESTA FRENTE A UNA SE×AL QUE EN CONDICIONES NORMALES IGNORARÓA ,AS INSTRUCCIONES QUE DIRIGEN LA SÓNTESIS DE UNA PROTEÓNA RESIDEN EN GENES ES PECÓlCOS 0ARA LA FABRICACIØN DE ESTOS RECEPTORES COMBINADOS EN CAMBIO NO EXISTE UN PLANO CONCRETO A PARTIR DEL CUAL PODRÓAN PREDECIRSE SUS COMPOR TAMIENTOS POR ELLO SE LES CONSIDERA PRODUCTOS DE GENES hFANTASMAv %N ALGUNOS CASOS EL RECEPTOR COM PLEJO CONSTA DE DOS O MÈS 2!0' %N OTROS INCLUYE UN 2!0' Y UNA COPROTEÓNA UNA MOLÏCULA QUE NO CONSTITUYE EN SÓ UN RECEPTOR PERO QUE CONlERE AL RECEPTOR NUEVOS ATRI BUTOS %L RECEPTOR PARA LA AMILINA UNA HORMONA PARECE SER DE ESTE TIPO ,IBERADA POR LAS MISMAS CÏLULAS PANCREÈTICAS QUE SECRETAN LA INSULINA LA AMILINA MODULA LOS EFECTOS DE LA INSULINA SOBRE OTRAS CÏLULAS 3IN EM BARGO NO SE HA LOGRADO IDENTIlCAR NINGUNA PROTEÓNA QUE OPERE COMO 19
SU RECEPTOR 4AMPOCO EL ANÈLISIS DE LA SECUENCIA DEL GENOMA HUMANO HA REVELADO LA EXISTENCIA DE NINGÞN GEN PARA EL SUPUESTO RECEPTOR %N CAMBIO UN COMPLEJO FORMADO POR EL 2!0' PARA LA CALCITONINA HORMONA TIROIDEA Y LA 0-!2 hPROTEÓNA MODIlCADORA DE LA ACTIVIDAD DEL RECEPTORv RESPON DE DE FORMA INTENSA Y SELECTIVA A LA AMILINA 0ARECE QUE 0-!2 CONVIERTE
AL RECEPTOR DE LA CALCITONINA EN hPLU RILINGàEv PUES ÏSTE RESPONDE A LA CALCITONINA SI LAS CÏLULAS CARECEN DE 0-!2 PERO ES SENSIBLE A LA AMILINA SI ÏSTAS CONTIENEN 0-!2 /TRA COPROTEÓNA LA 0#2 hPROTEÓ NA COMPONENTE DEL RECEPTORv HACE QUE EL RECEPTOR DE LA CALCITONINA SE TORNE SENSIBLE TAMBIÏN AL 02'# hPÏPTIDO RELACIONADO CON EL GEN DE
LA CALCITONINAv EL VASODILATADOR MÈS POTENTE QUE SE CONOCE %STA TRANSFOR MACIØN ADQUIERE IMPORTANCIA DECISI VA DURANTE EL EMBARAZO CUANDO LA CONCENTRACIØN EN SANGRE DEL PÏPTIDO DILATADOR SE DISPARA Y LOS NIVELES DE 0#2 AUMENTAN EN LA PARED DEL ÞTERO ! MEDIDA QUE AUMENTA LA CONCEN TRACIØN DE 0#2 TAMBIÏN LO HACE EL NÞMERO DE RECEPTORES DE CALCITONINA
COMO COMBATIR EL VIH $OS NUEVOS TIPOS DE FÈRMACOS DIRIGIDOS HACIA EL ##2 UN RECEPTOR ACOPLADO A PROTEÓNAS ' QUIZÈ LOGREN ALGÞN DÓA COM BATIR EL 6)( %L VIRUS INFECTA A LAS CÏLULAS 4 COADYUVANTES DEL SISTEMA INMUNITARIO ARRIBA 0ARA ENTRAR EN ELLAS SE ADHIERE PRIMERO A LA MOLÏCULA #$ ESTE ANCLAJE FACILITA LA UNIØN DE UNA PROTEÓNA VÓRICA GP AL ##2 ,A CONEXIØN INDUCE A LA CÏLULA A CAPTAR EL VIRUS ADHERIDO EL PATØGENO LIBERA ENTONCES SUS GENES Y CONVIERTE A LA CÏLULA INFECTADA EN UNA FÈBRICA DE VIRUS
3UPERlCIE DE LA CÏLULA 4 COADYUVANTE
6)(
,OS MODULADORES ALOSTÏRICOS QUE ALTERAN LA CONFORMACIØN DEL ##2 HACIÏNDOLO IRRECONOCIBLE PARA GP RECUADRO SUPERIOR IZQUIERDO SE ESTÈN APLICANDO YA EN ENSAYOS CLÓNICOS $ESAFOR TUNADAMENTE LAS MUTACIONES VÓRICAS PODRÓAN MODIlCAR GP Y RECUPERAR EN CONSECUENCIA LA CAPACIDAD DE UNIØN AL ##2 ALTERADO POR ALOSTERISMO Y CON ELLO ENTRAR EN LAS CÏLULAS 4 RECUADRO SUPERIOR DERECHO 3IN EMBARGO UN INDUCTOR DE LA INTERIORIZACIØN PODRÓA HACER DESAPARECER EL ##2 DE LA SUPER lCIE CELULAR RECUADRO INFERIOR TORNÈNDOLO INACCESIBLE INCLUSO PARA LOS VIRUS MUTADOS
GP
#$
-/$5,!$/2 !,/34%2)#/ %&)#!:
%L 6)( NO SE UNE AL ##2 Y POR TANTO NO ENTRA EN LA CÏLULA
##2
,OS GENES DEL 6)( ENTRAN EN LA CÏLULA
-/$5,!$/2 &25342!$/ %L 6)( MUTADO SE UNE A LA NUEVA CONFORMACIØN DE ##2 %L VIRUS MUTADO ENTRA EN LA CÏLULA
-ODULADOR ALOSTÏRICO ##2 CON NUEVA CONFORMACIØN
##2 CON NUEVA CONFORMACIØN
).$5#4/2 $% ,! ).4%2)/2):!#)/.
)NDUCTOR DE LA INTERIORIZACIØN
*%. #(2)34)!.3%.
%N AUSENCIA DE ##2 EL 6)( NO PUEDE ENTRAR E INFECTAR LA CÏLULA
##2 INTERIORIZADO
20
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
FARMACOS EN DESARROLLO %L DESARROLLO DE SUSTANCIAS CUYA ACCIØN SOBRE LOS 2!0' DIlERE DE LA ACCIØN DE LOS FÈRMACOS COMUNES SE ENCUENTRA SØLO LA FASE INICIAL 3E ESPERA QUE EN LOS PRØXIMOS A×OS MUCHOS DE ESTOS AGENTES SE FABRIQUEN EN LAS PLANTAS DE PRODUCCIØN FARMACÏUTICAS %.&%2-%$!$
)NFECCIØN POR 6)(
$IABETES
/BESIDAD
#ÈNCER
4)0/ $% &!2-!#/
./-"2% $%, &!2-!#/ &!"2)#!.4%
2!0' 3/"2% %, 15% !#45!
%34!$/ $% $%3!22/,,/
-ODULADOR ALOSTÏRICO
!PLAVIROC 'LAXO3MITH+LINE 6ICRIVIROC 3CHERING 0LOUGH 5+ 0lZER
##2 SU UNIØN AL 6)( FACILITA LA ENTRADA DEL VIRUS EN LA CÏLULA
4ODOS SE HALLAN EN ENSAYOS CLÓNICOS DE FASE )) O ))) PRUEBAS DE ElCACIA PRELIMINARES O AVANZADAS
-ODULADOR ALOSTÏRICO
!-$ !NOR-%$
#8#2 TAMBIÏN FACILITA LA ENTRADA DEL VIRUS EN LA CÏLULA
%NSAYOS CLÓNICOS DE FASE )))
)NDUCTOR DE LA INTERIORIZACIØN
03# 2!.4%3 VARIAS INSTITUCIONES
##2
&ASE TEØRICA
#ON CAPACIDAD PARA UNIRSE A UN RECEPTOR BIMOLECULAR
3YMLIN !MYLIN
#OMPLEJO FORMADO POR LA PROTEÓNA 0-!2 Y EL 2!0' PARA LA CALCITONINA UNA HORMONA TIROIDEA
3E APROBØ EN %%55 EN MARZO DE
!GONISTA INVERSO
.INGUNO TODAVÓA
2ECEPTOR DE LA GRELINA CON ACTIVIDAD CONSTITUTIVA ALOJADO EN EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL
&ASE TEØRICA
!GONISTA INVERSO
.INGUNO TODAVÓA
2ECEPTOR DE LA HISTAMINA ( CON ACTIVIDAD CONSTITUTIVA ALOJADO EN EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL
&ASE TEØRICA
!GONISTA INVERSO
.INGUNO TODAVÓA
6ARIOS 2!0' CON ACTIVIDAD CONSTITUTIVA
&ASE TEØRICA
QUE SE TORNAN SENSIBLES AL DILATADOR UN CAMBIO QUE INTENSIlCA EL APORTE SANGUÓNEO A LOS TEJIDOS CRUCIALES PARA EL PARTO $ADO QUE LAS COPROTEÓNAS AFECTAN A LA ACTIVIDAD DE LOS 2!0' PODRÓAN RESULTAR ÞTILES COMO DIANAS FARMA COLØGICAS 0ENSEMOS EN LA MODULI NA UNA COPROTEÓNA QUE SE UNE A LOS RECEPTORES PARA LA SEROTONINA %N EL CEREBRO LA SEROTONINA OPERA COMO UN NEUROTRANSMISOR QUE POTENCIA EL ESTADO DE ÈNIMO DE AHÓ SU POPULA RIDAD EL 0ROZAC Y OTROS ANTIDEPRE SIVOS INCREMENTAN EL NIVEL CEREBRAL DE SEROTONINA &UERA DEL CEREBRO OPERA SOBRE LOS INTESTINOS Y LOS VASOS SANGUÓNEOS %XISTEN MÞLTIPLES SUBTI POS DE RECEPTORES PARA LA SEROTONINA !DEMÈS LA MODULINA AlNA AÞN MÈS LOS EFECTOS DE LA SEROTONINA SOBRE DETERMINADAS CÏLULAS MEDIANTE LA AL TERACIØN DE LA SENSIBILIDAD DE ALGÞN SUBTIPO HACIA ÏSTA !SÓ UN FÈRMACO QUE REMEDASE O INHIBIESE A LA MO DULINA INCREMENTARÓA O DISMINUIRÓA LA SENSIBILIDAD DE CIERTOS RECEPTORES PARA LA SEROTONINA EN DETERMINADOS TIPOS CELULARES 4AL SUSTANCIA SERVIRÓA PARA EL TRATAMIENTO DE TRASTORNOS TAN DIVERSOS COMO LA ESQUIZOFRENIA O LOS GASTROINTESTINALES INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
3E ESTIMA QUE DE LOS GENES HUMANOS QUE PRESUNTAMENTE CORRES PONDEN A 2!0' UNOS ENCIERRAN LOS PLANOS DE DIANAS FARMACOLØGICAS POTENCIALES %N EL PASADO LA INVESTI GACIØN FARMACÏUTICA SE HABRÓA CENTRA DO EN EL DESARROLLO DE INHIBIDORES O AGONISTAS CLÈSICOS DIRIGIDOS AL CENTRO ACTIVO DEL RECEPTOR 3IN EMBARGO AHO RA ANTE LA ABUNDANCIA DE 2!0' QUE OFRECEN MÞLTIPLES PUNTOS DE ATAQUE LAS VÓAS PARA EL DISE×O DE NUEVAS
TERAPIAS SE MULTIPLICAN %L DESARROLLO DE UN FÈRMACO DESDE EL DESCUBRI MIENTO HASTA LA COMERCIALIZACIØN PA SANDO POR LOS ENSAYOS CLÓNICOS QUE GARANTIZAN SU ElCACIA Y SEGURIDAD PUEDE LLEVAR QUINCE O INCLUSO VEINTE A×OS CUALQUIER PREDICCIØN DETALLADA RESULTARÓA POR TANTO PREMATURA .O OBSTANTE LOS NUEVOS DESCUBRIMIENTOS SOBRE EL CONTROL DE LOS 2!0' SUGIE REN QUE ESTOS VIEJOS CONOCIDOS DARÈN TODAVÓA MUCHO MÈS DE SÓ
El autor Terry Kenakin viene aplicando la farmacología de receptores al desarrollo de medicamentos desde hace unos tres decenios.
Bibliografía complementaria NOVEL GPCRS AND THEIR ENDOGENOUS LIGANDS: EXPANDING THE BOUNDARIES OF PHYSIOLOGY AND PHARMACOLOGY. A. Marchese, S. R. George, L. F. Kolakowski, K. R. Lynch y B. F. O’Dowd en Trends in Pharmacological Sciences, vol. 20 n.o 9, págs. 370-375; 1 de septiembre de 1999. DRUG DISCOVERY: A HISTORICAL PERSPECTIVE. J. Drews en Science, vol. 287, págs. 19601964; 17 de marzo de 2000. G-PROTEIN-COUPLED RECEPTOR INTERACTING PROTEINS: EMERGING ROLES IN LOCALIZATION AND SIGNAL TRANSDUCTION. A. E. Brady y L. E. Limbird en Cellular Signalling, volumen 14, n.o 4, págs. 297-309; abril de 2002. A PHARMACOLOGY PRIMER: THEORY, APPLICATION AND METHODS. Terry Kenakin. Academic Press; Elsevier, 2003.
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1. LA NUEVA VISION de una Tierra primigenia cubierta hace 4400 millones de años por océanos difiere del mundo abrasador y hostil descrito tradicionalmente en los manuales.
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INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
Una Tierra primigenia fría Los manuales han venido enseñando que el magma cubrió la Tierra en sus primeros 500 millones de años. Quizá no estén en lo cierto: parece que la superficie se enfrió rápidamente y los océanos, los primeros continentes y las condiciones idóneas para la vida surgieron mucho antes de lo que se creía hasta ahora
$/. $)8/.
John W. Valley
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
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MUCHO MÈS RECIENTE DE LOS PRIMEROS SIGNOS FØSILES DE VIDA %N EL CURSO DE LOS ÞLTIMOS CIN CO A×OS SIN EMBARGO LOS GEØLOGOS INCLUIDO MI GRUPO DE INVESTIGACIØN DE LA 5NIVERSIDAD DE 7ISCONSIN EN -ADISON HAN DESCUBIERTO DOCENAS DE CRISTALES DE CIRCØN ANTIGUOS CUYAS COMPOSICIONES QUÓMICAS HAN CAMBIA DO NUESTRA VISIØN DE LOS PRINCIPIOS DE LA 4IERRA ,AS INSØLITAS PROPIEDA DES DE ESTOS CRISTALES TAN TENACES LES PERMITEN CONSERVAR DE FORMA SORPREN DENTE POTENTES INDICIOS DE LA NATURA LEZA DEL ENTORNO EN QUE SE FORMARON %STAS DIMINUTAS CÈPSULAS DEL TIEMPO APORTAN DATOS QUE SUGIEREN QUE MILLONES DE A×OS ANTES DE LO QUE SE PENSABA HABÓA YA OCÏANOS HABITABLES PARA LAS PRIMITIVAS FORMAS DE VIDA Y QUIZÈ CONTINENTES
El enfriamiento
$ESDE EL SIGLO 8)8 SE HA ESTADO IN TENTADO CALCULAR EL TIEMPO QUE TAR DØ LA 4IERRA EN ENFRIARSE PERO POCOS CONlARON EN ENCONTRAR ALGUNA PRUEBA SØLIDA 0ESE A QUE LOS OCÏANOS DE MAGMA ALCANZARAN EN UN PRINCIPIO TEMPERATURAS SUPERIORES A LOS MIL GRADOS #ELSIUS LOS CÈLCULOS TERMO DINÈMICOS SUGIRIERON LA TENTADORA PO SIBILIDAD DE QUE LA 4IERRA PRIMITIVA FUESE MÈS TEMPLADA LA CORTEZA PUDO HABERSE SOLIDIlCADO EN LA SUPERlCIE EN UN PERÓODO DE MILLONES DE A×OS #OMO EL PLANETA SE IBA ENDU RECIENDO POR SU PARTE MÈS EXTERNA LA CRECIENTE CAPA DE ROCA CONSOLIDA DA HABRÓA AISLADO EL EXTERIOR DE LAS ALTAS TEMPERATURAS INTERNAS 3I HUBO SUlCIENTES PERÓODOS DE INACTIVIDAD ENTRE LOS MAYORES IMPACTOS DE ME TEORITOS SI LA CORTEZA FUE ESTABLE Y SI LA ENRARECIDA ATMØSFERA PRIMIGENIA NO ATRAPØ DEMASIADO CALOR LAS TEMPE RATURAS DE LA SUPERlCIE PODRÓAN HABER DESCENDIDO POR DEBAJO DEL PUNTO DE
Resumen/Circones: Cápsulas del tiempo
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$URANTE MUCHO TIEMPO SE HA CREÓDO QUE EN NUESTRO PLANETA PERDURA RON UNAS CONDICIONES ABRASADORAS HASTA UNOS MILLONES DE A×OS DESPUÏS DE SU FORMACIØN HACE MILLONES DE A×OS 0ERO AHORA SE SABE GRACIAS A UNOS DIMINUTOS CRISTALES DE CIRCØN QUE CONTIENEN CLARAS SE×ALES DE CØMO Y CUÈNDO SE ORIGINARON QUE LA 4IERRA SE ENFRIØ MUCHO ANTES QUIZÈ YA HACE MILLONES DE A×OS !LGUNOS CIRCONES ANTIGUOS PRESENTAN INCLUSO UNA COMPOSICIØN QUÓMICA HEREDADA DEL MEDIO MÈS FRÓO Y HÞMEDO NECESARIO PARA LA EVOLUCIØN DE LA VIDA
2. LA VIEJA VISION de la Tierra joven como un planeta abrasador: Life Magazine, 8 de diciembre de 1952.
EBULLICIØN DEL AGUA !DEMÈS EL 3OL PRIMITIVO ERA MÈS DÏBIL Y APORTABA MENOS ENERGÓA !UN ASÓ PARA MUCHOS EL NACIMIEN TO ÓGNEO Y LOS ESCASOS INDICIOS EN EL REGISTRO GEOLØGICO SE×ALABAN UN CLIMA PROLONGADAMENTE ULTRACÈLIDO ,A ROCA INTACTA MÈS ANTIGUA QUE SE CONOCE ES EL GNEIS DE !CASTA EN LOS 4ERRITORIOS CANADIENSES DEL .OROESTE DE MILLONES DE A×OS DE ANTIGàEDAD %STA ROCA SE FORMØ A GRAN PROFUNDIDAD Y NO APORTA INFORMACIØN SOBRE LAS CON DICIONES DE LA SUPERlCIE -UCHOS DA BAN POR SENTADO QUE LAS CONDICIONES INFERNALES DE LA SUPERlCIE DEL PLANETA HABRÓAN HECHO DESAPARECER CUALQUIER ROCA QUE SE HUBIERA FORMADO CON AN TERIORIDAD ,AS ROCAS MÈS ANTIGUAS DE LAS QUE CONSTA QUE SE ORIGINARON BAJO EL AGUA Y POR LO TANTO EN AM BIENTES HASTA CIERTO PUNTO FRÓOS NO SE CONSTITUYERON ANTES DE HACE MILLONES DE A×OS %SOS SEDIMENTOS QUE AmORAN EN )SUA AL SUROESTE DE 'ROENLANDIA CONTIENEN TAMBIÏN LOS PRIMEROS INDICIOS DE VIDA ;VÏASE h,AS PRIMERAS FORMAS DE VIDA A DEBATEv POR 3ARAH 3IMPSON ).6%34)'!#)». 9 #)%.#)! JUNIO = ,OS CRISTALES DE CIRCØN EMPEZARON A APORTAR NUEVA INFORMACIØN ACERCA DE LA 4IERRA PRIMITIVA CUANDO EN LA DÏCADA DE LOS OCHENTA UNOS RAROS GRANOS PROCEDENTES DE LAS REGIONES DE *ACK (ILLS Y EL -ONTE .ARRYER EN !USTRALIA /CCIDENTAL SE CONVIRTIERON EN LOS MATERIALES TERRESTRES MÈS ANTI GUOS CONOCIDOS HASTA ESE MOMENTO EL MÈS VIEJO TENÓA CASI MILLONES DE A×OS 3IN EMBARGO LA INFORMACIØN QUE PROPORCIONARON ESOS CIRCONES FUE AMBIGUA EN PARTE PORQUE NO SE SA BÓA DE QUÏ TIPO DE ROCA PROCEDÓAN 5NA VEZ FORMADOS LOS CRISTALES DE CIRCØN PERDURAN TANTO QUE PERMA NECEN AUNQUE SU ROCA MADRE AmO RE EN SUPERlCIE Y LA DESTRUYAN LOS AGENTES ATMOSFÏRICOS Y LA EROSIØN %L VIENTO Y EL AGUA PUEDEN ENTONCES TRANSPORTAR LOS GRANOS SUPERVIVIENTES INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
4)-% ,)&% 0)#452%3'%449 )-!'%3
E
N SU INFANCIA HACE UNOS MILLONES DE A×OS LA 4IERRA BRILLABA COMO UNA TENUE ESTRELLA /CÏANOS DE MAGMA INCANDESCENTE EN TRE AMARILLO Y ANARANJADO CUBRÓAN LA SUPERlCIE TRAS LAS REPETIDAS COLISIONES CON ROCAS ENORMES ALGU NAS DEL TAMA×O DE PEQUE×OS PLANE TAS QUE ORBITABAN ALREDEDOR DEL 3OL RECIÏN FORMADO #ADA UNO DE ESOS CUERPOS A UNA VELOCIDAD MEDIA VECES LA DEL SONIDO ABRASABA LA SU PERlCIE LA HACÓA A×ICOS LA FUNDÓA E INCLUSO LA EVAPORABA -UY PRONTO EL DENSO HIERRO PRE CIPITØ EN LOS OCÏANOS DE MAGMA Y FORMØ EL NÞCLEO METÈLICO ,IBERØ ASÓ ENERGÓA GRAVITACIONAL COMO PARA FUN DIR EL PLANETA ENTERO $URANTE CIENTOS DE MILLONES DE A×OS SIGUIØ HABIENDO CONTINUOS IMPACTOS DE METEORITOS !LGUNOS PRODUCÓAN CRÈTERES DE MÈS DE MIL KILØMETROS DE DIÈMETRO !L MISMO TIEMPO LA DESINTEGRACIØN DE ELEMENTOS RADIACTIVOS GENERABA EN LAS PROFUNDIDADES DE LA 4IERRA CALOR A UN RITMO QUE SEXTUPLICABA EL ACTUAL %STAS CONDICIONES ABRASADORAS TU VIERON QUE SUAVIZARSE PARA QUE LAS ROCAS FUNDIDAS SE SOLIDIlCARAN Y FOR MASEN LA CORTEZA SE CONSTITUYESEN LOS CONTINENTES LA ATMØSFERA DENSA Y CARGADA DE VAPOR SE CONDENSARA EN AGUA LÓQUIDA Y LA VIDA ORIGINARIA EVOLUCIONARA Y PERSISTIERA z#UÈNTO TIEMPO TARDØ EN ENFRIARSE LA SUPER lCIE DE LA 4IERRA TRAS SU ARDIENTE NACIMIENTO 0OR LO GENERAL SE HA SUPUESTO QUE ESE AMBIENTE INFERNAL SE MANTUVO UNOS MILLONES DE A×OS LA ERA QUE RECIBE EL NOMBRE DE (A DEANA ,OS ELEMENTOS DE JUICIO MÈS IMPORTANTES EN FAVOR DE ESTA CIFRA SON LA APARENTE INEXISTENCIA DE ROCAS INALTERADAS DE EDAD SUPERIOR A LOS MILLONES DE A×OS Y EL CARÈCTER
LAS REGIONES MAS ANTIGUAS DEL PLANETA
'NEIS DE !CASTA LA ROCA INTACTA MÈS ANTIGUA MILLONES DE A×OS DE ANTIGàEDAD
3EDIMENTOS DE )SUA INCLUYEN LOS INDICIOS DE VIDA MÈS ANTIGUOS MILLONES DE A×OS DE ANTIGàEDAD
2OCAS MÈS ANTIGUAS DE MILLONES DE A×OS )NFERIDAS !m ORADAS
#IRCONES DE *ACK (ILLS EL MATERIAL MÈS ANTIGUO DE LA 4IERRA MILLONES DE A×OS DE ANTIGàEDAD
,ECHO DE GRAVA FØSIL EN *ACK (ILLS ARRIBA QUE CONTIENE LOS CIRCONES MÈS ANTIGUOS DEL MUNDO DESCUBIERTOS HASTA HOY 3E TRITURARON Y CLASIl CARON CENTENA RES DE KILOGRAMOS DE ESTA ROCA ABAJO PARA ENCONTRAR CRISTALES EN LOS QUE SE OBSERVAN SIGNOS DE CONDICIONES AMBIENTALES FRÓAS HACE MÈS DE MILLONES DE A×OS
,5#9 2%!$).' )++!.$! &5%.4% 7),,)!- ( 0%#+ 5NIVERSIDAD #OLGATE MAPA */(. 7 6!,,%9 FOTOGRAFÓA
,AS ROCAS DE HACE MÈS DE MILLONES DE A×OS Am ORAN O SE ENCUENTRAN EN EL SUBSUELO INMEDIATO DE MUCHOS PUNTOS DEL PLANETA ROJO PROBABLEMENTE SE ESCONDEN TAMBIÏN BAJO ROCAS MÈS JØVENES A LO LARGO DE REGIONES AÞN MÈS EXTENSAS ROSA %S POSIBLE QUE SE DESCUBRAN CRISTALES DE CIRCØN DE LA ANTIGàEDAD DE LOS DE *ACK (ILLS AL OESTE DE !USTRALIA EN ALGUNO DE ESOS LUGARES
A GRANDES DISTANCIAS ANTES DE QUE SE INCORPOREN A DEPØSITOS DE ARENA Y GRAVAS QUE MÈS TARDE SE SOLIDIl CARÈN EN UNA ROCA SEDIMENTARIA LOS CIRCONES DE *ACK (ILLS RECOGIDOS QUIZÈS A MILES DE KILØMETROS DE SU ORIGEN SE ENCONTRARON INCRUSTADOS EN UNA GRAVA FØSIL EL hCONGLOMERADO DE *ACK (ILLSv 0ESE A LA EMOCIØN POR DESCUBRIR ESOS FRAGMENTOS DE UNA 4IERRA JOVEN LA MAYORÓA DE LOS CIENTÓl COS Y YO CON ELLOS SIGUIØ ACEPTANDO QUE EL CLIMA DE NUESTRO PLANETA EN SU JU VENTUD FUE HADEANO 3ØLO EN PERMITIERON LOS AVANCES TÏCNICOS ESTUDIAR MÈS A FONDO LOS ANTIGUOS CRISTALES DE CIRCØN DE !USTRALIA /C CIDENTAL ,OS RESULTADOS SOCAVARON ESAS CERTIDUMBRES
Circones
#OSTØ QUE LOS CIRCONES DE !USTRA LIA DESVELASEN SUS SECRETOS 0OR UN LADO *ACK (ILLS Y SUS ALREDEDORES SON POLVORIENTOS YERMOS AL l NAL DE DOS GRANDES EXPLOTACIONES OVINAS "ERRINGARRA Y -ILEURA SITUADAS A UNOS KILØMETROS AL NORTE DE 0ERTH LA CIUDAD MÈS AISLADA DE !USTRALIA %L INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
CONGLOMERADO DE *ACK (ILLS SE DE POSITØ HACE MILLONES DE A×OS Y MARCA EL LÓMITE NOROCCIDENTAL DE UN EXTENSO CONJUNTO DE FORMACIONES ROCOSAS DE MÈS DE MILLONES DE A×OS DE ANTIGàEDAD 0ARA RECUPERAR UN PU×ADO ESCASO DE CIRCONES TUVIMOS QUE RECOGER CIENTOS DE KILOS DE ROCA DE ESTOS Am ORAMIENTOS TAN REMOTOS Y LLEVARLOS AL LABORATORIO PARA TRITURARLOS Y CLASIl CARLOS FUE COMO BUSCAR UNOS CUANTOS GRANOS ESPECIALES EN LA ARENA DE UNA PLAYA 5NA VEZ EXTRAÓDOS DE LA ROCA DONDE ESTABAN INCRUSTADOS SE PUEDE DATAR LOS CRISTALES PORQUE EL CIRCØN ES UN CRONØMETRO IDEAL !DEMÈS DE SU LON GEVIDAD CONTIENEN TRAZAS DE URANIO RADIACTIVO QUE SE DESINTEGRA EN PLOMO A UNA CADENCIA CONOCIDA #UANDO UN CIRCØN SE FORMA A PARTIR DE UN MAG MA SOLIDIl CADO ÈTOMOS DE CIRCONIO SILICIO Y OXÓGENO SE COMBINAN EN PRO PORCIONES EXACTAS :R3I/ PARA CREAR UNA ESTRUCTURA CRISTALINA EXCLUSIVA DEL CIRCØN EL URANIO SUSTITUYE OCASIONAL MENTE ALGUNO DE ESOS ÈTOMOS COMO UNA TRAZA DE IMPUREZA 0OR OTRO LADO LOS ÈTOMOS DE PLOMO SON DEMASIADO GRANDES PARA REEMPLAZAR FÈCILMENTE
CUALQUIERA DE LOS ELEMENTOS DE LA RETÓCULA POR ESO LOS CIRCONES NACEN CASI LIBRES DE PLOMO %L RELOJ URANIO PLOMO EMPIEZA A FUNCIONAR EN CUANTO CRISTALIZA EL CIRCØN $E ESTE MODO LA RELACIØN PLOMOURANIO AUMENTA CON LA EDAD DEL CRISTAL 3E PUEDE DETERMINAR LA EDAD DE UN CIRCØN INTACTO CON UNA PRECISIØN DE UN POR CIENTO RESPECTO A LA EDAD DE LA 4IERRA PRIMIGENIA ELLO SUPONE ALREDEDOR DE MILLONES DE A×OS ,A DATACIØN DE PARTES ESPECÓl CAS DE UN CRISTAL EN PARTICULAR FUE PO SIBLE DESDE PRINCIPIOS DE LOS A×OS OCHENTA CUANDO 7ILLIAM #OMPSTON Y SUS COLABORADORES DE LA 5NIVERSI DAD .ACIONAL DE !USTRALIA EN #AN BERRA INVENTARON UNA MICROSONDA DE IONES DE ALTA RESOLUCIØN !UNQUE LA MAYORÓA DE LOS CIRCONES RESULTAN CASI IMPERCEPTIBLES A SIMPLE VISTA LA MI CROSONDA DE IONES DISPARA UN HAZ DE IONES TAN PRECISO Y CONCENTRADO QUE PUEDE ARRANCAR UN PEQUE×O NÞ MERO DE ÈTOMOS DE CUALQUIER PARTE DE LA SUPERl CIE DEL CIRCØN QUE SE ESCOJA 5N ESPECTRØMETRO DE MASAS CALCULA ENTONCES LA COMPOSICIØN DE ESOS ÈTOMOS MEDIANTE LA COMPARA 25
OBTENCION DE PRUEBAS $E UN SOLO CRISTAL DE CIRCØN PUEDE APRENDERSE MUCHO ACERCA DEL ANTIGUO AMBIENTE DE LA 4IERRA CORTE TRANSVER SAL ABAJO 0RIMERO SE INTRODUCE EL CIRCØN EN UNA RESINA EPOXY DESPUÏS SE TRABAJA Y PULE EL CRISTAL HASTA QUE MUESTRE UNA SUPERlCIE INMACULADA 5N MICROSCOPIO ELECTRØNICO DE BARRIDO IDENTIlCA LAS PAUTAS DE CRECIMIENTO DEL CIRCØN Y CUALQUIER FRAGMENTO MENOR DE MINERALES ATRAPADOS DURANTE SU CRECIMIENTO ,AS INCLUSIONES DE CUARZO POR EJEMPLO SE DAN SOBRE TODO EN CIRCONES PROCEDENTES DEL GRANITO TIPO DE ROCA CARACTERÓSTI CO DE LOS CONTINENTES 5NA MICROSONDA DE IONES CREA UNA PEQUE×A CÈMARA ARRANCANDO ÈTOMOS DE LA SUPERlCIE PULIDA CON UN ESTRE CHO HAZ DE IONES E IDENTIlCA DICHOS ÈTOMOS POR COMPA RACIØN DE SUS MASAS 0ARA DETERMINAR LA EDAD DEL CRISTAL SE MIDEN LOS ÈTOMOS DE URANIO Y PLOMO DOS IMPUREZAS ATRAPADAS EN LA ESTRUCTURA ATØMICA DEL CIRCØN #OMO LA
DESINTEGRACIØN RADIACTIVA DEL URANIO EN PLOMO OCURRE A UNA CADENCIA CONSTANTE CUANTO MÈS PLOMO HAYA CON RESPECTO AL URANIO MÈS ANTIGUO SERÈ EL CRISTAL 3E SIGUE TRABAJANDO LA SUPERlCIE HASTA DESCUBRIR UNA CAPA MÈS PROFUNDA DEL CRISTAL DONDE LA MICROSONDA ABRE UNA SEGUNDA CÈMARA EN EL MISMO SITIO QUE LA PRIMERA !HORA SE MIDEN LOS ÈTOMOS DE OXÓGENO UNO DE LOS TRES ELEMENTOS QUE COMPONEN UN CIRCØN ,A RELACIØN ENTRE CIERTOS ISØTOPOS DE OXÓGENO ÈTOMOS DE OXÓGENO CON DIFERENTES MASAS REVELA SI LAS PROPIEDADES DEL CIRCØN CORRESPONDEN A CONDICIONES CÈLIDAS O FRÓAS 3E CREA UNA TERCERA CÈMARA PARA MEDIR LA ABUNDANCIA DE ALGUNOS ELEMENTOS DE TRAZA IMPUREZAS QUE SUPONEN MENOS DEL POR CIENTO DE LA ESTRUCTURA DEL CRISTAL !LGU NOS DE ESOS ELEMENTOS ABUNDAN EN LA CORTEZA CONTINENTAL 3UPERlCIE PULIDA DEL CIRCØN
)NCLUSIONES DE CUARZO
&ASES DE CRECIMIENTO CRISTALINO
#ÈMARAS DE MICROSONDA PARA EL URANIO PLOMO
0OSICIØN DE LA DATACIØN MÈS ANTIGUA MEDIANTE EL URANIO PLANO
3EGUNDA SUPERlCIE PULIDA #ÈMARA PARA EL ELEMENTO TRAZA
3UPERlCIE EXTERNA EROSIONADA POR ABRASIØN &ORMA ORIGINAL RECTILÓNEA DEL CRISTAL
%L CIRCØN MÈS ANTIGUO DE LA 4IERRA VISTO AQUÓ EN UNA IMAGEN CATODOLUMINISCENTE TIENE MILLONES DE A×OS
DE CERCA %STOS CIRCONES ROJOS DERECHA FOTOGRAlADOS CERCA DE LA NARIZ DE 2OOSEVELT EN UNA MONEDA DE DIEZ CENTAVOS PARA QUE SE VEA LA ESCALA PROCEDEN DE LA MISMA MUESTRA DE ROCA QUE CONTENÓA EL CRISTAL MÈS ANTIGUO DE LA 4IERRA 5NA MICROSONDA DE IONES COMO LA DEL LABORATORIO DEL AUTOR EN LA 5NIVERSIDAD DE 7ISCONSIN EN -ADISON MÈS A LA DERECHA PUEDE ANALIZAR RELACIONES ISOTØPICAS O ELEMENTOS DE TRAZA EN PUNTOS CON UN DIÈMETRO DE SØLO UNA QUINCEAVA PARTE DEL DIÈMETRO DEL PROPIO CRISTAL
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INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
*/(. 7 6!,,%9 LABORATORIO 3)-/. ! 7),$% 5NIVERSIDAD 4ECNOLØGICA #UR TIN CIRCØN ANTIGUO !,&2%$ 4 +!-!*)!. &5%.4% !!2/. * #!6/3)% 5.)6%23)$!$ $% 7)3#/.3). %. -!$)3/. ESQUEMA DEL CIRCØN Y CIRCONES ROJOS
#ÈMARA PARA LOS ISØTOPOS DE OXÓGENO
CIØN DE SUS MASAS &UE EL GRUPO DE #OMPSTON JUNTO CON 2OBERT 4 0ID GEON 3IMON ! 7ILDE Y *OHN "AXTER ENTONCES EN LA 5NIVERSIDAD #URTIN DE 4ECNOLOGÓA TAMBIÏN EN !USTRALIA EL QUE DATØ EN LOS CIRCONES DE *ACK (ILLS #ONOCEDOR DE TODO ESTO ME PUSE EN CONTACTO CON 7ILDE !CCEDIØ A IN VESTIGAR DE NUEVO LAS DATACIONES DE LOS CIRCONES DE *ACK (ILLS A PARTIR DE LA RELACIØN URANIO PLOMO COMO PARTE DE LA TESIS DOCTORAL DE MI ALUMNO 7ILLIAM ( 0ECK HOY PROFESOR DE LA 5NIVERSIDAD #OLGATE %N MAYO DE 7ILDE ANALIZØ CRISTALES NO DATADOS CON UNA MICROSONDA DE IONES DE ALTA RESOLUCIØN RElNADA DE LA 5NIVERSIDAD #URTIN %NCONTRØ CINCO QUE SOBREPASABAN LOS MI LLONES DE A×OS DE ANTIGàEDAD !LGUNAS MUESTRAS DE LA ,UNA Y -ARTE TIENEN EDADES PARECIDAS ,OS METEORITOS SON EN GENERAL MÈS ANTIGUOS 0ERO NO SE HABÓA ENCONTRADO NI ESPERADO ENCONTRAR NADA DE ESA ÏPOCA QUE PROCEDIESE DE NUESTRO PLANETA #ASI TODO EL MUNDO DABA POR SENTADO QUE CIRCONES DE TAMA×A EDAD SI HUBIERAN EXISTIDO ALGUNA VEZ HABRÓAN SIDO DES TRUIDOS POR LAS CONDICIONES DINÈMICAS DE LA ÏPOCA (ADEANA 5NOS POCOS EN CAMBIO CONlÈBAMOS EN QUE LOS DESCUBRIMIENTOS MÈS INTERESANTES ES TABAN AÞN POR LLEGAR
!!2/. * #!6/3)% 5NIVERSIDAD DE 7INCONSIN EN -ADISON
Vestigios de antiguos océanos
0ECK Y YO NOS INTERESAMOS POR LOS CIRCONES DE 7ILDE PROCEDENTES DE !USTRALIA /CCIDENTAL PORQUE ESTÈBA MOS BUSCANDO MUESTRAS BIEN CONSER VADAS DEL OXÓGENO MÈS ANTIGUO DE LA 4IERRA 3ABÓAMOS QUE UN CIRCØN PODÓA CONTENER PRUEBAS NO SØLO DE CUÈNDO SE FORMØ LA ROCA QUE LO ALO JABA SINO TAMBIÏN DE CØMO SE FORMØ ÏSTA %N PARTICULAR ÓBAMOS A APOYAR NOS EN LAS PROPORCIONES RELATIVAS DE LOS ISØTOPOS DE OXÓGENO PARA ESTIMAR LAS TEMPERATURAS DE LOS PROCESOS QUE DESEMBOCARON EN LA FORMACIØN DE MAGMAS Y ROCAS ,OS GEOQUÓMICOS MIDEN LA PROPOR CIØN RELATIVA DEL OXÓGENO / UN ISØTOPO RARO CON OCHO PROTONES Y NEUTRONES QUE REPRESENTA UN POR CIENTO DEL OXÓGENO DE LA 4IERRA Y EL OXÓGENO / EL ISØTOPO DE OXÓ GENO MÈS COMÞN CON OCHO PROTONES Y OCHO NEUTRONES QUE COMPRENDE APROXIMADAMENTE EL POR CIEN TO DEL OXÓGENO ! TALES ISØTOPOS SE INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
LES LLAMA ESTABLES PORQUE NO SUFREN DESINTEGRACIØN RADIACTIVA Y POR LO TANTO NO CAMBIAN ESPONTÈNEAMENTE CON EL TIEMPO SIN EMBARGO LAS PRO PORCIONES DE / Y / INCORPORADAS AL FORMARSE UN CRISTAL VARÓAN SEGÞN LA TEMPERATURA AMBIENTAL Y EL TIEMPO DE FORMACIØN DEL CRISTAL ,A RELACIØN // SE CONOCE BIEN EN EL CASO DEL MANTO TERRESTRE LA GRUESA CAPA DE KILØMETROS QUE SE HALLA INMEDIATAMENTE BAJO LA lNA CAPA DE A KILØMETROS DE GRO SOR DE LOS CONTINENTES Y LA CORTEZA OCEÈNICA ,OS MAGMAS FORMADOS EN EL MANTO SIEMPRE TIENEN UNAS PRO PORCIONES RELATIVAS DE ISØTOPOS DE OXÓGENO SIMILARES 0ARA MAYOR SENCI LLEZ ESTA RELACIØN SE CALIBRA RESPECTO A LA EXISTENTE EN EL AGUA DE MAR Y SE LA EXPRESA MEDIANTE ,A / DEL OCÏANO ES POR DElNICIØN Y LA / DEL CIRCØN PROCEDENTE DEL MANTO ES DE LO QUE SIGNIlCA QUE ÏSTE TIENE UNA RELACIØN // SUPERIOR A LA DEL AGUA DE MAR 0OR ESTA RAZØN 0ECK Y YO MISMO ESPERÈBAMOS ENCONTRAR UN VALOR DEL MANTO PRIMITIVO CERCANO A CUAN DO TRAJIMOS LOS CIRCONES DE 7ILDE ENCONTRADOS EN *ACK (ILLS INCLUIDOS LOS CINCO MÈS ANTIGUOS A LA 5NI VERSIDAD DE %DIMBURGO !LLÓ *OHN #RAVEN Y #OLIN 'RAHAM NOS AYUDARON CON OTRA MICROSONDA DE IONES MUY APROPIADA PARA MEDIR RELACIONES DE ISØTOPOS DE OXÓGENO (ABÓAMOS TRABA JADO CON ELLOS DURANTE DIEZ A×OS PARA PERFECCIONAR ESTA TÏCNICA ,OGRAMOS ANALIZAR MUESTRAS DE UNA MILLONÏSIMA PARTE DEL TAMA×O DE LAS QUE POR AQUEL ENTONCES SE PODÓAN ANALIZAR EN MI LABORATORIO DE 7ISCONSIN 4RAS ONCE DÓAS DE ANÈLISIS A JORNADA COMPLETA lNALIZAMOS LAS MEDIDAS Y DESCUBRI MOS QUE NUESTRAS PREDICCIONES ERAN ERRØNEAS ,OS VALORES DE LA / LLE GABAN INCLUSO A z1UÏ PODÓAN SIGNIlCAR ESTAS RELA CIONES TAN ALTAS DE LOS ISØTOPOS DE OXÓGENO ,A RESPUESTA HABRÓA SIDO OBVIA EN EL CASO DE LAS ROCAS MÈS RECIENTES PARA LAS QUE MUESTRAS ASÓ SON COMUNES LAS ROCAS DE LA SUPER lCIE TERRESTRE A BAJAS TEMPERATURAS PUEDEN ALCANZAR ALTAS RELACIONES DE ISØTOPOS DE OXÓGENO SI INTERACTÞAN QUÓMICAMENTE CON LA LLUVIA O EL AGUA DEL OCÏANO %SAS ROCAS CON UNA ALTA / SI SUBDUCEN Y SE FUNDEN SE CONVIERTEN EN MAGMA QUE RETIENE AL TOS VALORES DE / %STOS VALORES SE
MANTIENEN EN LOS CIRCONES DURANTE SU CRISTALIZACIØN !SÓ PUES SE REQUIEREN AGUA LÓQUIDA Y BAJAS TEMPERATURAS EN LA SUPERlCIE DE LA 4IERRA PARA QUE SE FORMEN CIRCONES Y MAGMAS CON ALTAS / NO SE CONOCE NIN GÞN OTRO PROCESO QUE PRODUZCA DICHO RESULTADO %L HALLAZGO DE ALTAS RELACIONES DE ISØTOPOS DE OXÓGENO EN LOS CIRCONES DE *ACK (ILLS LLEVABA A PENSAR QUE HUBO AGUA LÓQUIDA EN LA SUPERlCIE DE LA 4IERRA AL MENOS MILLONES DE A×OS ANTES DE LA FORMACIØN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS MÈS ANTIGUAS LAS DE )SUA EN 'ROENLAN DIA 3I EN EFECTO LA HUBO LO MÈS PROBABLE ES QUE TAMBIÏN HUBIERA YA GRANDES OCÏANOS %L CLIMA DE LA 4IERRA PRIMIGENIA SE HABRÓA PARECIDO MÈS A UNA SAUNA QUE A UNA BOLA DE FUEGO HADEANA
Pistas continentales
z0ODEMOS BASAR UNAS CONCLUSIONES TAN IMPORTANTES SOBRE LA HISTORIA DE LA 4IERRA EN UNOS POCOS CRISTALES DIMINUTOS $EMORAMOS LA PUBLICA CIØN DE NUESTROS HALLAZGOS DURANTE UN A×O PARA REVISAR DOS VECES LOS ANÈLISIS -IENTRAS TANTO OTROS GRU POS SACABAN ADELANTE SUS PROPIAS INVESTIGACIONES DE LOS CRISTALES DE *ACK (ILLS 3TEPHEN * -OJZSIS DE LA 5NIVERSIDAD DE #OLORADO Y SUS COLABORADORES DE LA 5NIVERSIDAD DE #ALIFORNIA EN ,OS !NGELES CONlR MARON NUESTROS RESULTADOS %N PUBLICAMOS A LA PAR ARTÓCULOS QUE DESCRIBÓAN NUESTROS DESCUBRIMIENTOS ! MEDIDA QUE SE EXTENDÓAN ENTRE LOS CIENTÓlCOS LAS POSIBLES IMPLICACIONES DE ESTOS HALLAZGOS FUE HACIÏNDOSE MANIlESTA LA EXCITACIØN QUE SUSCITA BAN %N LA VIOLENCIA SUPERCALENTADA DEL MUNDO HADEANO NO HUBIERAN SOBREVIVIDO MUESTRAS VÈLIDAS PARA SU ESTUDIO POR LOS GEØLOGOS 0ERO ESTOS CIRCONES DEJABAN VISLUMBRAR UN MUNDO MÈS BENIGNO Y FAMILIAR A LA VEZ QUE PROPORCIONABAN UN MEDIO PARA DESENTRA×AR SUS SECRETOS 3I EL CLIMA DE LA 4IERRA FUE PRONTO TAN FRÓO COMO PARA PERMITIR LA EXISTENCIA DE OCÏANOS DE AGUA QUIZÈ LOS CIRCONES NOS DIRÓAN SI EXISTÓAN YA POR ENTONCES TAMBIÏN LOS CONTINENTES Y OTRAS ES TRUCTURAS DE LA 4IERRA MODERNA 0ARA 27
LO QUE NOS CUENTAN ,OS CIRCONES DE *ACK (ILLS EN !USTRALIA OCCIDENTAL HAN CAMBIADO LA MANERA DE PENSAR RESPECTO A LA HISTORIA MÈS ANTIGUA DE LA 4IERRA %STOS CRISTALES SON LOS MATERIALES TERRESTRES MÈS ANTIGUOS DESCUBIERTOS HASTA EL MOMENTO SE HAN ENCONTRADO CENTENARES FORMADOS HACE MÈS DE
MILLONES DE A×OS -UCHOS DE ESTOS MINÞSCULOS CRONØMETROS OFRECEN CLARAS SE×ALES QUÓMICAS DE QUE EN LA SUPERlCIE DE LA 4IERRA EXISTIERON OCÏANOS DE AGUA Y PUEDE INCLUSO QUE TAMBIÏN CONTINENTES EN UNA ÏPOCA EN QUE SE LA CREÓA FUNDIDA ARDIENTE
EDAD ANTIGUA
OCEANOS FRIOS
%N LA EDAD DEL MÈS ANTIGUO CIRCØN DE *ACK (ILLS MILLONES DE A×OS ROJO COINCIDEN CON EXACTITUD DOS hRELOJESv GEOLØGICOS $OS PARES DE ISØTOPOS URANIO PLOMO EJE VERTICAL Y URANIO PLOMO EJE HORIZONTAL CONFORMAN DOS CRONØMETROS RADIACTIVOS QUE EMPIEZAN A FUNCIONAR CUANDO SE CONSTITUYE EL CIRCØN 3I ESTÈN BIEN CONSERVADOS SUS PROPORCIONES RELATIVAS SE DISPONEN A LO LARGO DE UNA LÓNEA AMARILLO $ATACIONES DE OTRAS PARTES DEL CIRCØN ROSA NO CAEN SOBRE ESTA LÓNEA PORQUE EN ELLAS SE PERDIØ PLOMO AUNQUE SE PUEDE APLICAR UNA CORRECCIØN QUE ENMIENDE ESE DETERIORO
,AS RELACIONES DE ISØTOPOS DE OXÓGENO DE LAS MUESTRAS DE CIRCONES DE *ACK (ILLS AZUL QUE SUPERAN EL SØLO SON POSIBLES SI SU ROCA MADRE SE FORMØ EN UN AMBIENTE LO BASTANTE FRÓO RICO EN AGUA Y CERCANO A LA SUPERlCIE DE LA 4IERRA 3I EL PLANETA HUBIERA ESTADO CUBIERTO DE OCÏANOS DE MAGMA CUANDO SE FORMARON ESTOS CIRCONES LOS VALORES DE ESAS PROPORCIONES SE ACERCARÓAN A COMO OCURRE EN TODOS LOS CRISTALES DE ROCAS CALIENTES ORIGINADAS EN EL INTERIOR PROFUNDO DEL PLANETA ROJO
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¿LOS PRIMEROS CONTINENTES? ,AS SUPERlCIES REDONDEADAS DE ALGUNOS CIRCONES DE *ACK (ILLS OBSERVADOS CON EL MICROSCOPIO ELECTRØNICO DE BARRIDO DEMUESTRAN QUE EL VIENTO Y POSIBLEMENTE EL AGUA CORRIENTE TRANSPORTARON ESTOS CRISTALES A LARGAS DISTANCIAS A TRAVÏS QUIZÈ DE UNA GRAN MASA CONTINENTAL ANTES DE QUE SE LOS DEPOSITASE DERECHA ,OS CIRCONES HALLADOS CERCA DE SU ORIGEN MANTIENEN SUS FORMAS INICIALES MÈS A LA DERECHA %L GRAN NÞMERO DE CIRCONES ANTIGUOS Y EROSIONADOS DE *ACK (ILLS DA A ENTENDER QUE PROCEDÓAN DE ROCAS MUY EXTENDIDAS
AVERIGUARLO TENDRÓAMOS QUE OBSERVAR MÈS DETALLADAMENTE EL INTERIOR DE LOS CRISTALES )NCLUSO LOS CIRCONES MÈS PEQUE ×OS CONTIENEN OTROS MATERIALES QUE QUEDARON ATRAPADOS A MEDIDA QUE CRECÓA EL CIRCØN A SU ALREDEDOR %SAS INCLUSIONES EN LOS CIRCONES PUEDEN DESVELAR MUCHA INFORMACIØN SOBRE LA PROCEDENCIA Y PAUTAS DE CRECIMIENTO DEL CRISTAL Y LA COMPOSICIØN DE LOS ELEMENTOS DE TRAZA #UANDO 0ECK Y YO ESTUDIAMOS EL CIRCØN DE MILLONES DE A×OS DE ANTIGàEDAD POR EJEMPLO ENCONTRAMOS QUE CONTENÓA FRAGMENTOS DE OTROS MINERALES INCLU 28
SO DE CUARZO 2ESULTØ MUY SORPREN DENTE PORQUE EL CUARZO ES MUY RARO EN LAS ROCAS PRIMITIVAS Y NO DEBIØ DE ESTAR EN LA CORTEZA MÈS TEMPRA NA DE LA 4IERRA ,A MAYOR PARTE DEL CUARZO PROCEDE DE ROCAS GRANÓTICAS FRECUENTES EN UNA CORTEZA CONTINENTAL MÈS EVOLUCIONADA 3I LOS CIRCONES DE *ACK (ILLS PRO CEDEN DE UNA ROCA GRANÓTICA EL HA LLAZGO APOYARÓA LA HIPØTESIS DE QUE PROCEDEN DEL PRIMER CONTINENTE DE NUESTRO PLANETA 0ERO LA CAUTELA ES NECESARIA %L CUARZO PUEDE FORMARSE EN LAS ÞLTIMAS ETAPAS DE LA CRISTALI ZACIØN DEL MAGMA A PESAR DE QUE
SU ROCA MADRE NO SEA GRANÓTICA ESE CUARZO SIN EMBARGO ABUNDA BAS TANTE MENOS !SÓ SE HAN HALLADO CIRCONES Y ALGUNOS GRANOS DE CUAR ZO EN LA ,UNA DONDE NUNCA SE HA DESARROLLADO UNA CORTEZA GRANÓTICA DE TIPO CONTINENTAL !LGUNOS SE HAN PREGUNTADO SI LOS PRIMEROS CIRCONES SE FORMARON EN UN MEDIO MÈS PARE CIDO AL DE LA ,UNA PRIMIGENIA O A TRAVÏS DE ALGÞN PROCESO HOY MENOS FRECUENTE QUIZÈ RELACIONADO CON GI GANTESCOS IMPACTOS DE METEORITOS O CON UN VULCANISMO PROFUNDO PERO NO SE HAN ENCONTRADO PRUEBAS CON VINCENTES INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
,5#9 2%!$).' )++!.$! &5%.4% 3)-/. ! 7),$% 5NIVERSIDAD 4ECNOLØGICA #UR TIN URANIO PLOMO ,5#9 2%!$).' )++!.$! &5%.4% */(. 7 6!,,%9 RELACIØN ENTRE LOS ISØTOPOS DE OXÓGENO !!2/. * #!6/3)% 5NIVERSITY OF 7ISCONSIN -ADISON GRANOS DE CIRCØN
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%N EL ÓNTERIN OTRAS PISTAS SOBRE LA CORTEZA CONTINENTAL PROVIENEN DE LOS ELEMENTOS DE TRAZA ESOS ELEMENTOS DE SUSTITUCIØN QUE SE ENCUENTRAN EN LOS CIRCONES EN PROPORCIONES INFE RIORES AL POR CIENTO ,OS CIRCO NES DE *ACK (ILLS CONTIENEN ELEVADAS CONCENTRACIONES DE ESTOS ELEMENTOS AMÏN DE MUESTRAS DE EUROPIO Y CE RIO POR LO GENERAL CREADOS DURANTE LA CRISTALIZACIØN DE LA CORTEZA LA CONCLUSIØN ES QUE LOS CIRCONES SE FORMARON MÈS CERCA DE LA SUPERFICIE DE LA 4IERRA QUE DEL MANTO ! ELLO HEMOS DE A×ADIR QUE LAS PROPORCIO NES RELATIVAS DE LOS ISØTOPOS RADIAC TIVOS DE NEODIMIO Y HAFNIO DOS ELEMENTOS EMPLEADOS PARA LA DATA CIØN DE LOS EVENTOS DE LA FORMACIØN DE LA CORTEZA CONTINENTAL SUGIEREN QUE SE CREARON PORCIONES CONSIDERA BLES DE CORTEZA CONTINENTAL EN UNA FASE TEMPRANA HACE MILLONES DE A×OS ,A DISTRIBUCIØN DE LOS CIRCONES MÈS ANTIGUOS APORTA UNA PRUEBA ADI CIONAL ,A PROPORCIØN DE CIRCONES DE MÈS DE MILLONES DE A×OS SUPERA EL POR CIENTO EN ALGUNAS MUESTRAS DE *ACK (ILLS !DEMÈS LAS SUPERlCIES DE LOS CIRCONES SE HALLAN MUY EROSIONADAS LAS CARAS ANGULA RES ORIGINALES DE LOS CRISTALES ESTÈN REDONDEADAS SE×AL DE QUE RECORRIE RON LARGAS DISTANCIAS z#ØMO PODRÓAN HABER VIAJADO ESTOS CIRCONES CIENTOS O MILES DE KILØMETROS EN FORMA DE POLVO EN SUSPENSIØN Y CONTINUAR CONCENTRADOS SI NO HUBIERAN SIDO ANTA×O MUY NUMEROSOS -ÈS AÞN zCØMO PUDIERON ESTOS CIRCONES EVITAR SU HUNDIMIENTO Y FUSIØN EN EL MANTO CALIENTE SI NO HUBIERA EXISTIDO UNA GRUESA Y ESTABLE CORTEZA CONTINENTAL QUE LOS PRESERVARA %STOS HALLAZGOS IMPLICAN QUE LOS CIRCONES FUERON ALGUNA VEZ ABUNDAN TES Y QUE PROCEDÓAN DE UNA EXTENSA REGIØN ORIGINAL POSIBLEMENTE UNA MASA CONTINENTAL 3I FUE ASÓ PARECE MUY VEROSÓMIL QUE AÞN EXISTAN ROCAS DE ESA EDAD TAN TEMPRANA POSIBILIDAD MÈS QUE ATRACTIVA YA QUE DE UNA ROCA DE TAL ANTIGàEDAD APRENDERÓAMOS MUCHAS COSAS !×ÈDASE QUE LA DISTRIBUCIØN DE LAS EDADES DE LOS CIRCONES MÈS AN TIGUOS ES DESIGUAL 3E ACUMULAN EN CIERTOS PERÓODOS MIENTRAS QUE DE OTRAS ERAS NO SE ENCUENTRAN CIRCONES !ARON * #AVOSIE DE LA 5NIVERSI DAD DE 0UERTO 2ICO HA ENCONTRADO INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
ESTA MISMA CONCENTRACIØN TEMPORAL INCLUSO DENTRO DE ALGUNOS CIRCONES ZONIFICADOS CON UN NÞCLEO DE HACE MILLONES DE A×OS AL QUE RO DEA UN CRECIMIENTO MUY POSTERIOR DE ENTRE Y MILLONES DE A×OS 1UE LA EDAD DEL CIRCØN DE CREZCA DESDE EL NÞCLEO HASTA LOS MÈRGENES NO SORPRENDE YA QUE LOS CRISTALES DE CIRCØN CRECEN CONCÏNTRI CAMENTE POR ADICIØN DE MATERIAL A SU GRANO 0ERO LA GRAN DIFERENCIA DE ANTIGàEDAD Y LOS VACÓOS TEMPORALES ENTRE LOS NÞCLEOS Y LOS MÈRGENES DE ESOS CIRCONES APUNTA A DOS EVENTOS DIFERENTES SEPARADOS POR UN LARGO PARÏNTESIS %N LOS CIRCONES MÈS RE CIENTES Y FÈCILES DE CONSEGUIR ESE TIPO DE RELACIØN TEMPORAL ENTRE EL NÞCLEO Y EL MARGEN SE DEBE A PROCE SOS TECTØNICOS QUE FUNDEN LA CORTEZA CONTINENTAL Y RECICLAN LOS CIRCONES DE SU INTERIOR (AY CIENTÓFICOS QUE SE PROPONEN SOMETER A COMPROBACIØN SI CONDICIONES SIMILARES PRODUJERON LOS CIRCONES DE *ACK (ILLS % "RUCE 7ATSON DEL )NSTITUTO 0OLITÏCNICO 2ENSSELAER Y 4 -ARK (ARRISON DE LA 5NIVERSIDAD .ACIONAL DE !USTRALIA HAN ANUNCIADO NIVELES DE TITANIO POR DEBAJO DE LOS ESPE RADOS EN ESTOS CIRCONES ANTIGUOS LAS TEMPERATURAS DE SUS MAGMAS DE ORIGEN DEBEN DE HABER ESTADO EN TRE LOS Y LOS GRADOS 5NAS TEMPERATURAS TAN BAJAS SØLO FUERON POSIBLES CON ROCA MADRE GRANÓTICA LA MAYORÓA DE LAS ROCAS NO GRANÓTICAS FUNDEN A TEMPERATURAS SUPERIORES Y POR LO TANTO SUS CIRCONES CONTENDRÓAN MÈS TITANIO
Los circones son para siempre
$ESDE QUE ANALIZAMOS LAS PROPOR CIONES RELATIVAS DE LOS ISØTOPOS DE OXÓGENO DE AQUELLOS CINCO CIRCONES DE *ACK (ILLS EN EL CÞMULO DE DATOS QUE APOYAN NUESTRAS CON CLUSIONES HA CRECIDO MUY DEPRISA )NVESTIGADORES DE 0ERTH #ANBERRA 0EKÓN ,OS !NGELES %DIMBURGO %S TOCOLMO Y .ANCY HAN PUESTO DECENAS DE MILES DE CIRCONES DE *ACK (ILLS EN MICROSONDAS IØNICAS EN BUSCA DE LOS QUE TIENEN MÈS DE MILLONES DE A×OS TAMBIÏN SE HAN UTILIZADO OTRAS TÏCNICAS DE DATACIØN %N LOS ÞLTIMOS A×OS SE HAN DES CUBIERTO EN DISTINTOS EMPLAZAMIEN TOS CENTENARES DE CIRCONES DE EDADES COMPRENDIDAS ENTRE LOS Y LOS MILLONES DE A×OS %L GRUPO DE
$AVID 2 .ELSON DEL 3ERVICIO 'EO LØGICO DE !USTRALIA /CCIDENTAL HA DADO CON CIRCONES DE ESA ANTIGàEDAD KILØMETROS AL SUR DE *ACK (ILLS 3E ESTÈN EXPLORANDO OTRAS REGIONES ANTIGUAS DE LA 4IERRA CON LA ESPE RANZA DE HALLAR LOS PRIMEROS CIRCONES DE MÈS DE MILLONES FUERA DE !USTRALIA ,A INTENSA BUSCA PROMUEVE LA ME JORA DE LA TÏCNICA #AVOSIE HA AL CANZADO UNA PRECISIØN MUCHO MAYOR EN LOS ANÈLISIS LLEVA CONTADOS MÈS DE CIRCONES DE *ACK (ILLS CON LA PROPORCIØN RELATIVA ELEVADA DE LOS ISØTOPOS DE OXÓGENO QUE NOS HABLAN DE BAJAS TEMPERATURAS EN SUPERl CIE Y DE OCÏANOS HACE MILLONES DE A×OS #ON MI EQUIPO SIGO BUSCANDO AHORA CON EL PRIMER MODELO DE LA ÞLTIMA GENERACIØN DE MICROSONDAS 3I SE ENCONTRASEN FRAGMENTOS DE LA ROCA MADRE ORIGINAL DE LOS CIRCONES MUCHAS PREGUNTAS SE RESPONDERÓAN 0ERO AUNQUE NO APARECIERAN NUNCA TODAVÓA TENDRÓAMOS MUCHO QUE APREN DER DE ESAS MINÞSCULAS CÈPSULAS DE TIEMPO
El autor John W. Valley se doctoró en 1980 por la Universidad de Michigan en Ann Arbor. Desde entonces ha explorado con sus alumnos la historia geológica de las rocas antiguas de Norteamérica, Australia Occidental, Groenlandia y Escocia. Hoy en día preside la Sociedad Mineralógica de América y ocupa la cátedra Charles R. Van Hise de geología de la Universidad de Wisconsin en Madison, donde ha fundado el laboratorio WiscSIMS.
Bibliografía complementaria A COOL EARLY EARTH. John W. Valley, William H. Peck, Elisabeth M. King y Simon A. Wilde en Geology, vol. 30, n.o 4, páginas 351-354; abril de 2002. MAGMATIC 18O IN 4400-3900 MA DETRITAL CIRCONS: A RECORD OF THE ALTERATION AND RECYCLING OF CRUST IN THE EARLY ARCHEAN. A Cavosie, John W. Valley, Simon A. Wilde y el Edinburgh Ion Microprobe Facility en Earth and Planetary Science Letters, vol. 235, n.o 3, págs. 663-681; 15 de julio, 2005.
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C IENCIA Y GASTRONOMÍA
Hervé This
Menú navideño dedicado a los químicos
!
QUIENES LA QUÓMICA LES INTIMIDA CONFUNDEN LA CIENCIA QUÓMICA PRODUCTORA DE CONOCI MIENTO CON ALGUNAS DE LAS APLICACIONES DE LA MISMA ENTRE ELLAS LOS GASES BÏLICOS 4AM BIÏN LA IDEA DE hCOMER QUÓMICAv ASUSTA 0OR TAL RAZØN PRESENTAMOS UNA PROPUESTA QUE PRETENDE CAMBIAR ESOS PREJUICIOS BAUTIZAREMOS NUEVOS PLATOS DE ELABORACIØN SENCILLA CON GRANDES NOM BRES DE LA CIENCIA 2ELATIVIDAD GUSTATIVA !DEMÈS DE LA NATURALEZA QUÓMICA DE LAS GRASAS A -ICHEL %UGÒNE #HEVREUL LE INTERESA RON TAMBIÏN LOS COLORES TRAS SER NOMBRADO DIREC TOR TÏCNICO DE LA -ANUFACTURA DE LOS 'OBELINOS !LLÓ DESCUBRIØ LA hLEY DEL CONTRASTE SIMULTÈNEO DE LOS COLORESv SEGÞN LA CUAL UN COLOR MODIlCA A LOS COLORES VECINOS POR SU COMPLEMENTARIO !SÓ EL CONTORNO DE UNA MANCHA AZUL SOBRE UN FONDO BLANCO PARECE ENNEGRECIDO EL NEGRO ES EL COMPLEMENTARIO DEL BLANCO A LA VEZ QUE PARECE TE×IR DE AMARILLO EL BLANCO QUE LA CIRCUNDA EL AMARILLO ES EL COMPLEMENTARIO DEL AZUL %STA TEORÓA NO CUENTA TODAVÓA CON UNA CORRES PONDENCIA CULINARIA EXACTA PUES EL EQUIVALENTE GUSTATIVO AL MECANISMO DE INHIBICIØN DE LAS CÏ LULAS FOTORRECEPTORAS POR UNA CÏLULA FOTORRECEP TORA VECINA NO SE HA ELUCIDADO POR COMPLETO 3Ó SABEMOS NO OBSTANTE QUE LA INTENSIDAD DE UN SABOR VARÓA EN FUNCIØN DE SU CONTEXTO !DEMÈS LOS MISMOS MECANISMOS CEREBRALES QUE INTERVIENEN EN EL OLFATO O LA VISTA PARA INHIBIR LA RESPUESTA A UN ESTÓMULO CONSTANTE EL OLOR A CERRADO DE UN CUARTO SIN VENTILAR DEJA DE PERCI BIRSE TRAS PERMANECER LARGO TIEMPO EN ÏL EN UNA HABITACIØN ILUMINADA CON LUZ DE COLOR ACABAMOS POR RECONOCER LOS COLORES DE LOS OBJETOS PUEDEN UTILIZARSE TAMBIÏN EN COCINA 0OR EJEMPLO UN ARROZ SALADO NOS PARECE MUY SALADO SI LO PROBAMOS EN COMPA×ÓA DE LA MISMA MATERIA MENOS SALADA PERO SOSO SI VA ACOMPA×ADO DE ARROZ MÈS SALADO TODAVÓA 5N PLATO COMO ÏSTE CAPAZ DE HACERNOS PERCIBIR LA RELATIVIDAD DE LOS SABORES MERECERÓA EL NOMBRE DE #HEVREUL 5N mAN DE CATEGORÓA ! TAL SE×OR TAL HONOR EL PLATO QUE LLEVARÈ EL NOM BRE DE !NTOINE ,AURENT DE ,AVOISIER NACIDO EN Y GUILLOTINADO EN DURANTE EL 4ERROR CUANDO LA 2EPÞBLICA PENSABA QUE LOS SABIOS ERAN PRESCINDIBLES SERÈ NECESARIAMENTE UN ROYAL UNA PREPARACIØN CLÈSICA QUE SE OBTIENE POR COCCIØN DE UNA DISOLUCIØN ACUOSA CON A×ADIDO DE HUEVO LA COAGULACIØN DE ÏSTE FORMA UNA TEXTURA QUE LA COCINA 30
DENOMINA mAN Y LA FÓSICA GEL h2OYALv SIGNIlCA hREGIOv EN FRANCÏS DE AHÓ EL JUEGO DE PALABRAS 5N ,AVOISIER CORRESPONDERÈ A UNA VERSIØN LÓ MITE DE ESTA RECETA $ADO QUE LOS GELES NECESITAN ALREDEDOR DEL UNO POR CIENTO DE AGENTE GELIlCANTE REDUCIREMOS LA CANTIDAD DE HUEVO CON EL lN DE OBTENER UNA PREPARACIØN LIGERAMENTE CUAJADA QUE NO SEPA A HUEVO SINO A LA DISOLUCIØN ACUOSA EM PLEADA 4OMEMOS POR EJEMPLO TOMATE SE TRITURA SE SAZONA CON ANÓS ESTRELLADO SAL PIMIENTA Y SE A×ADE ALREDEDOR DE UN HUEVO POR CADA LITROS DE JUGO DE TOMATE ,A MEZCLA SE CUECE AL HORNO EN LOS MISMOS RECIPIENTES EN QUE SE SIRVE 0OR lN SE ACOMPA×A DE UNA OBLEA CRUJIENTE QUE OBTENDREMOS AL FREÓR UNA lNA LÈMINA DE MASA DE PAN HARINA Y AGUA 3OPA INSTANTÈNEA EN EMULSIØN /TRO DE LOS GRANDES DE LA QUÓMICA *USTUS VON ,IEBIG 4RAS CREAR EN 'IESSEN UN GRAN LABORATORIO EN EL QUE DESARROLLØ EL ANÈ LISIS QUÓMICO DETERMINACIØN DEL CONTENIDO EN CARBONO E HIDRØGENO DE MUESTRAS ORGÈNICAS SE RETIRØ A -ÞNICH DONDE APLICØ LOS PRINCIPIOS DE LA NACIENTE QUÓMICA ORGÈNICA A LA AGRICULTURA Y A LA ALIMENTACIØN ENTRE OTROS CAMPOS #ONTRIBU YØ TAMBIÏN A LA OBTENCIØN DE CONCENTRADOS DE CALDO DE CARNE POR EVAPORACIØN AL VACÓO DE JUGO DE CARNE PICADA O DE CALDO ,IEBIG MERECE UN PLATO EN EL QUE LA GELATINA SEA LA PRIMA DONNA LE DEDICAREMOS PUES UNA EMULSIØN GELIlCADA $ISOLVAMOS GELATINA EN CALDO DE AVE A×ADAMOS DESPUÏS ACEITE MIENTRAS BATIMOS PARA OBTENER UNA EMULSIØN %SPEREMOS A QUE CUAJE Y TENDREMOS LISTO UN h,IEBIG DE POLLOv *ALEA PARDA DE ZANAHORIAS 3EMEJANTE MENÞ NO PUEDE OLVIDAR A ,OUIS #A MILLE -AILLARD QUÓMICO DE .ANCY QUE EN DESCUBRIØ LAS REACCIONES QUE HOY LLEVAN SU NOMBRE %N ÏSTAS UN AZÞCAR hREDUCTORv GLUCOSA FRUCTOSA REACCIONA CON UN AMINOÈCIDO PARA PRODUCIR UN hCOMPUESTO DE !MADORIv QUE SE REESTRUCTURA Y DA LUGAR A UNA SERIE DE MOLÏCULAS ODORANTES SÈPIDAS Y COLOREADAS ! ESTAS Y OTRAS REACCIONES DEBEMOS EL VIGOROSO SABOR Y EL COLOR MORENO DE LA CORTEZA DE PAN DE LA COSTRA DE LOS ASADOS DEL CHOCOLATE O DEL CAFÏ TORREFACTO -EZCLEMOS ZANAHORIA QUE APORTARÈ LOS AZÞCARES REDUCTORES CON UNA FUENTE DE AMINOÈCIDOS GE LATINA O BIEN UN CALDO DE CARNE CORIÈCEA RICA EN TEJIDO COLAGINOSO #ALENTEMOS LA MIXTURA HASTA LA CASI DESECACIØN APARECERÈ UN COLOR PARDUSCO DEBIDO SOBRE TODO A REACCIONES DE -AILLARD INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
h#IENCIA INFUSAv ! $MITRI -ENDELEIEV PADRE DE LA TABLA PERIØDICA DE LOS ELEMENTOS LE CORRESPONDE RÓA UN PLATO FUNDADO EN UN ENFOQUE SISTEMÈTICO 3EAN SU HOMENAJE LOS DISTINTOS AVATARES DE LA INFUSIØN ,A INFUSIØN CLÈSICA SE OBTIENE POR INMERSIØN DE HIERBAS AROMÈTICAS TÏ MANZANILLA ETCÏTERA EN AGUA CALIENTE .O DEBE CONFUNDIRSE CON LA MACERACIØN EN AGUA FRÓA NI LA COCCIØN EN AGUA HIRVIENTE #ABE PUES UNA CLASIlCACIØN EN FUNCIØN DE LA TEMPERATURA 0ODEMOS VARIAR TAMBIÏN EL DISOLVENTE 3I SUSTITUIMOS EL AGUA POR ALCOHOL O ACEITE OBTENEMOS EN CADA CASO UNA EXTRACCIØN DISTINTA DE MOLÏCULAS ODORANTES O SÈPIDAS !SÓ DAREMOS EL NOMBRE DE h-ENDELEIEV DE PUERRO AL ACEITEv A LA MACERACIØN EN ACEITE DEL VERDE DE LOS PUERROS lNAMENTE TROCEADO %L AUTOR INSTA A UTILIZAR ESTE ACEITE PARA ELABORAR UN ,IEBIG DE PUERRO QUE SE DISPONDRÈ SOBRE UNA CAPA DE GEL DE OLIVAS NEGRAS OBTENIDO POR COCCIØN DE OLIVAS EN AGUA Y GELIlCADO LUEGO MEDIANTE GELATINA "OLLOS DE CASTA×A 0ARMENTIER %L NOMBRE EXISTE YA EN COCINA SE LE DA A LOS PLATOS CON BASE DE PATATA 0ENSEMOS EN EL hHACHÓS 0ARMENTIERv POR EJEMPLO UN PASTEL DE CARNE PICADA CON PURÏ DE PATATAS .O OBSTANTE !NTOINE !UGUSTIN 0ARMENTIER FAR MACÏUTICO AGRØNOMO E INTRODUCTOR DE LA PATATA EN &RANCIA ES MERECEDOR DE ALGO MÈS QUE UN PLATO EN EL QUE SE RECICLAN RESTOS DE CARNE 0ARMENTIER SE PROPUSO HACER PAN CON LA FÏCULA DE LA PATATA 3IN EMBARGO AL CARECER DEL GLUTEN DEL TRIGO QUE CONlERE ELASTICIDAD AL AMASADO DE HARINA Y AGUA OBTENÓA UNA PASTA DEMASIADO COMPACTA 0ARMENTIER PROPUSO ENTONCES EXTRAER EL GLUTEN DEL TRIGO Y A×ADIRLO AL ALMIDØN DE LA PATATA .O OBSTANTE DADO QUE EL ALMIDØN DE LA PATATA RESULTA UN TANTO INSÓPIDO SE RECOMIENDA EL USO DE HARINAS DE SABOR MÈS INTENSO LA DE MAÓZ O LA DE CASTA×AS !×ADAMOS PUES EL GLUTEN Y LA LEVADURA A ALGUNA DE ESTAS HARINAS Y OBTENDRE MOS BOLLOS DE PAN DE CASTA×A O DE MAÓZ 5NOS BOLLOS Ë LA 0ARMENTIER VERDADERAMENTE DIGNOS DEL PERSONAJE 9 DE POSTREx TARTRATOS ,OUIS 0ASTEUR COMENZØ SU CARRERA CON UN SOBERBIO TRABAJO DE QUÓMICA MIENTRAS ESTUDIABA LOS CRISTALES DE TARTRATO Y DE PARATARTRATO OBSERVØ LA INmUENCIA DE LA ESTRUCTURA MOLECULAR SOBRE LA LUZ POLARIZADA 0ERO NO DEGUSTAREMOS AQUÓ LOS TARTRATOS NI LOS PARATARTRATOS PRESENTES EN EL POSO DE LAS BOTELLAS DE VINO SINO EL ÈCIDO TARTÈRICO .OS DAREMOS CUENTA ENSEGUIDA DE QUE LA ACIDEZ ESCONDE MÞLTIPLES MATICES NADA TIENE QUE VER EL SABOR ÈCIDO DEL TARTÈRICO CON EL DEL ACÏTICO POR EJEMPLO z0OR QUÏ ENTONCES EL COCINERO NO OPERA CON MAYOR PRECISIØN Y DOSIlCA A SU CONVENIENCIA INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
CADA UNA DE LAS SUSTANCIAS QUE CONlGURAN SU PLATO #OCINAR CON VINO POR EJEMPLO IMPLICA LA UTILIZACIØN SIMULTÈNEA EN CANTIDADES lJAS DE TARTRATOS ETANOL AGUA Y COMPUESTOS FENØLICOS 0OR SUPUESTO NUMEROSAS MOLÏCULAS ORGÈNICAS EXIGEN CAUTELA YA LO ESCRIBIØ 0ARACELSO h%S LA DOSIS LO QUE HACE EL VENENOv POR LO QUE LA EXPLORACIØN CULINARIA DEBERÈ ACOMETERSE CON SUMA PRUDENCIA 0REPARAREMOS CON EL TARTÈRICO UN ÈCIDO DE ELEGANTE PALADAR UNA JALEA DE PO MELO ROSA A LA TILA 3E PELAN CUATRO POMELOS DEJANDO EN LAS PELA DURAS UN POCO DE CARNE %STA GRUESA PIEL SE CORTA EN CUADRADOS GRANDES LA CARNE DEL POMELO EN RODAJAS lNAS %L ZUMO SE CONSERVA ,UEGO LAS PIELES DE LOS POMELOS SE SANCOCHAN TRES VECES NUNCA ENFRIARLAS CON AGUA FRÓA %N UNA CACE ROLA DE FONDO GRUESO SE ECHAN EL AGUA MINERAL EL ÈCIDO TARTÈRICO GRAMOS LAS PIELES DE LOS POMELOS Y EL MISMO PESO EN AZÞCAR ,A MEZCLA SE CUECE TAPADA Y A FUEGO LENTO DURANTE DOS HORAS 3E REMUEVE A MENUDO CON UNA ESPÈTULA DE MADERA 3E A×ADE LUEGO EL ZUMO Y LAS RODAJAS ,A COCCIØN PROSIGUE A FUEGO LENTO DURANTE OTROS MINUTOS $ESPUÏS SE A×ADE LA TILA ENCERRADA EN UNA BOLSITA DE MUSELINA 3E RETIRA DEL FUEGO Y SE DEJA ENFRIAR EN LA PROPIA CACEROLA REMOVIENDO DE CUANDO EN CUANDO 0OR lN SE VIERTE EN UN RECIPIENTE HERMÏTICO QUE EN LA NEVERA PUEDE CONSERVARSE HASTA UN MES /BTENDREMOS ASÓ UN DELICIOSO ACOMPA×AMIENTO PARA EL HELADO DE VAINILLA Y NUECES Y LAS GALLETAS AL LIMØN SUAVIZADO CON LECHE DE OVEJA COMBINA TAMBIÏN CON lAMBRES -OUSSE GELIlCADA DE MOLÏCULAS CÓTRICAS .O PODEMOS TERMINAR ESTE BANQUETE DEDICADO A LOS QUÓMICOS SIN RECORDAR TAMBIÏN A #HARLES !DOLPHE 7àRTZ QUIEN INTRODUJO EN &RANCIA LA TEORÓA ATØMICA AL PROPIO TIEMPO QUE -ARCELLIN "ERTHELOT NEGABA LA EXISTENCIA DE LAS MOLÏCULAS /FRENDEMOS PUES UN MANJAR A ESTE QUÓMICO PARA QUE A MODO DE DUENDE BENEFACTOR NOS AYUDE A VENCER LOS PREJUICIOS ANTIMOLECULARES #ALENTAMOS ZUMO DE CÓTRICOS CON AZÞCAR Y MIEL "ATIMOS LA DISOLUCIØN DURANTE LARGO TIEMPO A lN DE INTRODUCIR UNA GRAN CANTIDAD DE BURBU JAS DE AIRE ,UEGO CUANDO LA ESPUMA SE ENFRÓA DEJAMOS REPOSAR EL RECIPIENTE SOBRE HIELO SE LE A×ADE GELATINA REBLANDECIDA CON AGUA FRÓA 3E OBTIENE ASÓ UNA hMOUSSE DE CÓTRICOS GELIlCADAv LIGERA Y SABROSA QUE SE SIRVE ACOMPA×ADA DE UN SORBETE DE ALMENDRAS AMARGAS HELADO DE PISTACHO O MANZANA GOLDEN CONlTADA z! QUIÏN NO LE APETECE AHORA hCOMER QUÓ MICAv Los protagonistas del suculento menú navideño. A la izquierda, de arriba abajo: Chevreud, Lavoisier y Liebig. A la derecha, de arriba abajo: Maillard, Mendeleiev, Parmentier, Pasteur y Würtz.
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C IENCIA Y SOCIEDAD Fotofragmentación de la molécula de deuterio Efecto fotoeléctrico
%
N !LBERT %INSTEIN PUBLICØ EN !NNALEN DER 0HYSIK CINCO ARTÓCULOS HISTØRICOS QUE HAN LLEVA DO A CONSIDERAR DICHO A×O SU ANNUS MIRABILIS $E ESTOS TRABAJOS %INSTEIN CALIlCØ DE hREVOLUCIONARIOv SØLO UNO EL QUE DESCRIBÓA LA PROPAGACIØN DE LA LUZ A PARTIR DE LA EXISTENCIA DE hUN NÞMERO lNITO DE CUANTOS DE ENER GÓA LOCALIZADOS EN PUNTOS DEL ESPACIO QUE SE MUEVEN SIN DIVIDIRSE Y SØLO PUEDEN SER ABSORBIDOS O GENERADOS COMO UNIDADES COMPLETASv 3E TRATA BA DE LA PRIMERA DESCRIPCIØN TEØRICA DEL EFECTO FOTOELÏCTRICO EN TÏRMINOS DE LA ABSORCIØN DE FOTONES LA BASE A PARTIR DE LA CUAL SE HAN DESARROLLADO NUMEROSAS TÏCNICAS DE CARACTERIZA CIØN Y ESPECTROSCOPÓA DE SUPERlCIES SØLIDOS ÈTOMOS Y MOLÏCULAS EN FASE GASEOSA %N UN EXPERIMENTO DE FOTOEMI SIØN SE PROVOCA QUE EL SISTEMA DE INTERÏS ABSORBA LUZ PARA QUE LUEGO SE PRODUZCA LA EMISIØN DE ELECTRO NES PORTADORES DE INFORMACIØN SOBRE EL SISTEMA ,A ENERGÓA CINÏTICA DE CADA UNO DE ESTOS ELECTRONES %K SE ESTIMA COMO LA SUMA DE LA ENERGÓA INICIAL DE LIGADURA DEL ELECTRØN %B MÈS LA ENERGÓA DEL FOTØN ABSORBIDO H %K %B H %N EL CASO DE ÈTO MOS Y MOLÏCULAS EN FASE GASEOSA LAS TÏCNICAS DE FOTOEMISIØN SE HAN UTI LIZADO AMPLIAMENTE PARA DETERMINAR LA ENERGÓA DE LIGADURA DE ELECTRONES EN CAPAS INTERNAS Y DE VALENCIA ,A FOTOEMISIØN HA DEMOSTRADO SER DE GRAN UTILIDAD TAMBIÏN EN EL ESTUDIO DE ENLACES QUÓMICOS ESTADOS VIBRA CIONALES Y PROPIEDADES ELECTRØNICAS DE ESTADOS MOLECULARES EXCITADOS CON UN TIEMPO DE VIDA CORTO %N LOS EXPERIMENTOS DE FOTOEMI SIØN DE MOLÏCULAS EN FASE GASEOSA SE DETERMINABAN ANTA×O CANTIDADES PROMEDIADAS SOBRE LA ORIENTACIØN DE LA MOLÏCULA AL SER IMPOSIBLE MEDIR LA ORIENTACIØN EXACTA DE LA MISMA EN EL MOMENTO DE LA FOTOEMISIØN DE LOS ELECTRONES %N EL ÞLTIMO DECENIO SIN EMBARGO ESTA LIMITACIØN SE HA SUPE 32
RADO MERCED AL DESARROLLO DE RElNA DAS TÏCNICAS EXPERIMENTALES AHORA SE MIDEN EN COINCIDENCIA LOS ELECTRONES FOTOEMITIDOS Y LOS FRAGMENTOS ATØMI COS DE LA MOLÏCULA DESPUÏS DE QUE ÏSTA SE DISOCIE COMO CONSECUENCIA DE LA PÏRDIDA DE NEUTRALIDAD DE CARGA %LLO PERMITE DETERMINAR LA ORIENTA CIØN DE LA MOLÏCULA EN EL PRECISO INSTANTE DE LA EXCITACIØN DEL ELECTRØN 3E ABRE ASÓ UNA NUEVA Y PROMETEDORA VÓA DE INVESTIGACIØN EN EL CAMPO DE LA FÓSICA MOLECULAR 3E HAN REALIZADO ESTUDIOS DETALLA DOS SOBRE LA FOTOEMISIØN DE ELEC TRONES SOBRE TODO EN #/ ./ . Y ( PRESTANDO ESPECIAL ATENCIØN A LA DISTRIBUCIØN ANGULAR DE LOS ELEC TRONES EMITIDOS Y A SU RELACIØN CON LA ORIENTACIØN DE LA MOLÏCULA Y LA
DIRECCIØN DE POLARIZACIØN DE LA LUZ INCIDENTE %SPECIAL INTERÏS REVIS TEN LOS PROCESOS DE DIFRACCIØN DEL ELECTRØN FOTOEMITIDO AL INTERACCIONAR CON LOS ÈTOMOS QUE CONFORMAN LA MOLÏCULA BAJO CIERTAS CONDICIONES SE OBTIENEN ESTADOS CUASILIGADOS DEL ELECTRØN EXCITADO QUE hPERMANECEv DURANTE UN TIEMPO EN LA CERCANÓA DE LA MOLÏCULA ANTES DE SER EMITIDO HA CIA EL DETECTOR 6EAMOS QUÏ OCURRE EN LA MOLÏCULA DE DEUTERIO $ 3E TRATA DE UNA DE LAS MOLÏCULAS MÈS SENCILLAS DE LA NA TURALEZA CONSTA SØLO DE DOS NÞCLEOS DOTADOS CADA UNO DE UNA UNIDAD DE CARGA POSITIVA Y DOS ELECTRONES %L ÈTOMO DE HELIO LA MOLÏCULA DE HIDRØ GENO Y OTROS SISTEMAS SIMPLES SE HAN VENIDO UTILIZANDO COMO MODELOS EN EL ESTUDIO DE LA FÓSICA CUÈNTICA DES DE HACE CASI UN SIGLO 3IN EMBARGO QUEDAN TODAVÓA UN GRAN NÞMERO DE INCØGNITAS POR RESOLVER SOBRE TODO EN
Doble fotoionización de una molécula de deuterio. En esta imagen se representa la distribución angular de uno de los electrones fotoemitidos (azul); éste se emite en el plano que forman el eje de la molécula (verde) y la dirección de polarización de la luz incidente. (El otro electrón fotoionizado, de la misma energía, se emite en dirección perpendicular a este plano, pero su distribución angular no se muestra porque en el experimento se mide la emisión de sólo uno de los electrones.)
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
CUANTO A LOS PROCESOS DE EXCITACIØN Y CORRELACIØN ELECTRØNICAS 5NO DE LOS PROCESOS DE ABSORCIØN FOTØNICA QUE TIENEN LUGAR EN LA MO LÏCULA DE $ PROVOCA LA IONIZACIØN DE SUS DOS ELECTRONES DOBLE FOTOIONI ZACIØN %LLO CONLLEVA LA DISOCIACIØN DE LOS NÞCLEOS DOTADOS DE CARGA PO SITIVA QUE SE REPELEN DEBIDO A LA INTERACCIØN DE #OULOMB %L RESULTADO GLOBAL DE ESTE PROCESO ES POR TANTO LA FRAGMENTACIØN TOTAL DE LA MOLÏCULA O FOTOFRAGMENTACIØN EN SUS CUATRO ELEMENTOS CONSTITUYENTES LOS DOS ELECTRONES MÈS LOS DOS NÞCLEOS DO TADOS DE CARGA POSITIVA H $ En $ $EBIDO A QUE LA MASA DE LOS IONES DE DEUTERIO ES HARTO SUPERIOR A LA DE LOS ELECTRONES SE CONSIDERA QUE LA POSICIØN DE LOS NÞCLEOS NO CAMBIA DURANTE LA FOTOIONIZACIØN SE ASUME PUES QUE SU MOVIMIENTO POSTERIOR ESTÈ DETERMINADO SØLO POR LA REPUL SIØN COULØMBICA !SÓ LA MEDIDA EX PERIMENTAL DE LA ENERGÓA CINÏTICA CON LA QUE LOS IONES DE DEUTERIO $ LLEGAN AL DETECTOR PROPORCIONA IN FORMACIØN DIRECTA SOBRE LA POSICIØN RELATIVA DE LOS NÞCLEOS EN EL MOMENTO DE LA FOTOIONIZACIØN O EN EL LENGUAJE PROPIO DE LA MECÈNICA CUÈNTICA SOBRE LA FUNCIØN DE ONDA VIBRACIONAL ,A FOTOFRAGMENTACIØN COMPLETA DE LA MOLÏCULA DE $ SE HA ESTUDIADO EN FECHA RECIENTE EN EL ,ABORATORIO .ACIONAL ,AWRENCE DE "ERKELEY ,AS MEDIDAS LAS HAN REALIZADO EL EQUIPO DE 4HORSTEN 7EBER EN EL MARCO DE UNA COLABORACIØN INTERNACIONAL COOR DINADA POR 2EINHARD $ÚRNER DE LA 5NIVERSIDAD DE &RANKFURT ! TENOR DE LOS RESULTADOS DESTACA LA DEPEN DENCIA QUE PRESENTA LA DISTRIBUCIØN ANGULAR DE LOS ELECTRONES EMITIDOS RESPECTO DE LA ORIENTACIØN DE LA MOLÏCULA ASÓ COMO DE LA DISTANCIA ENTRE LOS NÞCLEOS EN EL MOMENTO DE LA FOTOIONIZACIØN ,AS DISTRIBUCIONES ANGULARES DE FOTOEMISIØN PARA UN ÈTOMO AISLADO SON DIPOLARES ES DECIR SU EJE DE SIMETRÓA ES PARALELO A LA DIRECCIØN DE POLARIZACIØN DE LA LUZ %LLO VARÓA EN EL CASO DE UNA MOLÏCULA DIATØMI CA DEBIDO A LAS CARACTERÓSTICAS DE LA FUNCIØN DE ONDA INICIAL Y A LA DIFRAC CIØN QUE EXPERIMENTAN LOS ELECTRONES FOTOEMITIDOS AL INTERACCIONAR CON LOS DOS NÞCLEOS INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
,A POSICIØN RELATIVA DE LOS NÞCLEOS DE LA MOLÏCULA DE DEUTERIO INmUYE EN LA FUNCIØN DE ONDA ELECTRØNICA LA INICIAL Y LA lNAL 3IN EMBARGO LA SELECCIØN DE LA DIRECCIØN DE SALIDA DE LOS ELECTRONES FOTOEMITIDOS PERMITE MINIMIZAR EL EFECTO DEL MOVIMIEN TO NUCLEAR SOBRE LA FUNCIØN DE ONDA ELECTRØNICA lNAL !SÓ LAS DIFERENCIAS ENTRE LOS ESPECTROS ANGULARES SE CON VIERTEN EN UNA MEDIDA INDIRECTA DE LA CORRELACIØN ELECTRØNICA SØLO EN EL ESTADO INICIAL ES DECIR DE LAS MO DIlCACIONES QUE SE PRODUCEN EN LA FUNCIØN DE ONDA INICIAL DE LOS DOS ELECTRONES DE LA MOLÏCULA DE $ COMO CONSECUENCIA DE LA VIBRACIØN DE LOS NÞCLEOS
%STUDIOS COMO EL DE LA FOTOFRAG MENTACIØN DE LA MOLÏCULA DE $ DE MUESTRAN EL POTENCIAL QUE OFRECEN LAS MEDIDAS DE FOTOEMISIØN PARA AHONDAR EN LAS INTERACCIONES ELECTRØNICAS EN SISTEMAS CON UN NÞMERO REDUCIDO DE ELECTRONES Y EN OTRAS CUESTIONES FUN DAMENTALES DE LA MECÈNICA CUÈNTICA QUE TODAVÓA EN LOS ALBORES DEL SI GLO 88) SIGUEN SIN PODER DESCUBRIRSE CON EXACTITUD 2)#!2$/ $¶%: -5)º/ #ENTRO )NTERNACIONAL DE &ÓSICA DE $ONOSTIA Y 5NIDAD DE &ÓSICA DE -ATERIALES #ENTRO -IXTO #3)# 506%(5 3AN 3EBASTIÈN
Hemocromatosis hereditaria El hierro no siempre es bueno
!
PESAR DE LA CREENCIA GENERA LIZADA DE QUE UN SUPLEMENTO FÏRRICO RESULTA BENElCIOSO PARA LA SALUD EXISTE UNA ENFERMEDAD GENÏ TICA DE NOTABLE FRECUENCIA EN LA QUE UNA ACUMULACIØN DE HIERRO CONLLEVA GRAVES COMPLICACIONES E INCLUSO LA MUERTE SI NO SE TRATA A TIEMPO .OS REFERIMOS A LA HEMOCROMATOSIS HE REDITARIA (( %STE EXCESO DE HIERRO PUEDE DEBER SE A MUTACIONES EN DISTINTOS GENES IMPLICADOS EN SU METABOLISMO #ADA MUTACIØN DA LUGAR A UN TIPO DE (( VÏASE LA TABLA %L DIAGNØSTICO DEL TRASTORNO SE ESTABLECE MEDIANTE LA DETERMINACIØN DE LA SATURACIØN DE TRANSFERRINA Y FERRITINA SÏRICA UNA BIOPSIA HEPÈTICA Y EL ANÈLISIS DE LOS GENES CUYA MUTACIØN PROVOCA LA EN FERMEDAD %L TRATAMIENTO PRECOZ DE LA (( SE BASA EN LA EXTRACCIØN DE SANGRE mEBOTOMÓAS QUE ELIMINA EL EXCESO DE HIERRO DEL ORGANISMO Y MANTIENE UNOS NIVELES NORMALES %STE TRATA MIENTO RESULTA EFECTIVO Y ECONØMICO CARECE DE EFECTOS SECUNDARIOS Y PRE VIENE LAS COMPLICACIONES ASOCIADAS A LA ENFERMEDAD ,A SANGRE EXTRAÓDA DE PACIENTES CON (( PUEDE EMPLEARSE EN TRANSFUSIONES ! LOS INDIVIDUOS QUE PADECEN TALASEMIA O ANEMIA RE FRACTARIA GRAVE Y POR TANTO NO TOLERAN ESE TRATAMIENTO SE LES PRESCRIBE UNA TERAPIA CON QUELANTES DE HIERRO ,A (( ES LA ENFERMEDAD GENÏ TICA DE MAYOR FRECUENCIA EN %UROPA
AFECTA A UNO DE CADA INDIVIDUOS EN EL NORTE DE %UROPA 3E DA MAYO RITARIAMENTE EN VARONES (ASTA LOS O A×OS NO SE PRESENTAN LOS SÓN TOMAS CARACTERÓSTICOS CIRROSIS HEPÈ TICA DIABETES COLORACIØN BRONCEADA DE LA PIEL FALLO CARDÓACO ARTRALGIAS HIPOGONADISMO Y DISMINUCIØN DE LA LIBIDO ,A CIRROSIS HEPÈTICA PUEDE PROGRESAR A CARCINOMA HEPATOCELU LAR PRIMARIO SI LA ENFERMEDAD NO SE TRATA A TIEMPO ,A (( O HEMATOCROMATOSIS JUVE NIL AFECTA A AMBOS SEXOS POR IGUAL PRESENTA UNA CLÓNICA MÈS GRAVE A UNA EDAD MÈS TEMPRANA ,AS CARACTERÓS TICAS CLÓNICAS ASOCIADAS A LA (( SE PARECEN A LAS DE LA (( %N LA (( SE PRODUCE UNA ACUMULACIØN PRECOZ DE HIERRO EN LAS CÏLULAS DEL SISTEMA RETICULOENDOTELIAL Y UN NOTABLE IN CREMENTO DE LA FERRITINA SÏRICA ANTES DEL INCREMENTO EN LA SATURACIØN DE TRANSFERRINA LOS PACIENTES CON (( NO SUELEN TOLERAR LA TERAPIA POR mE BOTOMÓA YA QUE DESARROLLAN ANEMIA ,A (( SE HA DESCRITO EN UNA FAMILIA JAPONESA ,OS MAMÓFEROS OBTIENEN HIERRO A TRAVÏS DE LA DIETA EN FORMA DE HIERRO LIBRE O DE HIERRO ASOCIADO AL GRUPO HEMO ,A ENZIMA REDUCTASA $YCT" RE DUCE EL HIERRO LIBRE DE FÏRRICO &E A FERROSO &E EN EL LUMEN DEL DUO DENO ZONA PROXIMAL DEL INTESTINO DELGADO EL TRANSPORTADOR $MT LO INTRODUCE EN EL ENTEROCITO %L HIERRO ASOCIADO AL GRUPO HEMO SE ABSORBE 33
MEDIANTE UN TRANSPORTADOR TODAVÓA POR IDENTIlCAR Y SE SEPARA DEL GRUPO HEMO EN EL INTERIOR DEL ENTEROCITO 5NA VEZ EN EL INTERIOR DE ESTA CÏLU LA EL HIERRO PUEDE ALMACENARSE EN FORMA DE FERRITINA PERDERSE TRAS LA DESCAMACIØN DEL ENTEROCITO SENESCEN TE O EXPORTARSE AL PLASMA MEDIANTE EL TRANSPORTADOR )REG MUTADO EN LA (( %STE ÞLTIMO PROCESO REQUIERE DE LA OXIDACIØN DE &E A &E ME DIANTE LA HEPHAESTINA (EPH %N CUANTO EL HIERRO HA LLEGADO AL TORRENTE CIRCULATORIO NO EXISTEN ME
CANISMOS lSIOLØGICOS DE IMPORTANCIA QUE CONLLEVEN UNA PÏRDIDA DEL MIS MO SALVO LA MENSTRUACIØN #ON OTRAS PALABRAS LA ABSORCIØN DEL ELEMENTO REQUIERE UNA REGULACIØN PRECISA PUES SIN ELLA SE PRODUCE UN DESEQUILIBRIO EN EL NIVEL DEL MISMO ANEMIA O HE MOCROMATOSIS %L HIERRO QUE LLEGA A LA SANGRE SE UNE A LA TRANSFERRINA 4F CIRCULANTE EN FORMA DE &E PASA LUEGO POR EL SISTEMA PORTAL DEL HÓGADO SU LUGAR PRINCIPAL DE ALMACENAMIENTO ,OS HEPATOCITOS CAPTURAN LA 4F FÏRRICA
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POR UN PROCESO EN EL QUE INTERVIENE EL RECEPTOR DE TRANSFERRINA 4F2 AUNQUE EN MAYOR CANTIDAD A TRAVÏS DEL RECEPTOR DE TRANSFERRINA 4F2 MUTADO EN LA (( %L MAYOR CONSUMO DE HIERRO SE PRODUCE EN LA MÏDULA ØSEA DONDE SE ABSORBE VÓA 4F2 EN LOS PRECUR SORES DE LOS ERITROCITOS PARA UTILIZARLO EN LA SÓNTESIS DEL GRUPO HEMO QUE SE INCORPORA EN SU MAYOR PARTE A LA HEMOGLOBINA %L HIERRO QUE CONTIENE EL GRUPO HEMO SE RECICLA EN LA INGESTIØN DE LOS ERITROCITOS SENESCENTES DE ELLO SE ENCARGAN LOS MACRØFAGOS RETICU LOENDOTELIALES %L HIERRO DE LOS MA CRØFAGOS SE RETIENE ALMACENADO EN LA FERRITINA O SE EXPULSA AL PLASMA DONDE SE OXIDA POR LA ACCIØN DE LA CERULOPLASMINA #P Y SE TRANSPORTA VÓA 4F PARA SU REUTILIZACIØN %L HÓGADO Y EL SISTEMA RETICULOENDOTELIAL CONS TITUYEN PUES LOS SITIOS PRINCIPALES DE MOVILIZACIØN DE HIERRO ,AS CÏLULAS INTESTINALES OBTIENEN LA INFORMACIØN ACERCA DE LOS NIVELES DE INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
HIERRO A TRAVÏS DE LA PROTEÓNA HEPCI DINA (AMP UN PÏPTIDO SINTETIZADO EN EL HÓGADO QUE PRESENTA UN EFECTO REGULADOR NEGATIVO EN LA ABSORCIØN DEL HIERRO CUANTA MÈS (AMP MENOS ABSORCIØN DE HIERRO Y VICEVERSA 2E CIENTES DESCUBRIMIENTOS HAN IDENTIl CADO A LA PROTEÓNA )REG MUTADA EN LA (( COMO EL RECEPTOR DE LA PROTEÓNA (AMP MUTADA EN LA ((! ,A PROTEÓNA (FE MUTADA EN LA (( SE ASOCIA CON LA BETA MICRO GLOBULINA BETA M Y COMPITE CON LA 4F POR UNIRSE AL 4F2 EN LA SUPERlCIE DE LAS CÏLULAS HEPÈTICAS ,A MUTA CIØN #9 IMPIDE LA INTERACCIØN DE (FE CON BETA M Y EL TRANSPORTE A LA SUPERlCIE CELULAR DEL COMPLEJO (FE BETA M ,A MUTACIØN ($ AFECTA A LA COMPETENCIA DE (FE POR LA UNIØN A 4F2 %N UN INDIVIDUO SANO CON UNA CONCENTRACIØN DE HIERRO EN HÓGADO MUY ALTA SE SEGREGA (AMP AL TORRENTE SANGUÓNEO #ON ELLO SE BLOQUEA LA ABSORCIØN DE HIERRO EN EL DUODENO %N UN INDIVIDUO CON (( LAS MUTACIO NES EN LOS GENES (&% (( (!-0 ((! (*6 ((" 4&2 ((
)2%' (( O ( &%2 (( ALTE RAN ESTE SISTEMA DE REGULACIØN 0ESE A UN NIVEL DE HIERRO ELEVADO LA AB SORCIØN PROSIGUE GENERÈNDOSE UNA SOBRECARGA ,A INVESTIGACIØN REALIZADA POR EL GRUPO DE -ATTHIAS (ENTZE DEL ,ABO RATORIO %UROPEO DE "IOLOGÓA -OLECU LAR %-", CON RATONES DElCIENTES EN LA PROTEÓNA (FE HA DEMOSTRADO QUE EL AUMENTO EN LA EXPRESIØN DE (AMP EN RESPUESTA A UNA SOBRECARGA DE HIERRO DEPENDE DE (FE !PUNTA ADEMÈS QUE TAMBIÏN LA REDUCTASA $YCT" SE HALLARÓA INVOLUCRADA EN EL AUMENTO DE LA ABSORCIØN DEL HIERRO ,OS PRØXIMOS TRABAJOS SOBRE EL ME TABOLISMO DEL HIERRO HABRÈN DE DE SENTRA×AR EL MECANISMO MEDIANTE EL CUAL (AMP BLOQUEA LA ABSORCIØN DE HIERRO EN LAS CÏLULAS INTESTINALES -!9+! 3«.#(%: ,ABORATORIO %UROPEO DE "IOLOGÓA -OLECULAR %-", (EIDELBERG "%,². -)º!.! &UNDACIØN #ENTRO DE 2EGULACIØN 'ENØMICA #2' "ARCELONA
La densidad mineral ósea Importancia metodológica
%
N OCASIONES EL DESARROLLO TÏCNICO EN UN ÈREA TIENE CONSECUENCIAS INESPERADAS PARA EL AVANCE DE LAS IN VESTIGACIONES EN OTRAS %S EL CASO DE LAS TÏCNICAS UTILIZADAS PARA MEDIR LA DENSIDAD MINERAL ØSEA !UNQUE SE DISE×ARON PARA ESTABLECER DIAGNØSTI COS CLÓNICOS EN LAS INVESTIGACIONES ARQUEOLØGICAS Y PALEONTOLØGICAS CONS TITUYEN UN INSTRUMENTO METODOLØGICO IMPORTANTE QUE PERMITE VALIDAR ALGU NAS INFERENCIAS ACERCA DEL PASADO ,A DENSIDAD MINERAL ØSEA ES LA CANTIDAD DE CONTENIDO MINERAL DE UN HUESO O FRACCIØN DE HUESO POR UNIDAD DE VOLUMEN %XPLICA EN PARTE LA RESISTENCIA DE CADA PORCIØN ESQUE LÏTICA A LOS FACTORES DE DESTRUCCIØN 3U IMPORTANCIA PARA LAS DISCIPLINAS CIENTÓlCAS MENCIONADAS PUEDE APRE CIARSE SI SE CONSIDERA QUE LOS REGIS TROS FØSILES ARQUEOLØGICOS Y PA LEONTOLØGICOS SØLO SE FORMAN SI POR LO MENOS ALGUNOS DE LOS HUESOS NO SE RECICLAN ,OS HUESOS QUE POSEEN UNA MAYOR DENSIDAD MINERAL TIENDEN A CONSERVARSE MEJOR MIENTRAS QUE INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
LOS DE MENOR DENSIDAD SE DESTRUYEN MÈS FÈCILMENTE ,A DISCIPLINA CIENTÓlCA QUE SE OCU PA DE LOS PROCESOS DE PRESERVACIØN Y DE DESTRUCCIØN DE LOS RESTOS ORGÈNICOS ES LA TAFONOMÓA %N LAS ÞLTIMAS DÏCA DAS HA COBRADO GRAN IMPORTANCIA EN LOS ESTUDIOS ARQUEOLØGICOS PALEONTO LØGICOS Y PALEOECOLØGICOS EN GENERAL DEBIDO A QUE TODA LA INFORMACIØN SO BRE LOS ECOSISTEMAS Y ORGANISMOS DEL PASADO DEPENDE DE LAS CARACTERÓSTICAS TAFONØMICAS DE LOS CONJUNTOS FØSILES PARTICULARES 5N TEMA IMPORTANTE EN LAS INVESTI GACIONES TAFONØMICAS DE LOS ÞLTIMOS A×OS HA SIDO LA FORMA EN QUE LAS PROPIEDADES INTRÓNSECAS DE LOS HUE SOS Y CARCASAS DE DIVERSAS ESPECIES INmUYEN EN LA CORRESPONDIENTE CON SERVACIØN ,OS HUESOS DE CADA GRUPO DE VERTEBRADOS PRESENTAN PROPIEDADES ESPECÓlCAS EN FUNCIØN DE LA GRAN DIVERSIDAD QUE EXISTE EN EL TAMA×O CORPORAL LA MORFOLOGÓA DEL ESQUELETO Y LA MICROESTRUCTURA ØSEA %STAS SON VARIABLES QUE INmUIRÈN EN LA DESTRUC
CIØN O CONSERVACIØN DE LOS RESTOS DE CADA GRUPO TAXONØMICO ,A VARIEDAD Y CANTIDAD DE HUESOS PRESENTES EN UN REGISTRO ØSEO RECIBE LA DENOMINACIØN DE ABUNDANCIA ANA TØMICA O REPRESENTACIØN DE PARTES ES QUELÏTICAS MIENTRAS QUE EL REPERTORIO DE ESPECIES REPRESENTADO ES CONOCIDO COMO ABUNDANCIA TAXONØMICA !M BAS VARIABLES SON CENTRALES PARA EL ANÈLISIS DE RESTOS FØSILES Y LOS ESTU DIOS DENSITOMÏTRICOS ENMARCADOS EN LAS INVESTIGACIONES TAFONØMICAS SON UNA DE LAS VÓAS PARA EFECTUAR UN ANÈ LISIS ADECUADO DESDE EL PUNTO DE VISTA METODOLØGICO ,OS ESTUDIOS DE DEN SITOMETRÓA ØSEA INCLUYEN ESTIMACIO NES ESPECÓlCAS PARA CADA GRUPO DE ORGANISMOS CON LAS QUE CABE ANALIZAR POR QUÏ LOS RESTOS DE ALGUNAS ESPE CIES Y ALGUNAS PARTES ESQUELÏTICAS SE PRESERVAN MEJOR %L ESTUDIO DE LOS CAZADORES Y RE COLECTORES ACTUALES HA MOSTRADO QUE EXISTE UNA AMPLIA GAMA DE CONDUCTAS HUMANAS QUE AFECTAN A LA REPRESENTA CIØN DE ESPECIES Y DE PARTES ESQUE LÏTICAS ,AS DECISIONES ACERCA DE QUÏ ANIMALES CAZAR Y QUÏ PARTES DE LOS MISMOS TRANSPORTAR DESDE EL LUGAR DE OBTENCIØN HASTA EL DE SU CONSUMO EL COMPARTIR LAS PRESAS OBTENIDAS Y LA DIS TRIBUCIØN DE SUS PARTES ANATØMICAS EN TRE UNIDADES FAMILIARES DIFERENTES LAS MODALIDADES Y TÏCNICAS DE PREPARACIØN DE ALIMENTOS O LA EXPLOTACIØN DE ALGÞN PRODUCTO ESPECÓlCO COMO LA MÏDULA ØSEA ASÓ COMO EL INTERCAMBIO ENTRE GRUPOS SOCIALES PUEDEN MENCIONARSE ENTRE LOS FACTORES MÈS RELEVANTES ,A CAUSA DE MUERTE Y MUCHOS OTROS PROCESOS OPERANTES EN EL LAPSO QUE PRECEDE AL ENTERRAMIENTO JUNTO CON LAS CARACTERÓSTICAS MORFOLØGICAS Y ESTRUCTURALES DE LOS HUESOS SERÈN LOS QUE DETERMINEN LAS SITUACIONES PARTICULARES DE PRESERVACIØN DE UN ORGANISMO O PARTE DE ÏL #ON EL lN DE CONTAR CON LOS VALORES APROPIADOS PARA CADA GRUPO DE ORGA NISMOS EN EL CURSO DE LAS ÞLTIMAS DÏCADAS SE HAN EFECTUADO MEDICIONES DE LA DENSIDAD ØSEA EN ESQUELETOS CORRESPONDIENTES A DIVERSOS ANIMALES ENTRE LOS QUE SE INCLUYEN MAMÓFEROS TERRESTRES Y MARINOS AVES Y PECES 0ARA CADA UNO DE LOS TAXONES ES TUDIADOS SE OBTUVIERON LOS VALORES CORRESPONDIENTES A CADA HUESO DE UN ESQUELETO ASÓ COMO PARA LAS DISTINTAS PORCIONES QUE CONFORMAN UN ELEMEN TO ØSEO PARTICULAR 35
A
)NDEPENDIENTEMENTE DEL TAXØN IN VOLUCRADO LA DIÈlSIS O PARTE CENTRAL DE LOS HUESOS PRESENTA DE ORDINARIO VALORES DE DENSIDAD MINERAL MÈS AL TOS QUE LAS CORRESPONDIENTES EPÓlSIS O EXTREMOS DEL HUESO %STO IMPLICA QUE LAS DIÈlSIS PUEDEN TENER MAYO RES PROBABILIDADES DE SOBREVIVIR A LA DESTRUCCIØN LIGADA A LA DENSIDAD %STE RESULTADO ES CONCORDANTE CON UNA MAYOR PRESENCIA DE DIÈlSIS EN MUCHOS CONJUNTOS ARQUEOLØGICOS Y PLANTEA UN SERIO PROBLEMA METODOLØ GICO ,AS EPÓlSIS DE LOS HUESOS SON LAS QUE PRESENTAN RASGOS DIAGNØSTICOS MÈS CLAROS PARA LA IDENTIlCACIØN DE PARTES ESQUELÏTICAS ESPECÓlCAS POR LO QUE SE LAS UTILIZA PARA EFECTUAR LAS DETERMINACIONES ANATØMICAS Y TAXO NØMICAS EN ELEMENTOS DEL ESQUELETO POSCRANEAL 3IN EMBARGO DEBIDO A QUE EN GENERAL LAS EPÓlSIS POSEEN VALORES DE DENSIDAD MINERAL MENORES A LOS DE LAS DIÈlSIS CORRESPONDIEN TES SON LAS PORCIONES DE LOS HUESOS QUE TIENEN MENORES POSIBILIDADES DE PRESERVACIØN ,OS PRIMEROS ESTUDIOS DENSITO MÏTRICOS DESARROLLADOS EN EL MARCO DE LAS INVESTIGACIONES TAFONØMICAS UTILIZARON LA DENSITOMETRÓA FOTØNICA QUE SØLO BRINDA PARTE DE LOS VALORES BÈSICOS NECESARIOS PARA ESTIMAR LA 36
B
C
El ñandú patagónico (a) (Pterocnemia pennata) es un ave corredora característica del sur de Sudamérica, una de las presas de los habitantes prehistóricos de la región. En diversos yacimientos arqueológicos predominan los huesos de la porción inferior de las extremidades posteriores de estas aves. Los valores de densidad mineral obtenidos para la especie permitieron establecer que esta particular representación de partes esqueléticas es concordante con una mayor cantidad de contenido mineral en el tibiatarso (b) y el tarsometatarso (c), de los cuales puede observarse la imagen provista por el densitómetro. Debido a que poseen valores de densidad altos con relación a otros elementos del esqueleto, se encuentran entre los que tienen mayores probabilidades de conservarse. El particular patrón de conservación observado no debe, por lo tanto, atribuirse directamente al comportamiento humano: puede ser el resultado de la atrición dependiente de la densidad.
DENSIDAD MINERAL DE UN HUESO ES PECÓlCO %L DENSITØMETRO DE FOTONES MIDE EL CONTENIDO MINERAL TOTAL POR ÈREA DE HUESO EXPRESANDO EL RESUL TADO lNAL EN GCM PROVEE ADEMÈS LOS VALORES CORRESPONDIENTES AL PESO DEL MINERAL EN G Y LA SUPERlCIE BARRIDA EN CM $EBE DETERMINARSE EL VALOR lNAL DIVIDIENDO LOS VALORES DE CONTENIDO MINERAL ØSEO DE CADA PARTE ESQUELETARIA PROVISTOS POR EL DENSITØMETRO Y EXPRESADOS EN G POR SU VOLUMEN QUE SE MIDE APARTE %STE MÏTODO TROPEZABA CON PROBLEMAS DADA LA DIlCULTAD DE ESTIMAR EL ÈREA DE LA SECCIØN MEDIDA SU PROFUNDI DAD Y ANCHO VALORES NECESARIOS PARA CALCULAR LOS VALORES DE LA DENSIDAD MINERAL 0OR OTRO LADO AL NO PODER CONSIDERAR LAS CAVIDADES MEDULARES EN LOS CÈLCULOS LOS VALORES lNALES ALCANZADOS SUBESTIMAN EL CONTENIDO MINERAL DE ALGUNOS HUESOS Y SOBRE ESTIMAN EL DE OTROS %N SÓNTESIS LOS ESTUDIOS DE DENSITOMETRÓA FOTØNICA NO PODÓAN DISTINGUIR LA HETEROGENEI
DAD INTERNA DE LA ESTRUCTURA DE LOS HUESOS POR LO QUE LOS VALORES DE DENSIDAD QUE APORTABAN NO PERMITÓAN UNA CORRECTA ESTIMACIØN DEL ROL QUE CUMPLE ESTA PROPIEDAD EN LA DESTRUC CIØN O CONSERVACIØN DE LOS HUESOS $URANTE LOS ÞLTIMOS A×OS ESTA DI lCULTAD SE SUBSANØ DE DOS MANERAS 6ARIOS INVESTIGADORES CONTINUARON UTILIZANDO LOS VALORES PROVISTOS POR LOS DENSITØMETROS FOTØNICOS PERO LOGRARON SUPERAR EL PROBLEMA DE LAS CAVIDADES MEDULARES MIDIENDO EL VO LUMEN POR DESPLAZAMIENTO DE AGUA AJUSTANDO DE ESTA MANERA LOS VALORES OBTENIDOS Y BRINDANDO UNA MEDIDA VÈLIDA PARA EL ANÈLISIS TAFONØMICO /TRO GRUPO COMENZØ A UTILIZAR LA TO MOGRAFÓA COMPUTERIZADA QUE TAMBIÏN PERMITE EVALUAR DE MANERA APROPIADA LAS CAVIDADES MEDULARES Y LA MORFO LOGÓA GENERAL DE LOS HUESOS !MBAS OPCIONES METODOLØGICAS PERMITEN MEJORES ESTIMACIONES DE LOS VALORES DE DENSIDAD MINERAL Y POR LO TANTO EVALUACIONES MÈS EXACTAS DE LA RESIS INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
TENCIA A LA DESTRUCCIØN POR FACTORES QUE DEPENDEN DE LA DENSIDAD 5N CASO QUE PERMITE APRECIAR LA FORMA EN QUE LOS VALORES DE DENSIDAD SE UTILIZAN PARA EL ANÈLISIS DE RESTOS ARQUEOLØGICOS ES EL DE LOS ×ANDÞES 0TEROCNEMIA PENNATA Y 2HEA AME RICANA AVES CORREDORAS DEL SUR DE 3UDAMÏRICA ,OS VIAJEROS DE LOS SIGLOS 86))) Y 8)8 RELATAN QUE LA CAZA DE ESTAS AVES ERA MUY IMPORTANTE PARA LOS INDÓGE NAS DE LA 0AMPA Y LA 0ATAGONIA YA FUESE COMO PARTE DE SU SUBSISTENCIA O PARA SU USO CON lNES COMERCIALES LA VENTA POR EJEMPLO DE PLUMAS EN EL MERCADO COLONIAL 3IN EMBARGO SUS RESTOS EN LOS SITIOS ARQUEOLØGICOS DESDE lNES DEL 0LEISTOCENO LOS ÞLTI MOS A×OS SON MUY ESCASOS %L PROBLEMA ENTONCES ES DILUCIDAR SI LA AUSENCIA DE HUESOS DE ×ANDÞ EN LOS REGISTROS ARQUEOLØGICOS SE DEBE A QUE ESTAS AVES NO FUERON PRESAS HABITUALES DE LOS CAZADORES HUMANOS O SI ES EL RESULTADO DE PROCESOS DE DESTRUCCIØN /TRO TEMA RELACIONADO ES QUE EN LOS YACIMIENTOS EN LOS QUE APARECEN RESTOS DE ×ANDÞ LA REPRE SENTACIØN ANATØMICA ES PARTICULAR YA QUE PREDOMINAN LOS ELEMENTOS CORRESPONDIENTES A LA PORCIØN INFE RIOR DE LAS EXTREMIDADES POSTERIORES ,AS PRIMERAS INTERPRETACIONES DE ESTA REPRESENTACIØN DE PARTES ESQUELÏTI CAS PROPONÓAN QUE LA MISMA ERA EL RESULTADO DEL DESCARTE DE LAS EXTRE MIDADES POSTERIORES EN LOS SITIOS DE CAZA DEBIDO A QUE SØLO SE TRANSPOR TABAN HASTA LOS CAMPAMENTOS AQUE LLAS PORCIONES CON MAYOR CONTENIDO CÈRNICO 3IN EMBARGO NO TODOS LOS INVESTIGADORES CONCORDABAN CON ESTA INTERPRETACIØN Y FUE NECESARIO REALIZAR ESTUDIOS TAFONØMICOS QUE RESOLVIESEN LA CONTROVERSIA ,OS ESTUDIOS TAFONØMICOS INCLUYE RON DOS ASPECTOS OBSERVACIONES DESTINADAS A ESTABLECER LA FORMA EN QUE SE DESTRUYEN O CONSERVAN LOS RES TOS DE ESTAS AVES EN CONTEXTOS NATURA LES Y ESTUDIOS DENSITOMÏTRICOS ,AS OBSERVACIONES ACTUALES CONSTI TUYEN UNA DE LAS FORMAS MÈS FRUCTÓFE RAS DE ENTENDER LA MANERA EN QUE LOS PROCESOS TAFONØMICOS AFECTAN A LOS RESTOS ORGÈNICOS YA QUE PERMITEN ES TABLECER CUÈLES SON LAS RELACIONES QUE EXISTEN ENTRE PROCESOS GEOBIOLØGICOS Y CONJUNTOS DE HUESOS CONTEMPORÈ NEOS A LOS MISMOS ,A OBSERVACIØN DIRECTA DE LOS PROCESOS TAFONØMICOS INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
Y LAS TRAZAS QUE LOS MISMOS DEJAN EN LOS RESTOS ORGÈNICOS ES UN INS TRUMENTO INTERPRETATIVO ElCIENTE PARA ANALIZAR CONJUNTOS DE HUESOS FØSILES ,OS ESTUDIOS REALIZADOS PARA RESOLVER EL PROBLEMA DE LOS ×ANDÞES SE LLEVA RON A CABO EN DIFERENTES LOCALIDADES DE LA 0ATAGONIA Y PERMITIERON ESTA BLECER QUE LOS HUESOS DE ESTAS AVES QUE MEJOR SOBREVIVEN A LA ACCIØN DE LOS PROCESOS TAFONØMICOS SON LOS CORRESPONDIENTES A LAS EXTREMIDADES POSTERIORES %S DECIR LA ABUNDANCIA ANATØMICA OBSERVADA EN LOS RESTOS DERIVADOS DE MUERTES NATURALES DE ESTAS AVES ES COINCIDENTE CON LA DETECTADA EN LOS YACIMIENTOS %STO IMPLICA QUE DOS PROCESOS DIFERENTES LA MORTALIDAD NATURAL Y LA ACCIØN HU MANA PUEDEN RESULTAR EN UN MISMO PATRØN DE REPRESENTACIØN DE PARTES ESQUELÏTICAS 'RACIAS A LOS ESTUDIOS DENSITOMÏTRI COS SE COMPLETARON LAS OBSERVACIONES EFECTUADAS YA QUE BRINDARON VALORES DE DENSIDAD QUE ESTABLECIERON QUE LOS HUESOS DE LAS EXTREMIDADES POS TERIORES SE ENCUENTRAN ENTRE LOS QUE PRESENTAN VALORES DE DENSIDAD MÈS ALTOS 0OR LO TANTO SON LOS QUE TIENEN MAYORES PROBABILIDADES DE CONSER VARSE FRENTE A UNA AMPLIA GAMA DE PROCESOS TAFONØMICOS #OMO CONSECUENCIA DE LA OBTEN CIØN DE LOS VALORES DENSITOMÏTRICOS SE DETERMINØ QUE LA hABUNDANCIA ANATØMICAv DE RESTOS DE ×ANDÞ PRE SENTES EN MUCHOS DE LOS DEPØSITOS ARQUEOLØGICOS DE 3UDAMÏRICA NO PUEDE ATRIBUIRSE DIRECTAMENTE A UN COMPORTAMIENTO HUMANO ESPECÓlCO EL TRANSPORTE DE PARTES DE UNA PRESA Y EL DESCARTE DE OTRAS SINO QUE PUEDE SER EL RESULTADO DE UN GRAN NÞMERO DE PROCESOS EN LOS QUE LA DESTRUCCIØN DEPENDIENTE DE LA DENSIDAD MINERAL TIENE EL PAPEL PREPONDERANTE %N CONCLUSIØN A LO LARGO DE LAS ÞLTIMAS DÏCADAS LA DENSITOMETRÓA ØSEA HA PROBADO SER UN INSTRUMENTO ElCIENTE Y VALIOSO PARA LAS INVESTIGA CIONES TAFONØMICAS ARQUEOLØGICAS Y PALEONTOLØGICAS YA QUE CONSTITUYEN EL PUNTO DE PARTIDA PARA ANALIZAR LA INmUENCIA DE LAS PROPIEDADES INTRÓNSE CAS DE LOS HUESOS EN LA CONFORMACIØN DE LOS CONJUNTOS FØSILES )3!"%, #25: 5NIDAD !CADÏMICA 2ÓO 'ALLEGOS 5NIVERSIDAD .ACIONAL DE LA 0ATAGONIA !USTRAL
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D E CERCA
Francesc Peters
Búsqueda de alimento en un desierto de agua
$
ADA LA CANTIDAD Y VARIEDAD DE ORGANISMOS QUE MEDRAN EN EL MAR A MENUDO EMPLEAMOS LA METÈFORA DE LA SOPA PARA DESIGNARLO 5NA CUCHARADITA DE AGUA MARINA CONTIENE UN MILLØN DE BACTERIAS Y UNOS CENTENARES DE PROTOZOOS QUE SE ALIMENTAN DE ELLAS 3IN EMBARGO CADA BACTERIA ESTÈ SEPARADA DE SUS SEMEJANTES POR UNA DISTANCIA EQUIVA LENTE A VECES SU TAMA×O EN NUESTRO CASO SERÓA COMO SI NO TUVIÏRAMOS A NINGÞN CONGÏNERE A MENOS DE MEDIO KILØMETRO 3E TRATA POR TANTO DE UNA SOPA DILUIDA 0ARA ESTOS MICROORGANISMOS EL MAR VIENE A SER UN DESIERTO DE AGUA %N ESTAS CONDICIONES AL DEPREDADOR MICROSCØPI CO LE CUESTA ABATIR SU PRESA SOBRE TODO SI SØLO LA DETECTA CUANDO SE ENCUENTRA MUY PRØXIMA A ÏL 6ARIOS PROTISTAS HAN DESARROLLADO ESTRATEGIAS ALTERNATIVAS PARA CONSEGUIR ALIMENTO !LGUNOS MEDIANTE CORRIENTES DE lLTRACIØN VACÓAN DE CONTENIDO PARTICULADO EL AGUA CIRCULANTE /TROS SE ESTABLECEN SOBRE ALGUNA SUPERlCIE Y ACECHAN A LAS PRESAS QUE VAGAN CERCA AHORRÈNDOSE
ASÓ LA ENERGÓA QUE CONSUMIRÓAN SI HUBIERAN DE MOVER SE EN SU BÞSQUEDA ,OS PROTISTAS QUE NADAN LIBREMENTE EN BUSCA DE ALIMENTO DEBEN OPTIMIZAR SU TAREA 0ARA ELLO RECURREN A UNA DE LAS OPCIONES MÈS UTILIZADAS EN LA NATURA LEZA LOS VUELOS DE ,ÏVY !LTERNAN LA BÞSQUEDA DE PRESAS EN UN ÈREA RESTRINGIDA CON LARGOS DESPLAZA MIENTOS OCASIONALES PARA TRASLADARSE A OTRAS ZONAS DE CAZA /XYRRHIS MARINA CONSTITUYE UNO DE ESTOS DEPREDA DORES MICROSCØPICOS 3E TRATA DE UN DINOmAGELADO HETEROTRØlCO QUE INGIERE PARTÓCULAS DE DIVERSOS TAMA ×OS !UNQUE ACOSTUMBRA MEDRAR CERCA DE LA SUPERl CIE DONDE ABUNDAN LAS PRESAS ES UN NADADOR EXCEP CIONAL ! TENOR DE SU CAPACIDAD CABRÓA PENSAR QUE EN POCAS GENERACIONES / MARINA AGOTARÓA EL MEDIO MICROSCØPICO MARINO 0ERO OCURRE QUE NUESTRO DINOmA GELADO CONSTITUYE UN BOCADO APETITOSO UN hTROPEZØNv EN LA SOPA PARA DEPREDADORES DE MAYOR TAMA×O !SÓ SE TEJE LA RED TRØlCA DE ESTE ECOSISTEMA
1. Cada bacteria marina está separada de sus semejantes por una distancia equivalente a 350 veces su tamaño. Para estos microorganismos, el mar viene a ser un desierto de agua.
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M
!,"%24 #!,"%4
2. Oxyrrhis marina. Dinoflagelado unicelular heterotrófico visto al microscopio óptico con contraste de fases. Se sirve del flagelo para propulsarse en el agua.
&2!.#%3# 0%4%23
3. Microfotografías que ilustran el movimiento de Oxyrrhis marina. A partir de esas instantáneas se calculan velocidades de natación así como ángulos y frecuencias de giro. Los puntos de menor tamaño corresponden a las presas: Rhodomonas sp.
&2!.#%3# 0%4%23
4. Esquema del movimiento de Oxyrrhis marina obtenido a partir de filmaciones en un microscopio estereoscópico. Se observan trayectorias casi rectilíneas, que unen áreas de búsqueda recurrente. El desplazamiento se realiza en 72 segundos. (La representación del organismo, que aparece al inicio y final de la secuencia, no se halla a escala.)
5. Cultivos del alga unicelular Rhodomonas sp. (izquierda) y de Rhodomonas sp. inoculado con Oxyrrhis marina (derecha). O. marina se alimenta de Rhodomonas sp., lo que explica la decoloración del cultivo inoculado.
Los quipus incas Los libros de contabilidad incas constaban de ristras de cordeles anudados. Su sistema de codificación numérica ya no tiene secreto, pero el contenido literario sigue siendo un enigma Loïc Mangin
E
!LGUNOS A×OS MÈS TARDE 'ARCILA SO EL )NCA HISTORIADOR Y POETA MESTI ZO APRENDIØ LA LENGUA DE LOS INDÓGE NAS Y RECORRIØ EL IMPERIO COLONIZADO PARA RECOPILAR SUS TRADICIONES 3EGÞN SU DESCRIPCIØN LOS INDIOS CUANDO IBAN A #UZCO A PAGAR SUS TRIBUTOS A LOS NUEVOS AMOS LLEGADOS DEL 6IEJO -UNDO TEJÓAN HILOS DE UNO O VARIOS COLORES EN LOS QUE ESCRIBÓAN NÞME ROS MEDIANTE NUDOS ,UEGO ESTOS HILOS SE ENlLABAN ORDENADAMENTE A LO LARGO DE UN CORDØN PRINCIPAL A MODO DE mECOS %STOS DISPOSITIVOS DE NUMERACIØN CORRESPONDEN A LOS QUIPUS hQUIPUv SIGNIlCA hNUDOv EN QUECHUA LA LENGUA DE LOS INCAS
AMÏN DE SU CONTENIDO NUMÏRICO HA BRÓAN SIDO DEPOSITARIOS TAMBIÏN DE INFORMACIØN LITERARIA 3OBRE ESTA DES CODIlCACIØN NO EXISTE TODAVÓA CON SENSO ENTRE LOS EXPERTOS $ESCRIBI REMOS AQUÓ LAS HIPØTESIS QUE ÏSTOS DElENDEN %N EL IMPERIO INCA NO SE CONOCÓA LA ESCRITURA %N UNA SOCIEDAD EN LA QUE TODO ESTABA MINUCIOSAMENTE ORGANI ZADO E INVENTARIADO DE FORMA METØ DICA LOS QUIPUS CONSTITUÓAN EL ÞNICO MEDIO DE TRANSPORTE DE INFORMACIØN 3E UTILIZABAN PARA LA ADMINISTRACIØN DEL ESTADO CENSOS INVENTARIOS PRO DUCCIØN MINERA COMPOSICIØN DE LA MANO DE OBRA ETCÏTERA #ADA QUIPU
,/¸# -!.').
N ESTALLØ LA GUERRA ENTRE LOS DOS HERMANOS Y ENEMIGOS INCAS !TAHUAL PA INSTALADO EN 1UITO Y (UÈSCAR DE #UZCO %STE CONmICTO FRATRICIDA CONSE CUENCIA DE LA DIVISIØN DEL )MPERIO A LA MUERTE DE (UAYNA #ÈPAC PADRE DE AMBOS ACONTECIDA SIETE A×OS ANTES IBA A PRECIPITAR LA CAÓDA DE LA CIVILIZA CIØN INCAICA PORQUE ESE MISMO A×O EL ESPA×OL &RANCISCO 0IZARRO DESEM BARCABA EN LAS COSTAS ECUATORIANAS CON PLANES DE CONQUISTA ,A DEBILI TACIØN DEL )MPERIO Y LAS DISENSIONES INTERNAS LE FACILITARON GRANDEMENTE LA TAREA
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OPERABA COMO UN AUTÏNTICO LIBRO DE CONTABILIDAD 0ERO ADEMÈS DE RECURSOS MATERIA LES Y HUMANOS EN LOS QUIPUS SE REGIS TRABAN TAMBIÏN EFEMÏRIDES BALADAS LEYES O TRATADOS DE PAZ 6OLVEREMOS MÈS ADELANTE A OCUPARNOS DEL CON TENIDO NO NUMÏRICO DE LOS QUIPUS TODAVÓA MOTIVO DE CONTROVERSIA 5N SERVICIO DE CORREO A CABALLO TRANSPORTABA LOS MENSAJES A TRAVÏS DE UNA RED VIARIA %L SISTEMA FUNCIONABA DE FORMA SIMILAR AL 0ONY EXPRESS LA PRIMERA LÓNEA DE CORREO EXPRÏS ESTA DOUNIDENSE INAUGURADA EN QUE OPERABA ENTRE -ISSOURI Y #ALIFORNIA LOS JINETES SE RELEVABAN DE POSTA EN POSTA HASTA EL DESTINO lNAL 3ØLO LOS ADMINISTRADORES O QUIPU CAMAYOCS hGUARDIANES DE LOS QUI PUSv CONOCÓAN LA CLAVE DE ESTOS LIBROS DE CONTABILIDAD ,A MAYORÓA DE LOS QUIPUS DEPOSITADOS EN #UZCO O EN LAS PROVINCIAS FUERON DESTRUI DOS POR LOS GENERALES DE !TAHUALPA Y MÈS TARDE POR LOS FUNCIONARIOS REALES QUE OBEDECÓAN LAS ØRDENES DEL VIRREY &RANCISCO DE 4OLEDO DE ACABAR CON LAS TRADICIONES /TROS QUIPUS SE UTILIZARON PARA ENCENDER LAS HOGUERAS DONDE LOS SACERDOTES QUEMABAN LOS ÓDOLOS Y TODOS LOS OBJETOS DE CULTO
Anatomía de un quipu
-53%/ ,!2#/ ,)-! 0%25
,OS ESCASOS EJEMPLARES UNOS QUE TODAVÓA SE CONSERVAN EN LOS MU SEOS SE HAN HALLADO EN YACIMIENTOS FUNERARIOS PUES LOS INCAS SE ENTERRA BAN CON TODOS LOS OBJETOS QUE HA BÓAN UTILIZADO EN VIDA 6EAMOS DE QUÏ MODO SE CODIlCA EN UN QUIPU LA INFORMACIØN NUMÏRICA 'ARCILASO FUE PRECISO EN SUS OB SERVACIONES UN QUIPU CONSTA DE UNA CUERDA GRUESA LA PRINCIPAL A LA QUE SE ATAN VARIAS CUERDAS MÈS DE A CENTÓMETROS DE LONGITUD 5N QUIPU
PUEDE CONTENER HASTA CUERDAS !L EXTENDERLO SOBRE UN PLANO HO RIZONTAL UNAS DE ESTAS CUERDAS LAS INFERIORES QUEDAN ORIENTADAS EN UN SENTIDO MIENTRAS QUE LAS SUPERIORES SE ORIENTAN EN EL SENTIDO CONTRARIO LAS ATADURAS ESTÈN TAN PRIETAS QUE NO CABE DUDA SOBRE LA ORIENTACIØN DE LAS CUERDAS 5NA TERCERA CATEGORÓA DE CUERDAS LAS SECUNDARIAS SE ATAN A LAS SUPERIORES O INFERIORES ,A MAYORÓA DE LAS CUERDAS TIENEN NUDOS z#UÈL ES SU SIGNIlCADO ! PE SAR DE LAS INFORMACIONES RECOGIDAS POR LOS CRONISTAS ESPA×OLES HAS TA NO SE RESOLVIØ EL MISTERIO 6EAMOS LA DESCRIPCIØN QUE ,ELAND ,OCKE HIZO DE UN QUIPU DEL -USEO DE (ISTORIA .ATURAL DE .UEVA 9ORK -ERCED A LOS ESCRITOS DE 'ARCILA SO ,OCKE SABÓA QUE EL VALOR DE LOS NÞMEROS CODIlCADOS POR LOS NUDOS DEPENDÓA DE LA POSICIØN DE ÏSTOS A LO LARGO DE CADA UNA DE LAS CUERDAS #ONTIENEN ÏSTAS TRES GRUPOS DE NU DOS UN GRUPO INFERIOR QUE ,OCKE ATRIBUYE A LAS UNIDADES UNO CENTRAL QUE CORRESPONDE A LAS DECENAS Y POR lN UN GRUPO CERCANO A LA CUERDA PRINCIPAL PARA LAS CENTENAS 3U HIPØTESIS SE CONlRMA CUANDO OBSERVA QUE EL NÞMERO CODIlCADO EN CADA CUERDA SUPERIOR COINCIDE CON LA SUMA DE LOS NÞMEROS CODIlCADOS EN EL GRUPO DE CUERDAS INFERIORES CORRESPONDIENTE
Tres tipos de nudos
,A REPRESENTACIØN DE LOS NÞMEROS EN LOS QUIPUS GUARDA SEMEJANZA CON NUESTRO SISTEMA POSICIONAL DE BASE 2ECORDEMOS SUS CARACTERÓSTICAS PRINCIPALES .OSOTROS DISPONEMOS DE SÓMBOLOS LOS DÓGITOS QUE VAN DEL AL %N UN NÞMERO PONGAMOS EL POR EJEMPLO CADA CIFRA CORRES PONDE AL COElCIENTE DE UNA POTENCIA DE CUYO EXPONENTE ES PARA LA CIFRA SITUADA EN LA POSICIØN DERECHA EXTREMA Y AUMENTA EN UNA UNIDAD CADA VEZ QUE NOS DESPLAZAMOS UN PUESTO HACIA LA IZQUIERDA !SÓ ES IGUAL A ES DECIR #ABE SE×ALAR QUE EL SISTEMA POSICIONAL NO ESTÈ VINCULA DO SØLO A LA BASE ,OS MAYAS POR EJEMPLO CONTABAN EN EL SISTEMA VIGESIMAL ES DECIR EN BASE Y SE SERVÓAN TAMBIÏN DE UN SISTEMA POSICIONAL %N LOS QUIPUS APARECEN SØLO TRES TIPOS DE NUDOS A SABER SIMPLES LARGOS UN NUDO SIMPLE AL QUE SE LE DAN VARIAS PASADAS POR EL INTE RIOR DEL LAZO ANTES DE CERRARLO Y EN OCHO %N UNA CUERDA LOS NUDOS SE ORGANIZAN EN GRUPOS DE UNO A NUE VE VOLVEMOS A ENCONTRAR NUESTRAS CIFRAS EXCLUIDO EL A CADA GRUPO SE LE ASIGNA UNA POTENCIA DE QUE AUMENTA CONFORME NOS ACERCAMOS A LA CUERDA PRINCIPAL
1. RUINAS DE UNA FORTALEZA INCA (izquierda), en Ingapirca, Ecuador. Los recursos, humanos y alimentarios, se administraban, igual que en todo el imperio, mediante unos originales libros de contabilidad: los quipus (derecha). En estos instrumentos, compuestos por cuerdas, los números se codificaban mediante nudos. Sólo los quipucamayocs, los guardianes de los quipus, conocían las reglas de confección de los mismos.
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INEQUÓVOCA EN OCASIONES SE OBSERVAN VARIOS NÞMEROS ESCRITOS EN UNA MIS MA CUERDA ,A DESCODIlCACIØN QUE ACABAMOS DE EXPONER SE LIMITA AL ASPECTO NU MÏRICO (ASTA LA FECHA NADIE LA HA CONTRADICHO z1UÏ OCURRE EN CAMBIO CON LA EXPRESIØN DE HECHOS E IDEAS %L DEBATE DISTA DE ESTAR CONCLUIDO $E NUEVO LOS CRONISTAS Y ENTRE ELLOS EN PRIMER LUGAR EL )NCA 'ARCILASO NOS OFRECEN ALGUNAS INDICACIONES 3EGÞN EL HISTORIADOR MESTIZO EL SIGNIlCADO EXTRANUMERAL DE LOS CORDELES VENDRÓA DADO POR LOS COLORES AL SER ALGU NOS HILOS DE UN SOLO COLOR OTROS DE DOS DE TRES E INCLUSO MÈS ,OS COLORES SIMPLES Y SUS COMBINACIO NES ENCERRARÓAN CADA UNO SU PROPIO SIGNIlCADO
#UERDA SECUNDARIA
#UERDA SUPERIOR
#UERDA PRINCIPAL #UERDA INFERIOR
2. UN QUIPU consta de una cuerda principal a la que se ligan fuertemente cuerdas laterales: unas inferiores y otras superiores. Por último, cuerdas secundarias se atan a estos dos últimos tipos de cuerdas.
A
E
B
F
C
D
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3. VARIOS TIPOS DE NUDOS codifican los números en un quipu. Los largos (a) representan las unidades: el número de vueltas equivale al número de unidades (dos en b, cinco en c, y ocho en d). Los simples representan las otras potencias de 10 (e). Los nudos en ocho (f) se utilizan para indicar una unidad (un nudo largo de una sola vuelta equivaldría a un nudo simple y, por tanto, se prestaría a confusión).
Dos hipótesis
%N ALGUNOS QUIPUS SE HA IDENTIlCA DO UN REGISTRO DE MUNICIONES ,AS COMBINACIONES DE COLORES INDICAN LAS ARMAS POR ORDEN JERÈRQUICO EN LA PRIMERA CUERDA LAS MÈS NOBLES COMO LAS LANZAS DESPUÏS EN LA SEGUNDA LOS DARDOS A CONTINUACIØN LOS ARCOS Y LAS mECHAS Y ASÓ HASTA LAS MAZAS LAS HACHAS Y LAS HONDAS %L SENTIDO DE TORSIØN DE LOS HILOS DE LA CUERDA TENDRÓA TAMBIÏN SIGNIl CADO ,AS CUERDAS CUYOS HILOS GIRA SEN HACIA LA DERECHA REPRESENTARÓAN CONCEPTOS POSITIVOS MIENTRAS QUE LAS CUERDAS HILADAS A IZQUIERDAS TENDRÓAN UN SENTIDO NEGATIVO %L MISTERIO DE LA AUSENCIA DE ESCRI TURA QUEDARÓA RESUELTO DE HALLAR SIG NIlCADO A LA ORIENTACIØN EN LA QUE SE TORCIØ LA CUERDA PUES zCØMO ES POSIBLE QUE UNA CIVILIZACIØN DE SUMA COMPLEJIDAD CUYO PODER SE EXTENDÓA SOBRE EL TERRITORIO QUE HOY ABARCA 0ERÞ "OLIVIA %CUADOR Y EL NORTE DE #HILE Y DE !RGENTINA PUDIERA PRESCIN DIR DE LA ESCRITURA 3ERÓA TAN IMPENSA BLE COMO UNA 'RECIA SIN LENGUA 'ARY 5RTON DE LA 5NIVERSIDAD DE (ARVARD CREE HABER DESVELADO UN LENGUAJE EN CØDIGO BINARIO TRANSCRI TO EN LAS CUERDAS DE LOS QUIPUS 3E TRATARÓA DE UN SISTEMA COMPLETAMENTE INÏDITO HOY ES TODAVÓA OBJETO DE DE BATE Y RADICALMENTE DISTINTO DE NUES TRO SISTEMA DE ESCRITURA 3EGÞN 5R TON CADA NUDO SERÓA EL RESULTADO DE UNA SUCESIØN DE SEIS DECISIONES LOS ARQUEØLOGOS DEL .EOLÓTICO HABLARÓAN DE hCADENAS OPERATORIASv z(A DE HACERSE EL NUDO CON PELO DE LLAMA O LANA DE OVEJA z(A DE IR UNA CUERDA EN LA PARTE SUPERIOR O EN LA INFERIOR z$EBEN SER AZULES O ROJOS SUS HILOS %N LO REFERENTE A LOS COLORES 5RTON UTILIZA LA TERMINOLOGÓA Y EL SIMBOLIS MO DE LOS TEJEDORES BOLIVIANOS QUE DISTINGUEN COLORES %STE ANTROPØLOGO DIFERENCIA EN TOTAL SEIS DECISIONES BINARIAS Y UNA DE OPCIONES MÞLTIPLES EL COLOR %N DElNITIVA EL REPERTORIO INFORMATIVO DE UN QUIPU CONSTARÓA DE SIGNOS UN REPERTORIO DE MA YOR EXTENSIØN QUE EL DE LA ESCRITURA CUNEIFORME MESOPOTÈMICA O EL DE LOS JEROGLÓlCOS EGIPCIOS 5N QUIPU ABARCARÓA PUES MÈS QUE UN MERO RECORDATORIO 5RTON LLEVARÈ A CABO LA INFORMATIZACIØN DE TODOS LOS DETALLES DE LOS QUIPUS DISPONIBLES 0RETENDE ADEMÈS HACER ACCESIBLES TALES DATOS INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
0/52 ,! 3#)%.#%
,AS UNIDADES SUELEN ESTAR REPRESEN TADAS POR NUDOS LARGOS CUYO NÞMERO DE VUELTAS INDICA EL NÞMERO DE UNIDA DES LAS OTRAS POTENCIAS DE APARE CEN REPRESENTADAS POR NUDOS SIMPLES #UANDO SE TRATA DE CODIlCAR UNA SOLA UNIDAD EN CAMBIO SE RECURRE A UN NUDO EN OCHO PARA EVITAR CONFUSIONES UN NUDO LARGO DE UNA SOLA VUELTA EQUIVALE A UN NUDO SIMPLE %L CERO SE REPRESENTA POR LA AUSEN CIA DE NUDO EN UN GRUPO GRUPO NULO %L TIPO DE NUDO FACILITA LA IDENTIlCACIØN DE LAS UNIDADES LOS GRUPOS DE NUDOS SE HALLAN ALINEADOS EN LA MISMA POSICIØN EN TODOS LOS CORDELES LO QUE AGILIZA LA LOCALIZA CIØN DE LAS POSICIONES DESPROVISTAS DE NUDOS !DEMÈS DADO QUE LA RE PRESENTACIØN DE LAS UNIDADES RESULTA
0/52 ,! 3#)%.#%
4. LA CLAVE DE LA NUMERACION INCA se ha descifrado merced a la labor de Leland Locke. Los incas contaban en base 10, siguiendo un sistema posicional. Los nudos largos (violeta) representaban las unidades, situándolas en la extremidad de la cuerda. Una unidad sola se denotaba mediante un nudo en ocho (naranja), para diferenciarla de los nudos simples que correspondían a las otras potencias de 10 (las decenas, en verde; las centenas, en rojo; los millares, en azul). A cada una de ellas le corresponde un grupo de nudos; las potencias de 10 aumentan desde el extremo hacia la cuerda principal. El número codificado en cada cuerda superior corresponde a la suma de los números codificados en el grupo de cuerdas inferiores correspondiente.
A CUANTOS DESEEN ESTUDIAR Y DESCIFRAR EL CØDIGO %N JUNIO DE #ARRIE "REZINE TEJEDORA Y MATEMÈTICA PROPORCIONØ UNA COPIA DE LAS TRANSCRIPCIONES DE UNOS QUIPUS DESCUBIERTOS DELANTE DE UNA CAVERNA SITUADA SOBRE EL LAGO DE LOS #ØNDORES EN EL NORTE DE 0ERÞ ,ARGAS SERIES DE NUDOS APARECÓAN CASI IDÏNTICAS EN TRES DE LOS QUIPUS ELLO INDICABA QUE LA INFORMACIØN SE HABÓA COPIADO DE UNO A OTRO IGUAL QUE LOS MONJES COPISTAS DE LA %DAD -EDIA REPRODUCÓAN LOS MANUSCRITOS ,AURA ,AURENCICH -INELLI DE LA 5NIVERSIDAD DE "OLONIA ABOGA TAM BIÏN POR LA EXISTENCIA DE UN SIGNI lCADO NO NUMÏRICO EN LOS QUIPUS %N FECHA RECIENTE HA DESCRITO UN MANUSCRITO DEL SIGLO 86)) ATRIBUI DO A *OAN !NTONIO #UMIS Y A *OAN !NELLO /LIVA QUE ENCERRARÓA INFOR MACIØN DETALLADA SOBRE LOS hQUIPUS LITERARIOSv %N EL DOCUMENTO DE ESTOS DOS JESUITAS ESTABAN INTERCALADAS TRES PÈGINAS DE DIBUJOS lRMADOS POR "LAS 6ALERA Y UN SOBRE QUE CONTENÓA UN FRAGMENTO DE UN QUIPU 3EGÞN #UMIS CIERTOS QUIPUS LOS DE LA REALEZA SE DISTINGUIRÓAN DE LOS DESTINADOS A LA CONTABILIDAD 3IN EMBARGO POCOS DE INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
ELLOS HABRÓAN SOBREVIVIDO A LOS hAUTOS DE FEv DE LA )NQUISICIØN ESPA×OLA 2ESPECTO DE LA FORMA EN QUE EL QUECHUA SE ESCRIBÓA MEDIANTE NUDOS #UMIS SE×ALA QUE h,A RAREZA DE LAS PALABRAS Y LA POSIBILIDAD DE MODIlCAR UN MISMO TÏRMINO MEDIANTE PARTÓ CULAS O SUlJOS HA PERMITIDO A LOS INCAS LA CONFECCIØN DE UN DICCIONARIO SIN PAPEL NI TINTA NI PLUMA ;= -I INTERLOCUTOR ELABORØ LUEGO LA LISTA DE LAS PALABRAS PRINCIPALES ASÓ COMO LA FORMA DE CODIlCARLAS EN UN QUIPUv 1UIZÈ NOS HALLEMOS TODAVÓA LEJOS DE COMPRENDER LA INTERPRETACIØN QUE LOS QUIPUCAMAYOCS HACÓAN DE LOS QUIPUS (ASTA LA FECHA SØLO SE HAN DESCIFRADO CON CERTEZA LAS REGLAS NU MÏRICAS QUEDA POR DESVELAR EL MISTE RIO DE LAS COMBINACIONES DE SÓMBOLOS COLORES Y POSICIONES
Bibliografía complementaria MATHEMATICS OF THE INCAS: CODE OF THE QUIPU. Marcia y Robert Ascher. Edición Dover, 1997. CRACKING THE KHIPU CODE. Charles Mann, en Science, vol. 300, n.o 5626, págs. 1650-1651; 2003.
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Microchorros y nanochorros Chorros de diámetro micro y nanométrico ofrecen nuevos métodos para la obtención de micro y nanocápsulas, nanofibras, nanotubos, nanoemulsiones y otras estructuras de interés técnico Antonio Barrero, Ignacio González Loscertales, Manuel Márquez
DE QUE + %RIC $REXLER DEL )NSTITUTO &ORESIGHT 0ALO !LTO LO ACU×Ø SIN EMBARGO SU SIGNIlCADO RESULTA EN OCASIONES CONFUSO DEBIDO A LAS DIS TINTAS DElNICIONES QUE DE ÏL SE HAN DADO EN EL TRANSCURSO DE LOS ÞLTIMOS A×OS %N TÏRMINOS EXACTOS CUANDO HABLAMOS DE NANOTÏCNICA DEBERÓAMOS REFERIRNOS A LOS PROCEDIMIENTOS QUE BASADOS EN LA ADECUADA DISPOSICIØN Y MANEJO DE ÈTOMOS MOLÏCULAS O AMBOS RESULTEN EN LA OBTENCIØN DE PRODUCTOS MÈS LIGEROS Y PRECISOS DE MAYOR RESISTENCIA MÈS ECOLØGICOS Y MÈS ECONØMICOS QUE LOS ACTUALES $ISTINTA ES SIN EMBARGO LA TÏCNICA EN LA QUE EL TAMA×O NANOSCØPICO SE ALCANZA NO POR EL ENSAMBLAJE CON TROLADO DE ÈTOMOS Y MOLÏCULAS SINO POR PARTICIØN Y DIVISIØN DE OBJETOS MICROMÏTRICOS 0ERO LO QUE SEPARA LA MICRO DE LA MACROTÏCNICA NO ES SØLO EL TAMA×O DE LOS OBJETOS SINO LAS PROPIEDADES FÓSICAS QUE ÏSTOS
EXHIBEN QUE CAMBIAN EN FUNCIØN DE LA RELACIØN SUPERlCIE VOLUMEN DEL PROPIO OBJETO %S ESTE CAMBIO DE PROPIEDADES EL QUE PERMITE DEl NIR SIN AMBIGàEDAD LAS FRONTERAS DE LA NANOTÏCNICA %N GENERAL ALCANZAN ESTE LÓMITE LOS OBJETOS DE ALREDEDOR DE UN CENTENAR DE NANØMETROS 5N NANØMETRO CORRESPONDE A LA MILLONÏ SIMA DE MILÓMETRO %L DIÈMETRO TÓPICO DE UN CABELLO HUMANO ES DEL ORDEN DE NANØMETROS
Aplicaciones biomédicas: aerosoles y cápsulas
3I EL MANEJO CONTROLADO DE ÈTOMOS Y MOLÏCULAS PARA MEJORAR LAS PROPIE DADES DE MATERIALES Y DISPOSITIVOS ESTÈ COMENZANDO A DAR SUS PRIMEROS PASOS LA OBTENCIØN DE ESTRUCTURAS NANOMÏTRICAS POR DIVISIØN DE OBJE TOS MICROMÏTRICOS CONSTITUYE POR EL CONTRARIO UNA REALIDAD TANGIBLE QUE YA HA FRUCTIlCADO EN DIVERSAS
1. LAS INESTABILIDADES VARICOSAS terminan por romper en gotas este chorro capilar líquido de 400 micras de diámetro (superposición de imágenes obtenidas con luz estroboscópica).
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INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
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F
UE 2ICHARD 0 &EYNMAN EN SU FAMOSA CONFERENCIA 4HERES PLENTY OF ROOM AT THE BOTTOM PRONUNCIADA A lNALES DE LA DÏCADA DE LOS CINCUENTA DEL SIGLO PASADO EL PRIMERO EN ATRAER EL INTERÏS DE FÓSICOS E INGENIEROS HACIA EL MUNDO DE LO MINÞSCULO EL DE LA DIMENSIØN SUBMICROMÏTRICA #OMO OTRAS VECES ANTES &EYNMAN PREMIO .OBEL DE FÓSICA PIONERO DE LA ELECTRODINÈMICA CUÈNTICA Y EXCÏNTRICO GENIAL VISLUM BRØ UNA FRONTERA DE LA CIENCIA QUE DEBÓA SER EXPLORADA PARA EXTENDER NUESTRO CONOCIMIENTO Y APLICARLO EN BENElCIO DE LA HUMANIDAD &EYNMAN FUE EL PRIMERO EN SUGERIR LA POSIBILI DAD DE CONSTRUIR MÈQUINAS CADA VEZ MÈS PEQUE×AS HASTA LLEGAR AL NIVEL MOLECULAR %L TÏRMINO NANOTÏCNICA ASÓ COMO EL TÏRMINO RELACIONADO NANOCIENCIA SE HA EMPLEADO PROFUSAMENTE DES
! "!22%2/ ) ' ,/3#%24!,%3 - -!215%:
APLICACIONES TÏCNICAS %L ENCAPSULA DO DE FÈRMACOS O LA FABRICACIØN DE MICRO Y NANOESTRUCTURAS COMPLEJAS CONSTITUYEN EJEMPLOS TÓPICOS %N LA ACTUALIDAD VARIAS COMPA×ÓAS FARMA CÏUTICAS ESTÈN DESARROLLANDO DISPO SITIVOS PARA ADMINISTRAR INSULINA POR VÓA PULMONAR MEDIANTE LA INHALACIØN DE UN AEROSOL DE ESTA SUSTANCIA 0ARA QUE LA INSULINA ALCANCE LOS ALVÏOLOS BRONQUIALES Y SE DIFUNDA DESDE ALLÓ POR EL TORRENTE SANGUÓNEO EL DIÈME TRO DE LAS GOTAS INHALADAS NO DEBE EXCEDER LAS MICRAS ,OS ENSAYOS CLÓNICOS PARA ESTA FORMA GALÏNICA DE LA INSULINA ESTÈN EN LA FASE SU COMERCIALIZACIØN QUE SE ESPERA EN BREVE REPRESENTARÈ UN PROFUNDO ALIVIO PARA LOS MÈS DE DIEZ MILLONES DE DIABÏTICOS QUE HOY DÓA REHÞSAN EL TRATAMIENTO ESTÈNDAR DEBIDO A UN COMPRENSIBLE RECHAZO HACIA LA INYECCIØN SUBCUTÈNEA ,A SÓNTESIS DE UN PRINCIPIO ACTIVO CONSTITUYE SØLO UNA PARTE DEL PROCESO DE FABRICACIØN DE UN NUEVO MEDICA MENTO 5N TRATAMIENTO ElCAZ REQUIERE TAMBIÏN UN TRANSPORTE ADECUADO DE LA DROGA HASTA LOS ØRGANOS Y TEJIDOS QUE LA PRECISAN Y UN CONTROL APROPIADO DE SU TIEMPO DE ADMINISTRACIØN %N EL TRACTO GASTROINTESTINAL POR EJEM PLO ÏSTA DEBE SUPERAR AMBIENTES EX TRAORDINARIAMENTE AGRESIVOS DE AHÓ LA NECESIDAD DE UN ENCAPSULADO QUE LA PROTEJA DE DESAFÓOS SEVEROS 3I SE RE QUIERE QUE LAS CÈPSULAS ATRAVIESEN LA PARED INTESTINAL SU TAMA×O NO DEBERÈ EXCEDER LOS NANØMETROS SØLO LAS DE NANØMETROS O MENORES LOGRARÈN ESCAPAR DEL SISTEMA INMU NOLØGICO ,AS NUEVAS ESTRATEGIAS PARA EL TRATAMIENTO DEL CÈNCER SE BASARÈN EN IDENTIlCAR LAS CÏLULAS CANCEROSAS Y DESTRUIRLAS SIN DA×AR EL TEJIDO SANO 0ARA ELLO SERÈ NECESARIO TRANSPORTAR LAS CÈPSULAS QUE ENCIERREN RADIONU CLEØTIDOS TOXINAS U OTROS AGENTES QUIMIOTERAPÏUTICOS ALLÓ DONDE SE ENCUENTREN LAS CÏLULAS CANCEROSAS %L USO DE MATERIALES INTELIGENTES RESUL TARÈ POR TANTO IMPRESCINDIBLE PARA FABRICAR ESTAS CÈPSULAS CON TAMA ×OS DE ENTRE Y NANØMETROS Y UNA CARGA DE FÈRMACO APROPIADA PARA DESTRUIR UNA CÏLULA CANCEROSA PUESTO QUE CADA UNA DE ELLAS DEBERÈ IDENTIlCAR ESTAS CÏLULAS UNIRSE A ELLAS O INTRODUCIRSE EN SU INTERIOR Y LIBERAR SU CONTENIDO /TRA ALTERNATIVA PARA EL TRATAMIEN TO SELECTIVO DEL CÈNCER CONSISTE EN INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
2. LA VISCOSIDAD aumenta la estabilidad de un chorro y, por tanto, la longitud que alcanza sin romperse. En la imagen, el chorro de agua (b) se atomiza mucho antes que el de glicerina (a), más viscoso y, por tanto, más estable y más largo.
QUEMAR LAS CÏLULAS CANCEROSAS ME DIANTE CÈPSULAS DE VIDRIO DE UNOS NANØMETROS RECUBIERTAS POR UNA FINA LÈMINA DE ORO SOBRE LA QUE SE ADHIEREN ANTICUERPOS ESPE CÓFICOS )NYECTADAS EN EL TORRENTE SANGUÓNEO LAS CÈPSULAS RECONOCEN LAS CÏLULAS CANCEROSAS Y SE UNEN A ELLAS MEDIANTE DICHOS ANTICUERPOS 3E SOMETE ENTONCES AL PACIENTE A RADIACIØN INFRARROJA INOCUA PARA ÏL QUE ES ABSORBIDA POR LOS ÈTOMOS DE ORO DE FORMA QUE LA TEMPERATURA SUPERFICIAL DE LAS CÈPSULAS AUMENTA HASTA EL NIVEL REQUERIDO PARA MATAR LAS CÏLULAS CANCEROSAS 3E COLIGE POR TANTO QUE EL DESARRO LLO DE TÏCNICAS PARA EL ENCAPSULADO DE MEDICAMENTOS PROTEÓNAS VITAMINAS ADITIVOS ALIMENTARIOS BURBUJAS DE GAS E INCLUSO CÏLULAS VIVAS O MATE RIAL GENÏTICO ES DE VITAL IMPORTANCIA EN APLICACIONES QUE CUBREN DESDE EL DISE×O FUNCIONAL DE ALIMENTOS HASTA LA ADMINISTRACIØN DE FÈRMACOS U OTRAS SUSTANCIAS DE INTERÏS BIOMÏDICO
Nuevos materiales
%N EL ÈMBITO DE LOS NUEVOS MATERIA LES LAS APLICACIONES POTENCIALES DE LAS NANOPARTÓCULAS COMPLEJAS PARTÓCULAS COMPUESTAS DE NÞCLEO Y CUBIERTA PRO TECTORA ESFERAS HUECAS lBRAS TUBOS ETCÏTERA HAN ATRAÓDO LA ATENCIØN DE UN GRAN NÞMERO DE EXPERTOS 5N EJEMPLO CORRESPONDE A LA FABRICA CIØN DE NANOPARTÓCULAS PARA LAS QUE SE EMPLEAN MATERIALES INORGÈNICOS CERÈMICOS METÈLICOS COMPUESTOS SEMICONDUCTORES Y POLÓMEROS ,A PRIMERA APLICACIØN CONOCIDA DE LO QUE HOY DENOMINAMOS NANOTÏCNI CA SE REMONTA A LA 2OMA ANTIGUA ! LA SAZØN LOS VIDRIEROS A PESAR DE DESCONOCER LOS FENØMENOS ASOCIA DOS A LA DISPERSIØN DE LA LUZ CUBRÓAN VASOS ORNAMENTALES CON MINÞSCULAS PARTÓCULAS DE ORO CONSEGUÓAN ASÓ
QUE EL COLOR DE LA LUZ REmEJADA POR EL VASO CAMBIARA AL VARIAR EL ÈNGULO DE LA LUZ INCIDENTE %L VASO DE ,I CURGO CONSTITUYE SIN DUDA LA PIEZA MÈS REPRESENTATIVA DE ESTA BELLÓSIMA CERÈMICA ROMANA %L USO DE NANOPARTÓCULAS DE CAR BONO EN EL PROCESAMIENTO DEL CAU CHO PARA MEJORAR LAS PROPIEDADES MECÈNICAS Y TÏRMICAS DE LOS NEUMÈ TICOS DE AUTOMØVILES CONSTITUYE OTRO EJEMPLO CARACTERÓSTICO 3IGUIENDO CON LA INDUSTRIA DE LA AUTOMOCIØN SE HA PUBLICADO EN FECHA RECIENTE QUE EL USO DE POLÓMEROS NANOCOMPUESTOS EN LA FABRICACIØN DE AUTOMØVILES EN %%55 AHORRARÓA AL A×O MÈS DE MILLONES DE LITROS DE GASOLINA CON UNA CONSIGUIENTE REDUCCIØN DE LAS EMISIONES DE #/ CERCANA A LOS MILLONES DE TONELADAS %N GENERAL EL USO DE OTROS MA TERIALES CERÈMICOS METÈLICOS SE MICONDUCTORES POLÓMEROS ETCÏTERA CON DIMENSIONES INFERIORES A LOS NANØMETROS RESULTA IMPRESCINDI BLE PARA LA FABRICACIØN DE MATERIA LES NANOCOMPUESTOS QUE CONSTAN DE lBRAS DE UNOS POCOS NANØMETROS %STOS REPRESENTAN UNA ALTERNATIVA RADICAL A LOS ACTUALES MATERIALES REFORZADOS CON PARTÓCULAS MICROMÏ TRICAS PUESTO QUE PUEDEN HACERSE IGUAL DE RESISTENTES Y RÓGIDOS PERO MUCHO MÈS LIGEROS ,OS MATERIALES RECUBIERTOS DE PARTÓCULAS CERÈMICAS NANOMÏTRICAS ESTÈN REEMPLAZANDO PAULATINAMENTE LOS ORDINARIOS SIN RECUBRIMIENTO POR SU MAYOR DUREZA Y RESISTENCIA AL DESGASTE #OMO SE IN DICØ ANTERIORMENTE ESTOS CAMBIOS EN LAS PROPIEDADES MECÈNICAS SE DEBEN A QUE CUANDO EL TAMA×O DEL GRANO DISMINUYE AUMENTA LA RELACIØN ENTRE EL NÞMERO DE ÈTOMOS DE LA SUPERlCIE DEL GRANO Y EL NÞMERO DE ÈTOMOS QUE OCUPAN SU VOLUMEN O EN TÏRMI NOS MÈS FÓSICOS CUANTO MENOR ES EL 45
COMO SE OBTIENE UN ELECTROSPRAY $% %.42% 4/$/3 ,/3 -%4/$/3 DE ATOMIZACIØN DE LÓQUIDOS LA ELECTROHIDRODINÈMICA ES EL QUE PRODUCE DE FORMA MÈS CONTROLABLE Y lABLE GOTAS DEL MISMO TAMA×O Y DOTADAS DE CARGA ELÏCTRICA !DEMÈS PERMITE ALCANZAR TAMA×OS DE GOTA EN EL RANGO NANOMÏTRICO %L LÓQUIDO SE EYECTA EN FORMA DE CHORRO CAPILAR DESDE EL VÏRTICE DE UN MENISCO ELECTRIlCADO QUE ADOPTA LA FORMA DE UN CONO DE 4AYLOR ESTACIONARIO CUANDO SE APLICA UN POTENCIAL DE UNOS POCOS KILOVOLTIOS ENTRE LA AGUJA Y UN CONDUCTOR
CONECTADO A TIERRA %STE MICROCHORRO MUY DELGADO Y EXTRAOR DINARIAMENTE ESTABLE EMERGE ENTONCES DEL VÏRTICE DEL CONO PARA ROMPER lNALMENTE DEBIDO A LAS INESTABILIDADES CAPILA RES EN UNA NUBE O ELECTROSPRAY DE GOTAS DOTADAS DE CARGA %L PROCESO DE EMISIØN INVOLUCRA VARIOS FENØMENOS ELECTROHIDRODINÈMICOS QUE DEBEN ANALIZARSE MEDIANTE COMPLEJOS MODELOS TEØRICOS SI SE DESEA CONTROLAR LAS CARACTERÓSTICAS DEL FLUIDO ATOMIZADO TAMA×O Y CARGA DE LAS GOTAS ETCÏTERA
GRANO MAYOR PROTAGONISMO EJERCEN LAS INTERACCIONES ENTRE LOS ÈTOMOS SUPERlCIALES ,A ADICIØN DE ESFERAS HUECAS A LOS SUSTRATOS EMPLEADOS EN ELECTRØNICA HA RESULTADO SER UN MÏTODO EFICAZ PARA REDUCIR LA CONSTANTE DIELÏCTRICA EFECTIVA DE ESTOS MATERIALES LO QUE REDUNDA EN UNA MAYOR EFICIENCIA EN ALGUNOS EQUIPOS ELECTRØNICOS 0ARA TERMINAR CON LAS APLICACIO NES PERMÓTASENOS CITAR LOS NANO TUBOS O NANOCAPILARES DE MATERIALES INORGÈNICOS E HÓBRIDOS ESTRUCTURAS COMPLEJAS DISTINTAS DE LOS POPULARES NANOTUBOS DE CARBONO DE INTERÏS EN 46
BIOCATÈLISIS BIOSEPARACIØN Y ADMI NISTRACIØN DE FÈRMACOS ENTRE OTROS CAMPOS
Atomización electrohidrodinámica
5N GRAN NÞMERO DE LOS MÏTODOS EMPLEADOS PARA OBTENER ESTRUCTURAS SUBMICROMÏTRICAS A PARTIR DE SISTEMAS FÓSICOS MILIMÏTRICOS O MAYORES SE BASAN EN LA DISPERSIØN CONTROLADA DE UN LÓQUIDO EN EL SENO DE OTRO mUIDO DE FORMA QUE SE PRODUCE UN INCRE MENTO NOTABLE DE LA RELACIØN SUPER lCIE VOLUMEN 0UESTO QUE LA TENSIØN SUPERlCIAL SE OPONE ESPONTÈNEAMENTE A ESTE FENØMENO DEBE INTRODUCIRSE
ENERGÓA EN EL SISTEMA PARA QUE LA ATOMIZACIØN RESULTE ElCAZ !TENDIENDO A LA NATURALEZA FÓSICA DEL PROCESO EN QUE SE BASAN SE DISTIN GUEN DOS GRANDES TIPOS DE MÏTODOS 5NO DE LOS MÈS USADOS EN LA FABRI CACIØN DE CÈPSULAS MICROMÏTRICAS NANOMÏTRICAS O AMBAS RECURRE A LAS EMULSIONES DOS mUIDOS INMISCIBLES UNO QUE CONTIENE DISUELTA LA SUSTANCIA A ENCAPSULAR Y OTRO QUE CONTIENE EL POLÓMERO QUE CONFORMARÈ LA CORTEZA DE LA CÈPSULA SE AGITAN HASTA FORMAR UNA EMULSIØN QUE SE ESTABILIZA ME DIANTE VERTIDO EN UNA TERCERA DISO LUCIØN ,A EXTRACCIØN DEL DISOLVENTE INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
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ELECTROSPRAY DE METANOL en el que se observa el efecto Tyndall. Las gotas con diámetros de entre 380 y 720 nanómetros reflejan la luz azul e impiden su paso a través del spray por ser éstas mayores que la longitud de onda de dicha radiación (380 nm). En cambio, las otras componentes de la luz blanca (de longitud de onda mayor) pasan sin dificultad a través de la nube de gotas.
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PORTADOR DEL POLÓMERO DA LUGAR A LA SOLIDIlCACIØN DE ÏSTE Y A LA FORMACIØN DE LAS CÈPSULAS %L OTRO MÏTODO AL QUE NOS REFERI REMOS AQUÓ RECURRE A LA ROTURA DE UN CHORRO CAPILAR DE DIÈMETRO INFERIOR A LOS O MILÓMETROS MEDIANTE INESTABILIDADES VARICOSAS ASOCIADAS A LA TENSIØN SUPERlCIAL 5N CHORRO CAPILAR ES INESTABLE Y ROMPE EN GOTAS A UNA CIERTA DISTANCIA AGUAS ABAJO DICHA INESTABILIDAD SE DEBE A LAS FUERZAS DE TENSIØN SUPERlCIAL %N EFECTO EL VALOR DE LA SOBREPRESIØN EN EL INTERIOR DE UN CHORRO CAPILAR ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA TENSIØN SUPERlCIAL DE LA PAREJA DE mUIDOS QUE INTERACCIONAN A TRAVÏS DE LA ENTREFASE E INVERSAMENTE PROPOR CIONAL AL RADIO DEL CHORRO #UALQUIER PERTURBACIØN NATURAL O FORZADA DE LA ENTREFASE RESULTARÈ EN SOBREPRESIØN EN LAS ZONAS MÈS DELGADAS DEL CHORRO Y DEPRESIØN EN LAS MÈS GRUESAS $ADO QUE EL LÓQUIDO mUYE DESDE LAS ZONAS DE ALTA PRESIØN HACIA LAS DE BAJA CON EL TIEMPO LAS PRIMERAS ADELGAZAN MIENTRAS QUE LAS OTRAS ENGRUESAN LA AMPLITUD DE LA PERTURBACIØN CRECE Y LA INESTABILIDAD CONDUCE POR lN A LA ROTURA DEL CHORRO $E LO ANTERIOR SE DEDUCE QUE LA ROTURA DE UN CHORRO LÓQUIDO DE DIÈ METRO MICRO O NANOMÏTRICO OFRECE UN PUNTO DE PARTIDA PARA LA OBTENCIØN DE PARTÓCULAS CÈPSULAS Y OTRAS ESTRUC TURAS COMPLEJAS MICRO O NANOSCØPI CAS 4ÏCNICAS BASADAS EN LA ACCIØN DE FUERZAS HIDRODINÈMICAS PERMITEN OBTENER CHORROS CON DIÈMETROS MI CROMÏTRICOS O MODERADAMENTE SUB MICROMÏTRICOS COMBINADAS CON EL USO DE CAMPOS ELÏCTRICOS INTENSOS PERMITEN ALCANZAR DIÈMETROS CONSI DERABLEMENTE MENORES ,A ACCIØN DE UN CAMPO ELÏCTRI CO SOBRE LA ENTREFASE DE UN LÓQUIDO CONDUCTOR SE CONOCE AL MENOS DESDE CUANDO 7ILLIAM 'ILBERT EN SU OBRA $E -AGNETO RELATØ LA EXISTENCIA DE MENISCOS CØNICOS QUE SE FORMA BAN CUANDO UN TROZO DE ÈMBAR SE APROXIMABA A UNA PEQUE×A GOTA DE AGUA (UBO QUE ESPERAR CASI CUATRO SIGLOS PARA QUE 'EOFFREY ) 4AYLOR A PARTIR DE UN BALANCE ENTRE LAS FUERZAS ELÏCTRICAS PERPENDICULARES A LA SUPER lCIE DEL CONO Y LA PRESIØN CAPILAR DIERA EXPLICACIØN A LA FORMA CØNICA DE LOS MENISCOS ELECTRIlCADOS QUE EN SU HONOR SE DENOMINAN HOY CO NOS DE 4AYLOR O DE 'ILBERT 4AYLOR INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
3. MICROCAPSULAS de unas 10 micras de diámetro generadas a partir de un chorro coaxial compuesto de una disolución acuosa en el interior y un fotopolímero (Somos 6120, de DuPont) en el exterior.
PARA HONRAR TAMBIÏN A SU PRIMER DESCUBRIDOR ,OS ALTOS VALORES QUE EL CAMPO ELÏCTRICO ALCANZA EN LAS PROXIMIDADES DEL VÏRTICE CØNICO SON RESPONSABLES DE LA EMISIØN DE CARGA Y MASA A TRAVÏS DEL CHORRO %L DIÈMETRO DEL CHORRO DISMINUYE AL AUMENTAR LA CON DUCTIVIDAD ELÏCTRICA DEL LÓQUIDO ,A TÏCNICA DE ATOMIZACIØN ELEC TROHIDRODINÈMICA O ELECTROSPRAY
NM
SE BASA EN INYECTAR LENTAMENTE UN LÓQUIDO CONDUCTOR A TRAVÏS DE UNA AGUJA ELECTRIlCADA 0ARA UN INTERVALO APROPIADO DE VALORES DEL CAUDAL IN YECTADO Y DE LA DIFERENCIA DE POTEN CIAL ELÏCTRICO APLICADA ENTRE LA AGUJA Y UN CONDUCTOR CONECTADO A TIERRA EL MENISCO ELECTRIlCADO ADOPTA LA FORMA DE UN CONO DE 4AYLOR ESTACIONARIO DESDE SU VÏRTICE SE EMITE UN CHORRO QUE ROMPE AGUAS ABAJO POR INESTABI
NM
4. NANOESFERAS HUECAS para uso en microelectrónica de alta velocidad obtenidas a partir de chorros coaxiales electrificados y técnicas sol-gel. Imágenes de espectroscopía electrónica de barrido.
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CHORROS COAXIALES: UN CHORRO DENTRO DE OTRO ,! !4/-):!#)/. $% &,5)$/3 PUEDE APLICARSE A LA PRODUCCIØN DE CÈPSULAS Y OTRAS ESTRUCTURAS DE INTERÏS %LLO SE CONSIGUE MEDIANTE UNA TÏCNICA DE NUEVO CU×O QUE SE SIRVE DE LA ACCIØN DE LAS FUERZAS ELECTROHIDRODINÈMICAS SOBRE ENTREFASES mUIDAS PARA GENERAR CHORROS COAXIALES CON DIÈMETROS NANOMÏTRICOS
$OS LÓQUIDOS INMISCIBLES ROJO Y AZUL SE INYECTAN A TRAVÏS DE DOS AGUJAS ELECTRIlCADAS CONCÏNTRICAS 0ARA VALORES APROPIADOS DEL CAU DAL Y EL VOLTAJE APLICADO SE FOR MAN DOS MENISCOS UNO EN EL INTERIOR DEL OTRO DETALLE DESDE CUYOS VÏRTICES SE EMITEN SENDOS CHORROS ESTACIONARIOS QUE mUYEN COAXIALMENTE
LIDADES CAPILARES FORMANDO UN SPRAY DE GOTAS DOTADAS DE CARGA 2EVISTE MAYOR INTERÏS EL HECHO DE QUE LOS DIÈMETROS DEL CHORRO Y DE LAS GO TAS RESULTANTES SON COMPLETAMENTE INDEPENDIENTES DEL DE LA AGUJA %L DIÈMETRO DEL CHORRO DEPENDE BÈSICA MENTE DE LA CONDUCTIVIDAD ELÏCTRICA DEL LÓQUIDO TANTO MENOR ÏSTE CUANTO MAYOR ES AQUÏLLA 4AMBIÏN EL CAMPO ELÏCTRICO EN EL CONO CHORRO ESTÈ FUER TEMENTE INmUIDO POR LA CONDUCTIVIDAD ELÏCTRICA DEL LÓQUIDO SUS VALORES TÓ PICOS SE HALLAN EN UN INTERVALO DE 6M #ONVIENE PRECISAR QUE SI BIEN LAS ECUACIONES DIFERENCIALES Y CONDI CIONES DE CONTORNO QUE GOBIERNAN LA ELECTROHIDRODINÈMICA DEL CONO CHORRO SON BIEN CONOCIDAS ECUACIO NES DE .AVIER 3TOKES Y DE -AXWELL 48
SU RESOLUCIØN NUMÏRICA ENTRA×A UNA EXTRAORDINARIA COMPLEJIDAD %LLO SE DEBE SOBRE TODO A LA DISPARIDAD DE ESCALAS DE LONGITUD EL DIÈMETRO DEL CHORRO ES UNAS MIL VECES ME NOR QUE EL DEL CONO AL DESCONO CIMIENTO DE LA ENTREFASE QUE DEBE SER DETERMINADA COMO PARTE DE LA SOLUCIØN DEL PROBLEMA Y A LA DE PENDENCIA TEMPORAL DE LAS VARIABLES ELECTRO mUIDO MECÈNICAS EN LA REGIØN DE ROTURA DEL CHORRO 3ØLO EN FECHA MUY RECIENTE SE HA ABORDADO LA RE SOLUCIØN NUMÏRICA DE LA REGIØN DE TRANSICIØN DEL CONO AL CHORRO RECU RRIENDO A HIPØTESIS SIMPLIlCADORAS ,A EXPERIMENTACIØN POR TANTO HA CONSTITUIDO EL RECURSO BÈSICO PARA ESTUDIAR ESTE FENØMENO Y DETERMINAR LA DEPENDENCIA FUNCIONAL O LEYES DE ESCALA QUE PERMITEN PREDECIR LA
CARGA Y EL TAMA×O DE LAS GOTAS EN FUNCIØN DEL CAUDAL DE LÓQUIDO ELEC TROATOMIZADO Y DE SUS PROPIEDADES FÓSICAS PRINCIPALMENTE LA CONDUCTI VIDAD ELÏCTRICA $EBIDO A LAS PROPIEDADES DEL ELEC TROSPRAY ENTRE LAS QUE CABE DESTACAR LA SENCILLEZ DE SU MANEJO EL AMPLIO INTERVALO DEL TAMA×O DE LAS GOTAS QUE EN FUNCIØN DE LA CONDUCTI VIDAD DEL LÓQUIDO EMPLEADO VARÓA DESDE CENTENARES DE MICRAS PARA LOS LÓQUIDOS MENOS CONDUCTORES HASTA POCAS DECENAS DE NANØMETROS PARA LOS MUY CONDUCTORES Y LA UNIFOR MIDAD DEL TAMA×O DE LAS GOTAS SUS APLICACIONES HAN VENIDO A SER EN LOS ÞLTIMOS A×OS MONEDA CORRIENTE EN LA INGENIERÓA QUÓMICA LA CIENCIA Y LA TÏCNICA DE MATERIALES LA AGRI CULTURA Y LA MEDICINA ENTRE OTROS INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
! "!22%2/ ) ' ,/3#%24!,%3 - -!215%:
#/./ $% 4!9,/2 0ARA OBTENER UN MENISCO CØNICO ESTRUCTURADO EL ESFUERZO ELÏCTRICO TANGENCIAL DEBE ACTUAR AL MENOS SOBRE UNA DE LAS ENTREFASES %N ESTAS FOTOGRAFÓAS SE OBSERVA UN CONO DE 4AYLOR ELECTRIlCADO DE AGUA EN EL INTERIOR DE UN MENISCO DE LÓQUIDO NO CONDUCTOR ACEITE DE OLIVA ,OS ESFUERZOS ELÏCTRICOS TANGENTES A LA ENTREFASE AGUA ACEITE SE TRANSMI TEN POR VISCOSIDAD AL RESTO DEL ACEITE Y LO PONEN EN MOVIMIENTO DIRIGIÏNDOLO HACIA EL VÏRTICE DEL CONO DE AGUA ,OS DOS mU JOS COmUYENTES RESULTAN EN UN CHORRO COAXIAL DE AGUA RECUBIERTO POR ACEITE #ABE MENCIONAR QUE EL CONTROL DE LOS CAUDALES DE LOS LÓQUIDOS PERMITE NO SØLO UN BUEN CONTROL DEL DIÈMETRO DEL CHORRO SINO TAMBIÏN DEL ESPESOR DE LA PELÓCULA DE ACEITE /BSÏRVESE CØMO CAMBIA LA FORMA DEL CONO INTERIOR AL PASAR DE UNA CAPA lNA DE ACEITE A A OTRA GRUESA B
! "!22%2/ ) ' ,/3#%24!,%3 - -!215%:
CAMPOS ! ELLO HA CONTRIBUIDO SIN DUDA EL HECHO DE QUE LA ATOMIZACIØN ELECTROHIDRODINÈMICA HA PASADO DE SER UN CONJUNTO DE OBSERVACIONES EMPÓRICAS POBREMENTE ENTENDIDAS A ESTABLECERSE COMO UNA RAMA DE LA CIENCIA SØLIDAMENTE FUNDAMENTADA 3E CITAN A CONTINUACIØN ALGUNOS EJEMPLOS DE NOTABLES APLICACIONES DEL ELECTROSPRAY *OHN &ENN DE LA 5NIVERSIDAD #OM MONWEALTH DE 6IRGINIA REVOLUCIONØ LA QUÓMICA ANALÓTICA Y COMPARTIØ EL PREMIO .OBEL DE QUÓMICA EN POR SU CONTRIBUCIØN AL ANÈLISIS DE BIOMOLÏCULAS &ENN LOGRØ MANTENER EN SUSPENSIØN MACROIONES DE SUS TANCIAS BIOLØGICAS EN FASE GASEOSA UTILIZANDO UNA FUENTE DE ELECTROS PRAY %N ESTE CASO LA EVAPORACIØN DEL SOLVENTE DE LAS GOTAS DEL SPRAY RESULTA EN MACROIONES DE ANALITO CON UNA RELACIØN CARGA ELÏCTRICA MASA SU lCIENTEMENTE ALTA PARA SER DETECTA DOS MEDIANTE UN ESPECTRØMETRO DE MASAS ESTÈNDAR /TRAS APLICACIONES DEL ELECTROSPRAY ALGUNAS EN FASE DE DESARROLLO Y OTRAS YA CONSOLIDADAS SON LA SÓNTESIS DE NANOPARTÓCULAS LA DEPOSICIØN ELECTROSTÈTICA DE PELÓCULAS NANOMÏTRICAS DE MATERIALES CERÈMI COS O POLÓMEROS LA DISPERSIØN DE PLAGUICIDAS LA INHALACIØN TERAPÏUTICA DE DROGAS Y PROTEÓNAS LA COMBUSTIØN SOBRE TODO EN MICROMOTORES Y LA PROPULSIØN COLOIDAL PARA SATÏLITES DE MASA PEQUE×A %N FECHA RECIENTE SE HAN OBTENIDO ELECTROSPRAYS EN EL SENO DE LÓQUIDOS DIELÏCTRICOS ELLO AMPLÓA DE FORMA NOTABLE SUS APLICACIONES EN EL CAMPO DE LAS EMULSIONES O DEL ENCAPSULADO DE SUSTANCIAS REALIZADO EN MEDIOS LÓQUIDOS ,A ADICIØN A UNA DE LAS FASES DE SUSTANCIAS TENSOACTIVAS ANlPÈTICAS DENOMINADAS ASÓ POR POSEER UNA PARTE HIDRØFOBA Y OTRA HIDRØlLA IN HIBE LA COALESCENCIA DE LAS GOTAS Y ABRE NUEVOS CAMPOS DE APLICACIØN DE ESTAS TÏCNICAS POR EJEMPLO AL CAMPO DE LOS CRISTALES LÓQUIDOS ,A ATOMIZACIØN ELECTROHIDRODINÈMICA POR TANTO PUEDE DESEMPE×AR UNA FUNCIØN CLAVE EN LA PRODUCCIØN DE NANOEMULSIONES Y EN EL CAMPO DE LOS mUIDOS COMPLEJOS
Chorros coaxiales electrificados
,A POSIBILIDAD DE APLICAR LA ELEC TROATOMIZACIØN A LA PRODUCCIØN DE CÈPSULAS Y OTRAS ESTRUCTURAS DE INTE RÏS NANOTÏCNICO SE HA VISTO REFORZADA INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
5. NANOFIBRAS de óxido de alúmina (a-Al2O3) obtenidas mediante electrospray simple y técnicas sol-gel. Diámetros por debajo de 150 nanómetros y longitudes varias veces mayores.
A PARTIR DE UN TRABAJO RECIENTE QUE UTILIZA LA ACCIØN DE LAS FUERZAS ELEC TRO HIDRODINÈMICAS SOBRE ENTREFASES mUIDAS PARA GENERAR CHORROS COAXIALES CON DIÈMETROS NANOMÏTRICOS ,A TÏC NICA CONSISTE EN INYECTAR DOS LÓQUIDOS INMISCIBLES A TRAVÏS DE DOS AGUJAS ELECTRIlCADAS CONCÏNTRICAS LO MIS MO QUE EN EL CASO DEL ELECTROSPRAY SIMPLE PARA VALORES APROPIADOS DEL CAUDAL Y EL VOLTAJE APLICADO SE FORMAN DOS MENISCOS UNO EN EL INTERIOR DEL OTRO DESDE CUYOS VÏRTICES SE EMITEN SENDOS CHORROS ESTACIONARIOS QUE mUYEN COAXIALMENTE 0ARA DESARROLLAR ESTA ESTRUCTURA SE INYECTA EL LÓQUIDO EXTERIOR Y SE IN CREMENTA EL POTENCIAL ELÏCTRICO DE LA AGUJA EXTERIOR HASTA QUE EL MENISCO ADOPTA LA FORMA CØNICA CARACTERÓSTICA ,A ACCIØN DE LOS ESFUERZOS ELÏCTRICOS TANGENCIALES QUE ACTÞAN SOBRE LA EN TREFASE EXTERIOR Y hTIRANv DEL LÓQUIDO HACIA EL VÏRTICE SE DIFUNDE HACIA EL INTERIOR MERCED A LA VISCOSIDAD DEL LÓQUIDO QUE DEBE SER SUlCIENTEMENTE ALTA PARA QUE LA DIFUSIØN RESULTE El CIENTE %L SEGUNDO LÓQUIDO QUE mUYE A TRAVÏS DE LA AGUJA INTERIOR FORMA UN NUEVO MENISCO QUE ES DEFORMADO Y SUCCIONADO POR EL MOVIMIENTO DEL LÓQUIDO EXTERIOR CON EL QUE FORMA UN CHORRO COAXIAL DE TIPO BICAPA 0ARA OBTENER UN MENISCO CØNICO ES TRUCTURADO EL ESFUERZO ELÏCTRICO TAN
GENCIAL DEBE ACTUAR AL MENOS SOBRE UNA DE LAS ENTREFASES %N UN CONO ELECTRIlCADO DE AGUA EN EL INTERIOR DE UN MENISCO DE LÓQUIDO NO CONDUCTOR COMO EL ACEITE DE OLIVA POR EJEMPLO LOS ESFUERZOS ELÏCTRICOS TANGENTES A LA ENTREFASE AGUA ACEITE SE TRANSMITEN POR VISCOSIDAD AL RESTO DEL ACEITE Y LO ARRASTRAN HACIA EL VÏRTICE DEL CONO DE AGUA ,OS DOS mUJOS COmUYENTES RESULTAN EN UN CHORRO COAXIAL DE AGUA RECUBIERTA DE ACEITE #ABE MENCIONAR QUE LA REGULACIØN DEL CAUDAL DE LOS LÓQUIDOS PERMITE CONTROLAR NO SØLO EL DIÈMETRO DEL CHORRO SINO TAMBIÏN EL ESPESOR DE LA PELÓCULA DE ACEITE
Cápsulas y esferas huecas
%STA TÏCNICA SE HA UTILIZADO CON ÏXITO EN LA OBTENCIØN DE MICRO Y NANOCÈP SULAS CON VISTAS A SU APLICACIØN AL ENCAPSULADO DE FÈRMACOS Y ADITIVOS ALIMENTARIOS %L SPRAY QUE SE FORMA A PARTIR DE LA ROTURA VARICOSA DE UN CHORRO COAXIAL ELECTRIlCADO COMPUES TO DE UNA SOLUCIØN ACUOSA LÓQUIDO IN TERIOR Y UN FOTOPOLÓMERO LÓQUIDO EXTERIOR POR EJEMPLO SE SOMETE A LUZ ULTRAVIOLETA CON ELLO SE CONSIGUE SOLIDIlCAR EL FOTOPOLÓMERO QUE CON TIENE EL LÓQUIDO EXTERIOR Y OBTENER ASÓ CÈPSULAS MICRO Y NANOMÏTRICAS #OMBINADOS CON TÏCNICAS DE AUTO ENSAMBLADO SELF ASSEMBLY COMO LA SOL GEL LOS CHORROS COAXIALES HAN 49
COMO OBTENER NANOTUBOS DE DIAMETRO REGULAR ,/3 #(/22/3 #/!8)!,%3 %,%#42)&)#!$/3 SIRVEN TAMBIÏN PARA OBTENER NANOTUBOS ,A FORMULACIØN DEL LÓQUIDO EXTE RIOR DEBE AJUSTARSE PARA QUE SOLIDIlQUE ANTES DE QUE EL CHORRO ROMPA POR INESTABILIDADES VARICOSAS 3I EL TIEMPO DE SOLIDIl CACIØN Y EL DE CRECIMIENTO DE LAS PERTURBACIONES CAPILARES SON COMPARABLES PUEDEN APARECER DISTORSIONES DEL CILINDRO PARA EVITARLAS LA RELACIØN ENTRE AMBOS TIEMPOS DEBE REDUCIRSE DISMINUYENDO EL TIEMPO DE SOLIDIlCACIØN DE LA SOLUCIØN EXTERIOR O BIEN AUMENTANDO EL TIEMPO NECESARIO PARA QUE CREZCAN LAS INESTABILIDADES CAPILARES %L RITMO DE CRECIMIENTO DE ESTAS PERTUR BACIONES DEPENDE DE LAS PROPIEDADES DE LOS LÓQUIDOS SOBRE TODO DE LA VISCOSIDAD Y LA TENSIØN SUPERlCIAL !SÓ EN GENERAL LA ESTABILIDAD DE UN CHORRO Y POR TANTO LA LONGITUD QUE ALCANZA SIN ROMPERSE AUMENTA CUANDO LA TENSIØN SUPERlCIAL DISMINUYE Y LA VISCOSIDAD CRECE 4)%-0/ $% 3/,)$)&)#!#)/.
4)%-0/ $% #2%#)-)%.4/ $% ,! 0%2452"!#)/.
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$EBIDO A LA SIMILITUD ENTRE EL TIEMPO DE SOLIDIlCACIØN Y EL DE CRECIMIENTO DE LAS PERTURBACIONES CAPILARES EL DIÈMETRO DE UNOS NANØMETROS DE ESTOS NANOTUBOS PRESENTA IRREGULARIDADES ,A PARED ES DE ALREDEDOR DE NANØMETROS %L DETALLE DE SU ESTRUCTURA DERECHA MUESTRA SU ROTURA POR MEDIOS MECÈNICOS 4)%-0/ $% #2%#)-)%.4/ $% ,! 0%2452"!#)/.
$)!-%42/ )22%'5,!2
,)15)$/ ).4%2)/2 !#%)4% ,)15)$/ %84%2)/2 3/,5#)/. 3/, '%,
!L SUSTITUIR EL ACEITE DEL INTERIOR POR GLICERINA SUSTANCIA DE MAYOR VISCOSIDAD LA ESTABILIDAD DEL CHORRO AUMENTA DE FORMA NO TABLE %LLO HACE QUE EL TIEMPO DE CRECIMIENTO DE LAS PERTURBACIONES CAPILARES SEA SUPERIOR AL DE SOLIDIlCACIØN Y POR TANTO EL DIÈMETRO DE LOS NANOTUBOS PRESENTE MAYOR REGULARIDAD ,A LONGITUD SUPERA EL MILÓMETRO E INCLUSO PUEDE LLEGAR AL CENTÓMETRO
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INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
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4)%-0/ $% 3/,)$)&)#!#)/.
PROBADO RECIENTEMENTE SU ElCACIA EN LA OBTENCIØN DE ESTRUCTURAS NANOSCØ PICAS DE MAYOR COMPLEJIDAD %STE PROCESO SOL GEL PARTE DE UNA disper- sión coloidal (sol) de NANOpartículas sólidas en un líquido QUE SE ACOPLAN EN UNA ESTRUCTURA SØLIDA TRIDIMEN SIONAL GEL %L SØLIDO RESULTANTE ES ALTAMENTE POROSO LIGERO Y MUY UNI FORME DEBIDO A QUE LAS PARTÓCULAS Y LOS POROS QUE LO FORMAN SE HALLAN EN EL RANGO NANOMÏTRICO ,A FORMACIØN DEL MICRONANO CHORRO MEDIANTE FUER ZAS ELÏCTRICAS PERMITE mEXIBILIZAR Y DIRIGIR EL PROCESO DE AUTOENSAMBLADO DE LAS NANOPARTÓCULAS #OMO EJEMPLO DE LO ANTERIOR SE HAN OBTENIDO ESFERAS HUECAS A PAR TIR DE LA FORMACIØN DE MICRONANO CHORROS COAXIALES ELECTRIlCADOS CON UNA DISOLUCIØN DE TETRAETILO 4%/3 Y OLIGOSILOXANO CÓCLICO $ PARCIAL MENTE ENVEJECIDA LÓQUIDO EXTERIOR Y ACEITE DE OLIVA O AGUA LÓQUIDO INTERIOR ,A CORTEZA DE LAS CÈPSULAS LÓQUIDAS SOLIDIlCA DURANTE EL VUELO DE LAS MISMAS DESDE SU FORMACIØN HASTA SU RECOGIDA $E ESTA FORMA SE OBTIENEN CÈPSULAS SØLIDAS DE ØXIDO DE SILICIO QUE ENCIERRAN ACEITE O AGUA !L SER EL ØXIDO DE SILICIO UN MATERIAL POROSO EL LÓQUIDO INTERIOR SE EXTRAE FÈCILMENTE MEDIANTE UN LAVADO CON DICLOROMETANO U OTRO DISOLVENTE APRO PIADO #ABE REMARCAR QUE EL DIÈMETRO DE LAS ESFERAS ASÓ COMO SU ESPESOR PUEDEN CONTROLARSE FÈCILMENTE ME DIANTE EL CAUDAL DE INYECCIØN DE LOS LÓQUIDOS INTERIOR Y EXTERIOR
Nanofibras y nanotubos
3I EL TIEMPO DE SOLIDIFICACIØN DE LA SOLUCIØN SE HACE MENOR QUE EL TIEMPO REQUERIDO PARA QUE EL CHORRO ROMPA EN GOTAS LA TÏCNICA DE LOS CHORROS COAXIALES ELECTRIFICADOS SIR VE TAMBIÏN PARA OBTENER ESTRUCTURAS CILÓNDRICAS NANOFIBRAS Y NANOFIBRAS HUECAS O NANOTUBOS %N EFECTO SE HAN OBTENIDO NANOTUBOS A PARTIR DE FORMULACIONES SOL GEL COMO LÓQUIDO EXTERIOR AUNQUE PUEDE USARSE UNA AMPLIA VARIEDAD DE SUSTANCIAS QUÓ MICAS Y ACEITE DE OLIVA O GLICERINA COMO LÓQUIDO INTERIOR %L ENVEJECI MIENTO PREVIO DE LA FORMULACIØN SOL GEL SE AJUSTA PARA QUE SOLIDIFIQUE ANTES DE QUE EL CHORRO ROMPA POR INESTABILIDADES CAPILARES #UANDO EL TIEMPO DE SOLIDIFI CACIØN Y EL DE CRECIMIENTO DE LAS PERTURBACIONES CAPILARES SON COM INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
PARABLES PUEDEN APARECER DISTOR SIONES DEL CILINDRO PARA EVITARLAS LA RELACIØN ENTRE AMBOS TIEMPOS DEBE REDUCIRSE SUSTANCIALMENTE DISMINUYENDO EL TIEMPO DE SOLI DIFICACIØN DE LA SOLUCIØN EXTERIOR O BIEN AUMENTANDO EL TIEMPO NE CESARIO PARA QUE CREZCAN LAS INES TABILIDADES CAPILARES %L RITMO DE CRECIMIENTO DE ESTAS PERTURBACIONES DEPENDE DE LAS PROPIEDADES DE LOS LÓQUIDOS SOBRE TODO DE LA VISCOSI DAD Y LA TENSIØN SUPERFICIAL !SÓ EN GENERAL LA ESTABILIDAD DE UN CHORRO Y POR TANTO LA LONGITUD QUE ALCANZA SIN ROMPERSE AUMENTAN CUANDO LA TENSIØN SUPERFICIAL DISMINUYE Y LA VISCOSIDAD CRECE 3USTITUIR EL ACEITE POR GLICERINA SUSTANCIA DE MAYOR VISCOSIDAD POR EJEMPLO INCREMEN TA DE FORMA NOTABLE LA ESTABILIDAD Y LONGITUD DEL CHORRO #ABE REMARCAR LA VENTAJA DE ESTE MÏTODO SOBRE OTROS EXISTENTES QUE UTILIZAN SØLIDOS ORGÈNICOS SINTÏTICOS O METÈLICOS COMO MOLDES PARA GENE RAR LOS NANOTUBOS 0RECISAN ÏSTOS GE NERAR PRIMERO EL MOLDE SØLIDO QUE PUEDE NO SER TAREA FÈCIL FORMAR LUEGO EL NANOTUBO POR DEPOSICIØN O RECRECIMIENTO SOBRE LA SUPERlCIE DEL MOLDE Y POR lN RETIRAR ÏSTE O ELIMI
NARLO ,A VENTAJA DEL MÏTODO AQUÓ DESCRITO RESIDE EN QUE EL MOLDE ES LÓQUIDO Y QUE LA FORMACIØN DE lBRAS HUECAS SE REALIZA EN UN SOLO PASO EL LÓQUIDO SALE ESPONTÈNEAMENTE DE LOS NANOTUBOS CUANDO SE ENCUENTRAN A PRESIØN ATMOSFÏRICA O EN EL PEOR DE LOS CASOS SE EXTRAE MEDIANTE UN DISOLVENTE ORGÈNICO #ONVIENE A×A DIR TAMBIÏN QUE ESTE PROCESO POR BASARSE EN UN MÏTODO MUY GENERAL PERMITE EL USO DE OTROS MATERIALES PARA FORMAR LOS NANOTUBOS !DEMÈS SI COMO LÓQUIDO INTERIOR SE UTILIZASE UNA FORMULACIØN QUÓMICA SUSCEPTIBLE DE POLIMERIZAR SE OBTENDRÓAN NANOl BRAS COMPUESTAS 3E HA EXPUESTO AQUÓ LA EXISTENCIA DE TÏCNICAS PROVENIENTES DE LA ATO MIZACIØN ELECTROHIDRODINÈMICA QUE HAN PROBADO SU ElCACIA PARA LA OB TENCIØN DE ESTRUCTURAS NANOSCØPICAS %N PARTICULAR LA TÏCNICA DE CHORROS COAXIALES ELECTRIlCADOS NACIDA EN LOS LABORATORIOS DE -ECÈNICA DE &LUI DOS DE LAS UNIVERSIDADES DE 3EVILLA Y -ÈLAGA HA DEMOSTRADO SU COMPE TENCIA EN LA PRODUCCIØN DE MICRO Y NANOCÈPSULAS NANOlBRAS COMPUESTAS NANOTUBOS EMULSIONES Y OTROS mUI DOS COMPLEJOS Y OTRAS ESTRUCTURAS DE INTERÏS NANOTÏCNICO
Los autores Antonio Barrero es ingeniero aeronáutico, catedrático del departamento de ingeniería energética y mecánica de fluidos de la Universidad de Sevilla y académico de número de la Real Academia de Ingeniería. Ignacio González Loscertales es ingeniero industrial por la Universidad de Sevilla, doctor por la Universidad de Yale y profesor de mecánica de fluidos en la Universidad de Málaga. Manuel Márquez es miembro de la división de química en el Laboratorio Nacional de Los Alamos, en Nuevo México, profesor en el departamento de bioingeniería en la Universidad del Estado de Arizona e investigador asociado en los grupos de química teórica en NIST y física aplicada en Harvard. Los autores dedican este artículo a la memoria del profesor Roberto Fernández de Caleya que contribuyó de forma decisiva al despegue de la investigación española.
Bibliografía complementaria NANOSYSTEMS: MOLECULAR MACHINERY, MANUFACTURING, AND COMPUTATION. K. E. Drexler. Wiley & Sons, 1992. NANOCOMPOSITES: NEW LOW-COST, HIGH-STRENGTH MATERIALS FOR AUTOMOTIVE PARTS. ATPProject 97-02-0047. National Institute of Technology, 1997. ESTUDIO TEÓRICO-EXPERIMENTAL DE LA ROTURA DE CHORROS CARGADOS EN AUSENCIA DE CAMPO ELÉCTRICO AXIAL IMPUESTO. J. M. López Herrera. Tesis Doctoral, Universidad de Sevilla; 1999. USING SELECTIVE WITHDRAWAL TO COAT MICROPARTICLES. Itai Cohen, Hui Li, James L. Hougland, Milan Mrksich, Sidney R. Nagel, en Science, vol. 292, págs. 265-67; 13 de abril, 2001. MICRO/NANO ENCAPSULATION VIA ELECTRIFIED COAXIAL LIQUID JETS. I. G. Loscertales, A. Barrero, I. Guerrero, R. Cortijo, M. Márquez y A. M. Gañán Calvo, en Science, vol. 295, págs. 1695-1698; 1 de marzo, 2002.
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El movimiento browniano según Einstein En el año 1905 todavía se discutía si la materia se componía de átomos y moléculas. Albert Einstein no sólo contribuyó a consolidar el concepto de estructura molecular, sino que también dio un nuevo impulso a la física estadística Georg Wolschin
A
DIFERENCIA DE LOS RENOMBRADOS ARTÓCULOS DE %INSTEIN SOBRE LA TEORÓA DE LA RELATIVIDAD ES PECIAL OTROS DOS ORIGINALES SUYOS PUBLICADOS TAMBIÏN EN NO RESULTAN MUY CONOCIDOS POR EL PÞBLICO .O OBSTANTE FORMAN PARTE DE LAS PUBLICACIONES PUNTERAS CON LAS QUE EL hEXPERTO DE TER CERA CLASEv DE LA OlCINA DE PATENTES DE "ERNA FECUNDØ EL DESARROLLO POSTERIOR DE LA FÓSICA !MBOS ARTÓCULOS SE OCUPAN DEL MOVIMIENTO BROWNIANO ,OS CIENTÓlCOS DESIGNAN CON ESAS PALABRAS UN MOVIMIENTO TRÏMULO APARENTEMENTE IRREGULAR DE LAS PARTÓCULAS MA CROSCØPICAS EN SUSPENSIØN EN LÓQUIDOS 3U DESPLAZAMIENTO EN ZIGZAG ESTÈ PROVOCADO COMO %INSTEIN SUPUSO POR EL MOVIMIENTO TÏRMICO DE LAS MOLÏCULAS DEL LÓQUIDO QUE CHOCAN CON LAS PARTÓCULAS #ON ESOS ARTÓCULOS %INSTEIN ALLANØ EL CAMINO A LA PRUEBA EXPERIMENTAL DE LA EXISTENCIA DE LAS INVISIBLES MOLÏCULAS DEL LÓQUIDO %L lSICOQUÓMICO FRANCÏS *EAN "APTISTE 0ERRIN CONlRMØ EN QUE LA MATERIA ESTÈ COMPUESTA DE ÈTOMOS POR ESE TRABAJO EN TRE OTROS RECIBIØ EN EL PREMIO .OBEL DE FÓSICA %INSTEIN HABÓA TENIDO ESE HONOR CINCO A×OS ANTES PERO NO POR LOS TRABAJOS SOBRE EL MOVIMIENTO BROWNIANO NI POR LA TEORÓA DE LA RELATIVIDAD SINO POR LA EXPLICACIØN DEL EFECTO FOTOELÏCTRICO (ACÓA TIEMPO QUE SE CONOCÓA EL FENØMENO DEL MO VIMIENTO BROWNIANO PERO FALTABA AÞN LA INTERPRETACIØN TEØRICA ADECUADA 3E LE LLAMA ASÓ EN HONOR DEL BOTÈNICO ESCOCÏS 2OBERT "ROWN A QUIEN TAMBIÏN 52
SE DEBE LA PRIMERA DESCRIPCIØN CLARA DEL NÞCLEO DE LA CÏLULA SU CONTRIBUCIØN FUE DECISIVA PARA QUE LA BOTÈNICA SE CONVIRTIESE EN UNA DISCIPLINA CIENTÓlCA %STUDIANDO AL MICROSCOPIO GRANOS DE POLEN EN UNA GOTA DE AGUA ADVIRTIØ QUE SE HALLABAN EN UN CONSTANTE MOVIMIENTO TRÏMULO QUE NI PARABA NI SE FRENABA $ESCARTØ QUE INmUJOS EXTERNOS POR EJEMPLO LA LUZ FUERAN LA CAUSA %N UN PRINCIPIO "ROWN INTENTØ EXPLICAR SU HALLAZGO COMO UNA PROPIEDAD DE LOS SERES VIVOS 0ERO DESCUBRIØ QUE TAMBIÏN LAS PARTÓCULAS MINERALES PRESENTABAN EL MIS MO MOVIMIENTO TRÏMULO 0OR CONSIGUIENTE DEBÓA TRATARSE DE UN EFECTO FÓSICO Y NO BIOLØGICO 0ASARON DECENIOS SIN QUE SE CONOCIERA NI DE LEJOS EL SIGNIlCADO BÈSICO DEL FENØMENO 5NO DE LOS MAYORES ENIGMAS ERA QUE AQUEL TEMBLOR NO SE PODÓA PARAR z1UÏ PROPORCIONABA ESA CONSTANTE ENERGÓA A LAS PARTÓCULAS EN SUSPENSIØN 0OR lN EL DE JULIO DE APARECIØ EN !NNALEN DER 0HYSIK EL ARTÓCULO DE %INSTEIN QUE LLEVABA POR TÓTULO h3OBRE EL MOVIMIENTO POSTULADO POR LA TEORÓA CINETICO MOLECULAR DEL CALOR DE LAS PARTÓCULAS EN SUSPENSIØN EN LÓQUIDOS EN REPOSOv 9A EN EL PRIMER PÈRRAFO ESCRIBÓA h%S POSIBLE QUE LOS MOVIMIENTOS DE LOS QUE NOS OCUPAMOS AQUÓ SEAN IDÏNTICOS AL LLAMADO @MOVIMIENTO BROWNIANO MOLECULAR PERO LOS DATOS SOBRE ESTE ÞLTIMO A QUE HE TENIDO ACCESO SON TAN IMPRECISOS QUE NO PODRÓA EMITIR UN JUICIO AL RESPECTOv %STA ES LA RAZØN DE QUE NO HAYA NINGUNA REFERENCIA AL MOVIMIENTO BROWNIANO EN EL TÓTULO DEL TRABAJO INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
1. EN MAYO DE 1905 aparecía en Annalen der Physik un artículo de Einstein, en el que fundamentaba teóricamente el movimiento molecular browniano.
0ERO HACE MUCHO QUE QUEDØ CLARO QUE LA TEORÓA DE LA DIFUSIØN QUE PROPUSO %INSTEIN EN ESA PUBLICACIØN ERA APLICABLE AL MOVIMIENTO MOLECULAR BROWNIANO ,OGRØ EN ELLA DAR UNA DEDUCCIØN TEØRICA DEL COEl CIENTE DE DIFUSIØN Y DERIVAR LA CONEXIØN DENOMINADA HOY RELA CIØN DE %INSTEIN ENTRE EL COEl CIENTE DE DIFUSIØN Y LA TEMPERATURA ,A IMPORTANCIA PARA LA CIENCIA MODERNA DE LOS TRABAJOS EINSTEINIANOS SOBRE EL MOVIMIENTO MOLECULAR BROWNIANO ES ENORME ,A TEORÓA DE %INSTEIN DE LA DIFUSIØN NO SØLO RESULTA FUNDAMENTAL PARA LA FÓSICA EN GENERAL Y EN DE TERMINADOS CAMPOS CONCRETOS COMO LA NANOTECNOLOGÓA SINO TAMBIÏN EN BIOLOGÓA Y EN QUÓMICA (OY SE CITAN MUCHO MÈS ESTOS TRABAJOS ORIGINALES DE %INSTEIN QUE LOS QUE DEDICØ AL EFECTO FOTOELÏCTRICO O A LA RELATIVIDAD ESPECIAL ,A ENTREVISTA QUE OFRECEMOS A CONTINUACIØN CON EL FÓSICO 3IEGFRIED 'ROSSMANN DE LA 5NIVERSIDAD DE -AR BURGO ILUSTRA LA HISTORIA DEL ORIGEN CONTENIDO Y EFECTO DE LOS TRABAJOS EINSTEINIANOS EN TORNO AL MOVIMIENTO MOLECULAR BROWNIANO 0REGUNTA z#ØMO LLEGØ %INSTEIN A OCUPARSE DEL MO VIMIENTO BROWNIANO 3IEGFRIED 'ROSSMANN (ACIA SE DISCUTÓA CON APASIONAMIENTO SOBRE LA ESTRUCTURA MOLECULAR DE LA MA TERIA %RAN LOS TIEMPOS DEL TRÈNSITO INTELECTUAL Y QUIZÈ TAMBIÏN EMOCIONAL DE LA FÓSICA CLÈSICA A LA FÓSICA MODERNA DE CARÈCTER ATØMICO 0OR ESO NO ES SORPRENDENTE QUE INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
TAMBIÏN EL JOVEN %INSTEIN QUE EN TENÓA A×OS SE OCUPARA DE LA FÓSICA hCINETICOMOLECULARv %JERCIERON UN GRAN INm UJO EN %INSTEIN LOS TRABAJOS DE ,UDWIG "OLTZMANN -AX 0LANCK Y 2OBERT +IRCHHOFF SOBRE LA TEORÓA CINÏTICA DE LOS GASES Y LA TERMODINÈMICA %SCRI BIØ SU TESIS DOCTORAL SOBRE EL ANÈLISIS CINETICOMOLECULAR DE LAS DISOLUCIONES %N ELLA CONECTØ LOS CONCEPTOS DE LA HIDRODINÈMICA CLÈSICA Y LOS DE LA TEORÓA DE LA DIFUSIØN 0RESENTØ LA TESIS EN LA 5NIVERSIDAD DE :ÞRICH EN JULIO DE UNA VERSIØN REVISADA APARECIØ EN FEBRERO DE EN !NNALEN DER 0HYSIK 0REGUNTA !SÓ PUES zLA TEORÓA DE LA DIFUSIØN DE DERIVA DE LA TESIS DOCTORAL DE %INSTEIN 'ROSSMANN 3Ó %L TRABAJO DE SOBRE LOS CUERPOS EN SUSPENSIØN DEL QUE ESTAMOS HABLANDO AQUÓ TIENE SU ORIGEN EN TODO LO ESENCIAL EN LA TESIS DOCTORAL DE %IN STEIN DONDE SE OCUPØ DE LAS DISOLUCIONES /TRO TRABAJO SUBSIGUIENTE QUE APARECIØ TAMBIÏN EN FEBRERO DE EN !NNALEN DER 0HYSIK BAJO EL TÓTULO h:UR 4HEORIE DER "ROWNSCHEN "EWEGUNGv !CERCA DE LA TEORÓA DEL MOVI MIENTO BROWNIANO COMPLEMENTARÓA LA TEORÓA ! PARTIR DE ESE MOMENTO %INSTEIN TENÓA LA SEGURIDAD DE QUE SU TEORÓA DE LA DIFUSIØN DESCRIBÓA EL MOVIMIENTO BROWNIANO CONOCIDO DESDE HACÓA TIEMPO 0REGUNTA z1UÏ ERA PUES LO RADICALMENTE NUEVO DE SU TEORÓA DE LA DIFUSIØN 'ROSSMANN %INSTEIN NO BASØ SU ANÈLISIS EN EL TEOREMA DE LA DISTRIBUCIØN UNIFORME DE LA ENERGÓA ENTRE TODOS LOS GRADOS DE LIBERTAD COMO SUS PREDECESORES SINO EN 53
*!)$%%0 -!4(523/#)%$!$ !-%2)#!.! $% &)3)/,/')! 6%'%4!,3PEKTRUM DER 7ISSENSCHAFT
LA PRESIØN OSMØTICA MACROSCØPICA MENTE MEDIBLE DE LOS hCORPÞSCULOSv EN SUSPENSIØN 4AMPOCO ESTUDIØ SU VELOCIDAD QUE VARÓA SIN CESAR POR EFECTO DE LOS CHOQUES CON LAS MO LÏCULAS DEL LÓQUIDO QUE LOS CIRCUNDA SINO EL DESPLAZAMIENTO MEDIO DE LOS CORPÞSCULOS CAUSADO POR LOS CHOQUES MOLECULARES QUE SUCEDEN CON REGU LARIDAD ESTADÓSTICA -ANEJABA PUES UNA MAGNITUD NUEVA DEL TODO DISTIN TA ADECUADAMENTE ELEGIDA QUE DEBÓA SER MEDIBLE Y QUE DE HECHO SE PODÓA MEDIR CON EL ULTRAMICROSCOPIO QUE ACABABA DE DESARROLLARSE 0ERO TAMBIÏN ERA NUEVO QUE RE LACIONARA LOS PARÈMETROS DEL MOVI MIENTO DE DIFUSIØN CON LA RESISTENCIA INTERNA DEL LÓQUIDO EL MEDIO QUE SE OPONE AL MOVIMIENTO DE LAS PARTÓCU LAS TRAS LOS CHOQUES Y LO FRENA 0REGUNTA %N LO QUE SE RElERE AL DESARROLLO DE LA TEORÓA DE LA DIFUSIØN zES LA POSICIØN DE %INSTEIN TAN SIN GULAR COMO EN LO TOCANTE A LA TEORÓA DE LA RELATIVIDAD 'ROSSMANN .O DEL TODO %L FÓSICO TEØRICO -ARIAN VON 3MOLUCHOWSKI QUE ENSE×Ø EN LAS 5NIVERSIDADES DE ,EMBERG Y #RACOVIA HABÓA DESARRO LLADO POR SU PARTE LA DESCRIPCIØN DEL MOVIMIENTO MOLECULAR BROWNIANO VALIÏNDOSE DEL DESPLAZAMIENTO CUA DRÈTICO MEDIO BAJO EL EFECTO DE LOS CHOQUES MOLECULARES LA PUBLICARÓA EN 4AMBIÏN ,UDWIG "OLTZ MANN HABÓA DICHO EN SU TEORÓA DE LOS GASES QUE EL MOVIMIENTO TÏRMICO DE LAS MOLÏCULAS DEBÓA CONDUCIR A UN DESPLAZAMIENTO MEDIBLE DE LOS CORPÞSCULOS 0REGUNTA (ABLANDO DE hMEDIBLEv zCØMO SE PODÓA CONlRMAR LA TEORÓA DE %INSTEIN z%RAN SUlCIENTES LAS OB SERVACIONES ANTERIORES DEL TEMBLOR DE LAS PARTÓCULAS EN SUSPENSIØN O HIZO PREDICCIONES QUE SE PODÓAN CONTRASTAR EXPERIMENTALMENTE 'ROSSMANN %INSTEIN LOGRØ DES CRIBIR DE FORMA CUANTITATIVA Y EX PERIMENTALMENTE COMPROBABLE LA FÓSICA DE LOS CUERPOS EN SUSPENSIØN EN CIERTO SENTIDO SUPERMOLÏCULAS /TORGABA UN VALOR EXTRAORDINARIO A UNA CONlRMACIØN EXPERIMENTAL DE SUS FØRMULAS &UE PARTE DE SU MOTIVACIØN PARA ESCRIBIR ESE TRABAJO !SÓ AL COMIENZO DEL ARTÓCULO DICE QUE SEGÞN LA TEORÓA CLÈSICA DE LA TER MODINÈMICA NO HABRÓA QUE ESPERAR QUE LAS PARTÓCULAS EN SUSPENSIØN EJER CIERAN NINGUNA FUERZA SOBRE LAS PARE 54
DES DEL RECIPIENTE 0ERO Y ÏSTAS SON LAS PALABRAS ORIGINALES DE %INSTEIN hDESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA TEORÓA CINETICOMOLECULAR DEL CALOR SE LLEGA A UN MODO DE VER MUY DISTINTO ,OS CUERPOS EN SUSPENSIØN EJERCEN UNA PRESIØN OSMØTICAv COMO TAMBIÏN LAS MOLÏCULAS DISUELTAS 0UES Y ÏSTA FUE SU TRASCENDENTE INTUICIØN LAS MOLÏCULAS DE UNA SOLUCIØN Y LOS CUERPOS EN SUSPENSIØN SE DIFEREN CIAN hSØLO POR SU TAMA×Ov %VALUØ ESA PRESIØN Y LA EXTENSIØN MEDIANTE DIFUSIØN POR DIFERENCIAS DE PRESIØN Y CONCLUÓA CON ESTAS PALABRAS h/JALÈ UN INVESTIGADOR LOGRE PRONTO RESOLVER EL PROBLEMA PLANTEADO AQUÓ DE IM PORTANCIA PARA LA TEORÓA DEL CALORv 0REGUNTA z9 EL INVESTIGADOR QUE LO CONSIGUIØ FUE 0ERRIN 'ROSSMANN 3Ó %L FRANCÏS *EAN "APTISTE 0ERRIN CONlRMØ BRILLANTE MENTE YA EN CON SUS EXPERI MENTOS LAS CONCLUSIONES Y PREDICCIO NES EINSTEINIANAS SOBRE LA DIFUSIØN 0REGUNTA 0ERO zCØMO RECIBIERON LOS CONTEMPORÈNEOS DE %INSTEIN LA TEORÓA DE LA DIFUSIØN !NTES DE LA CONlRMACIØN EXPERIMENTAL zHUBO TAMBIÏN CRÓTICAS 'ROSSMANN 9A ENTONCES SE DIO ALGÞN QUE OTRO PROBLEMA DE COM PRENSIØN !SÓ 7ILHELM #ONRAD 2ÚNT GEN CONJETURABA EN UNA CARTA QUE LE ESCRIBIØ A %INSTEIN EN SEPTIEMBRE DE QUE EL MOVIMIENTO BROW NIANO ESTABA EN CONTRADICCIØN CON EL SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODI NÈMICA SEGÞN EL CUAL LOS PROCESOS IRREVERSIBLES EN UN SISTEMA AISLADO VAN ACOMPA×ADOS DE UN AUMENTO DE ENTROPÓA !LGO ANÈLOGO HABÓA MANI FESTADO (ENRI 0OINCARÏ 0ERO A %INSTEIN NO LE AFECTARON LO MÈS MÓNIMO ESTAS DUDAS PORQUE EL MOVIMIENTO DE LOS CONSTITUYENTES ES DECIR DE LAS MOLÏCULAS DEL LÓQUIDO Y EL DE LAS PARTÓCULAS EN SUSPENSIØN NO SE DIFERENCIAN %L SEGUNDO PRINCIPIO TIENE VALIDEZ EN LA ESTADÓSTICA DE LOS
MACROSISTEMAS O DE LOS SISTEMAS CON MUCHOS GRADOS DE LIBERTAD PERO NO EN EL MOVIMIENTO DEL CENTRO DE GRA VEDAD DE CADA UNA DE LAS PARTÓCULAS %STE ÞLTIMO OBEDECE A LA MECÈNICA REVERSIBLE NEWTONIANA MIENTRAS QUE EL SEGUNDO PRINCIPIO SOBRE LA EN TROPÓA CONCIERNE A LA DINÈMICA DE MUCHAS PARTÓCULAS IRREVERSIBLE EN EL TIEMPO !MBAS RAMAS DE LA FÓSICA NO SØLO NO INTERlEREN ENTRE SÓ SINO QUE SEGÞN LOS CONOCIMIENTOS ACTUALES SE COMPAGINAN SIN PROBLEMAS 0OR LO DEMÈS %INSTEIN NO ABORDØ NUNCA EX PLÓCITAMENTE LA CARTA DE 2ÚNTGEN 0REGUNTA ! PRINCIPIOS DEL SI GLO 88 TODAVÓA SE DISCUTÓA SI ÈTOMOS Y MOLÏCULAS ERAN PARTÓCULAS hREALESv z#UÈL FUE EL INmUJO DE LOS TRABAJOS DE %INSTEIN EN ESTE TERRENO 'ROSSMANN &UNDAMENTALMENTE CONTRIBUYERON A UN CAMBIO DE MEN TALIDAD ACERCA DE LA ESTRUCTURA MO LECULAR DE LOS CUERPOS FÓSICOS SEAN ÏSTOS SØLIDOS LÓQUIDOS O GASEOSOS !L PODER SOMETERSE A MEDICIØN LOS ENUNCIADOS DE %INSTEIN DEMOSTRARON QUE ERAN REALES EN EL MISMO SENTIDO QUE LAS CARGAS Y CAMPOS ELÏCTRICOS
2. LAS ESTRUCTURAS EN FORMA DE DIMINUTAS BURBUJAS del citoplasma de las células están sujetas también al movimiento browniano. De los peroxisomas aquí fotografiados a intervalos de dos segundos, dos de ellos muestran ese movimiento trémulo (círculos y cuadrados), mientras que los marcados con las cifras de 1 a 5 exhiben un desplazamiento neto.
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
3. LAS PARTICULAS SUSPENDIDAS en un líquido (verde, en esta simulación por ordenador) se comportan como macromoléculas. A causa de la gravedad, su concentración disminuye exponencialmente con la altura.
0REGUNTA %N SU OPINIØN zQUÏ CAMPOS DE LA INVESTIGACIØN ACTUAL SE BENElCIAN MÈS DE LOS TRABAJOS DE 'ROSSMANN !SÓ FORMULADA LA PREGUNTA NO SE PUEDE CONTESTAR #ON SUS TRES MAGNOS TRABAJOS DE %INSTEIN HA MARCADO E INmUI DO ESENCIALMENTE EN EL DESARROLLO DE LA FÓSICA 3US FRUTOS LOS DAMOS HOY POR EVIDENTES .ADIE REPARA EN SU ORIGEN CUANDO SE LOS UTILIZA POR DOQUIER (ASTA LOS INVESTIGADORES QUERRÓAN DAR RESPUESTAS DIFERENTES SEGÞN SUS CAMPOS DE INTERÏS #ADA JOVEN GENERACIØN APRENDE FÓSICA SI GUIENDO LOS ENFOQUES DE %INSTEIN SIN SER CONSCIENTE DE ELLO 0REGUNTA z#ØMO ES QUE LOS TRABA JOS DE %INSTEIN SOBRE EL MOVIMIENTO MOLECULAR BROWNIANO SON HOY MÈS CITADOS POR OTROS CIENTÓlCOS QUE LOS QUE TRATABAN DE LA TEORÓA DE LA RE LATIVIDAD Y DEL EFECTO FOTOELÏCTRICO POR LOS QUE SIN EMBARGO %INSTEIN ES MUCHO MÈS CONOCIDO DEL PÞBLICO EN GENERAL 'ROSSMANN 1UIZÈS ESTÏ RELACIO NADO CON QUE LA CIENCIA MODERNA SE HAYA VUELTO MUY INTERDISCIPLI NARIA ! LA DINÈMICA MOLECULAR SE RECURRE HOY TAMBIÏN EN LA BIOFÓSICA BIOLOGÓA MOLECULAR BIOQUÓMICA ETC 3ON CAMPOS EN LOS QUE LOS FUN DAMENTOS DE LA CINÏTICA MOLECULAR RESULTAN DE PARTICULAR IMPORTANCIA PARA LA MAYORÓA DE LOS FENØMENOS OBSERVABLES 3ENCILLAMENTE HAY MÈS CAMPOS CIENTÓFICOS Y POR ESO MÈS CIENTÓFICOS RECURREN AL ESTUDIO EINSTEINIANO DE LA SUSPENSIØN Y ANÈ LISIS DEL MOVIMIENTO BROWNIANO O AL ENFOQUE DEL QUE %INSTEIN PARTÓA PARA ABORDAR LA ESTADÓSTICA DE LOS MOVIMIENTOS FLUCTUANTES ,AS CÏ LULAS DEL CUERPO HUMANO O LAS DE LOS ANIMALES Y PLANTAS SE COMPONEN DE MACROMOLÏCULAS MUY DIFERENTES 4ODAS ELLAS EXHIBEN DIFUSIØN MO VIMIENTO TÏRMICO CONTINUO Y VISCO SIDAD HIDRODINÈMICA %STÈN PUES SUJETAS A LAS REGULARIDADES EINSTEI NIANAS HALLADAS EN 0OR TANTO
SE HAN DE CITAR TAMBIÏN SUS TRABAJOS EN RELACIØN CON ELLAS 0REGUNTA z$E QUÏ DEPENDE QUE EL MOVIMIENTO BROWNIANO NO SE PARE CON EL PASO DEL TIEMPO 'ROSSMANN &ORMA PARTE Y ES INDICADOR DEL ETERNO MOVIMIENTO TÏRMICO DE LOS ÈTOMOS h#ALORv NO ES OTRA COSA QUE ENERGÓA CINÏTICA DE LAS MOLÏCULAS POR GRANDES O PEQUE ×AS QUE SEAN ,A ENERGÓA TÏRMICA DE CADA UNA DE ESTAS MOLÏCULAS ES LA MISMA PORQUE TODAS ESTÈN EN CON TACTO ENTRE SÓ ,A VELOCIDAD DE UNA MOLÏCULA SERÈ TANTO MENOR CUANTO MAYOR SEA SU MASA PERO SIEMPRE HABRÈ MOVIMIENTO 4ODO CHOCA CON TODO 3I SE ENFRÓA TODO SE RALENTIZA 4AN IMPOSIBLE COMO ALCANZAR EL CERO ABSOLUTO ES DETENER EL MOVIMIENTO ! UNA TEMPERATURA lNITA TODO SE MUEVE SIN CESAR
El autor Georg Wolschin enseña física en la Universidad de Heidelberg.
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-!2+ $ (!73PEKTRUM DER 7ISSENSCHAFT
Y MAGNÏTICOS LOS CUANTOS DE LUZ Y TANTAS OTRAS REPRESENTACIONES FÓSICAS 9 COMO LOS POSTULADOS EINSTEINIANOS SE SEGUÓAN DE LOS ENUNCIADOS DE LA TEORÓA CINÏTICA MOLECULAR SU REALIDAD SE×ALABA LA DE LAS MOLÏCULAS 2ESPECTO A LA ESTRUCTURA MOLECULAR DE LA MATERIA %INSTEIN FUE SØLO UN PRECURSOR /TRO ,UDWIG "OLTZMANN 0ERO LA CONTRIBUCIØN DE %INSTEIN AL ÏXITO lNAL DE ESA TEORÓA FUE CAPITAL #ONVENCIØ A FÓSICOS TAN ESCÏPTICOS E INmUYENTES COMO %RNST -ACH Y 7ILHELM /STWALD %N EL DEBATE EN TORNO A LOS ÈTOMOS %INSTEIN CAM BIØ PROFUNDAMENTE EL ESTADO DE LOS CONOCIMIENTOS AL AMPLIAR DE MODO SUSTANCIAL LOS MÏTODOS DE ANÈLISIS Y ESTABLECER NUEVAS RELACIONES COMPRO BABLES MEDIANTE EXPERIMENTOS 0ERO EN LOS OTROS DOS GRANDES TRABAJOS DE SOBRE LA TEORÓA DE LA RELATIVIDAD Y EL EFECTO FOTOELÏCTRICO MODIlCØ LAS IDEAS BÈSICAS DE LA FÓSICA 0REGUNTA z(AY UN RESULTADO CEN TRAL DE LA TEORÓA DE LA DIFUSIØN QUE VAYA MÈS ALLÈ DE LA EXPLICACIØN DEL MOVIMIENTO BROWNIANO 'ROSSMANN 3E UNIlCARON LA TEO RÓA CINETICOMOLECULAR Y LA TEORÓA MA CROSCØPICA DEL CALOR ,A CINEMÈTICA QUE HASTA ENTONCES SØLO ERA VÈLIDA PARA SISTEMAS ENRARECIDOS ES DECIR LOS GASES PODÓA AHORA HACER AlRMA CIONES QUE TENÓAN VALIDEZ TAMBIÏN PARA SISTEMAS CONDENSADOS ES DE CIR LÓQUIDOS EN LOS QUE LAS MOLÏ CULAS PARTICIPANTES SEAN DIMINUTAS O GIGANTESCAS INTERACTÞAN UNAS CON OTRAS INTENSA Y CONSTANTEMENTE ,A HABILIDAD DE %INSTEIN CONSISTIØ EN CONSIDERAR LAS MAGNITUDES MENSURA BLES BAJO DISTINTOS PUNTOS DE VISTA Y ESTABLECER ASÓ CONEXIONES ENTRE ELLAS /BTUVO FØRMULAS EXPLÓCITAS QUE SE PUEDEN MEDIR REPETIDAS VECES ! ESTAS CONEXIONES LAS LLAMAMOS HOY hRELACIONES DE %INSTEINv 0REGUNTA z$ØNDE DESEMPE×AN UNA FUNCIØN TALES CONEXIONES 'ROSSMANN 0OR EJEMPLO EN LAS RELACIONES ENTRE LAS mUCTUACIONES DEL EQUILIBRIO POR UNA PARTE Y LA REAC CIØN DE UN SISTEMA A LAS ALTERACIONES EXTERNAS POR OTRA (OY CONSTITUYEN UN PILAR CENTRAL EN LA INVESTIGACIØN DE MUCHOS SISTEMAS EN LA FÓSICA QUÓ MICA BIOLOGÓA NEUROLOGÓA MATERIA BLANDA ESTUDIOS DEL TRÈlCO LÓMITES DE RUIDO PARA APARATOS DE MEDICIØN MOVIMIENTO DE VIRUS O SUSTANCIAS AC TIVAS ETC
Mutaciones pioneras Un tipo de mutaciones génicas que a menudo causan enfermedades en el hombre permiten seguir la pista de las migraciones y el crecimiento de poblaciones específicas en el transcurso de miles de años
3,)- &),-3
Dennis Drayna
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INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
D
OS HOMBRES DE MEDIANA EDAD VIVEN A MILES DE KILØMETROS DE DISTAN CIA EN LOS %STADOS 5NIDOS .O SE CONOCEN PERO TIENEN UN RASGO COMÞN LA ABSORCIØN DE HIERRO EN SU ORGANISMO ES TAN ElCAZ QUE EN VEZ DE VENTAJOSA RESULTA DA×INA HASTA TERMINAR POR PROVOCAR UN FALLO MULTIORGÈNICO LETAL %STE TRASTORNO LA HEMOCROMATOSIS HEREDITARIA AFECTA CON FRECUENCIA A PERSONAS QUE HAN HEREDADO DE AMBOS PROGENITORES LA MISMA MUTACIØN GÏNICA UNA ALTERACIØN QUE SE ORIGINØ HACE LARGO TIEMPO EN UN INDIVIDUO QUE VIVÓA EN %UROPA ,A MU TACIØN VIAJØ LUEGO EN EL TIEMPO Y EL ESPACIO A TRAVÏS DE LA PROGENIE DE ESE EUROPEO %N LA ACTUALIDAD UNOS MILLONES DE ESTADOUNIDENSES POSEEN AL MENOS UNA COPIA DEL GEN MUTADO %L ANTEPASADO DESAPARECIDO HACE LARGO TIEM INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
PO SE CONSIDERA EL FUNDADOR O PIONERO DE ESA POBLACIØN A SU LEGADO GÏNICO SE LE DENOMINA hMUTACIØN PIONERAv 3E HAN DESCUBIERTO MILES DE MUTACIONES RES PONSABLES DE ENFERMEDADES HUMANAS PERO LAS PIONERAS SE APARTAN DE LO COMÞN ,AS VÓCTIMAS DE NUMEROSAS ENFERMEDADES GENÏTICAS MUEREN ANTES DE REPRODUCIRSE LOS GENES MUTADOS NO SE TRANSMITEN ,AS MUTACIONES PIONERAS EN CAMBIO SUELEN PERDONAR LA VIDA A SUS PORTADORES PARA ASÓ PASAR A LA DESCENDENCIA !LGUNOS DE LOS TRASTORNOS DERIVADOS DE ESTAS MUTACIONES PRESEN TAN UNA NOTABLE FRECUENCIA NOS REFERIMOS A LA HEMOCROMATOSIS HEREDITARIA ANTES MENCIONADA LA ANEMIA FALCIFORME Y LA lBROSIS QUÓSTICA 0ERO zPOR QUÏ LA EVOLUCIØN CONSERVA MUTACIONES EN APARIENCIA PERJUDICIALES EN LUGAR DE DESHACERSE DE ELLAS 57
,OS EXPERTOS ESTUDIAN LAS MUTACIO NES PATOLØGICAS A lN DE ESTABLECER CRITERIOS DE IDENTIlCACIØN DE LAS PO BLACIONES DE RIESGO "USCAN TAMBIÏN ABRIR NUEVAS VÓAS PARA LA PREVENCIØN Y EL TRATAMIENTO DE LOS TRASTORNOS RELACIONADOS CON ESTAS MUTACIONES 3IGUIENDO ESA SENDA HAN DESCUBIERTO QUE LAS MUTACIONES PIONERAS VIENEN A SER LAS HUELLAS QUE LA HUMANIDAD HA IDO DEJANDO EN LA ESTELA DEL TIEMPO CONSTITUYEN UNA PODEROSA HERRAMIEN TA ANTROPOLØGICA PARA EL RASTREO DE LA HISTORIA DE LAS POBLACIONES Y SUS MIGRACIONES EN EL PLANETA
Mutaciones pioneras, mutaciones singulares 0ARA COMPRENDER LA SINGULARIDAD DE LAS MUTACIONES PIONERAS Y LA IMPORTANCIA DE LA INFORMACIØN QUE ENCIERRAN DEBEMOS ANTES RECORDAR ALGUNOS ASPECTOS DE LAS MUTACIONES EN GENERAL ,AS MUTACIONES RESPON DEN A ALTERACIONES QUE SE PRODUCEN DE FORMA ALEATORIA EN NUESTRO !$. ,A MAYORÓA SE REPARAN O ELIMINAN AL NACER SIN QUE SE TRANSMITAN A LA SIGUIENTE GENERACIØN ,AS DE LÓNEA GERMINAL EN CAMBIO SE TRANSMITEN A MENUDO CON GRAVES CONSECUENCIAS PARA LA DESCENDENCIA MÈS DE ENFERMEDADES HUMANAS SE DEBEN A MUTACIONES GÏNICAS !UNQUE ATÓPICAS LAS MUTACIONES PIONERAS ENCAJAN EN LA CATEGORÓA DE LAS DE LÓNEA GERMINAL ,AS ENFERME DADES HEREDITARIAS SUELEN SEGUIR UN PRINCIPIO GENERAL MUTACIONES DISTIN TAS EN EL MISMO GEN CAUSAN LA MISMA ENFERMEDAD #OMO CONSECUENCIA VA RIAS FAMILIAS AFECTADAS POR LA MISMA ENFERMEDAD PORTAN DISTINTAS VERSIO NES DEL GEN MUTADO RESPONSABLE DEL TRASTORNO 0OR EJEMPLO LA HEMOlLIA
UN TRASTORNO HEMORRÈGICO SE DEBE A MUTACIONES EN EL GEN QUE CODIlCA EL FACTOR 6))) UN COMPONENTE DEL SISTEMA DE COAGULACIØN SANGUÓNEA EN GENERAL CADA CASO DE HEMOlLIA RESPONDE A UNA MUTACIØN DISTINTA EN EL GEN DEL FACTOR 6))) SE HAN LOCALI ZADO MUTACIONES EN CIENTOS DE SITIOS EN EL GEN 5NA MISMA MUTACIØN PUEDE ES TAR DETRÈS DE ENFERMEDADES DIVERSAS !COSTUMBRA PRESENTARSE EN DOS FOR MAS COMO MUTACIØN DE PUNTO CA LIENTE hHOTSPOTv O COMO MUTACIØN PIONERA 5N PUNTO CALIENTE CORRES PONDE A UN PAR DE BASES DE !$. CON UNA ELEVADA PROPENSIØN A LA MUTA CIØN 0OR EJEMPLO LA ACONDROPLASIA UNA FORMA COMÞN DE ENANISMO SUE LE DEBERSE A UNA MUTACIØN EN EL PAR EN EL GEN &'&2 SITUADO EN EL BRAZO CORTO DEL CROMOSOMA HUMA NO ,OS INDIVIDUOS QUE PRESEN TAN MUTACIONES DE PUNTO CALIENTE NO SUELEN ESTAR RELACIONADOS ENTRE SÓ EL RESTO DE SU !$. VARÓA DE UNO A OTRO COMO OCURRE ENTRE LAS PER SONAS SIN NEXO DE PARENTESCO 0ERO LAS MUTACIONES PIONERAS QUE PASAN INCØLUMES DE UNA GENERACIØN A OTRA DIFIEREN DE LAS MUTACIONES ESPONTÈ NEAS DE PUNTO CALIENTE %N CADA PERSONA PORTADORA DE UNA MUTACIØN PIONERA EL !$. ALTERA DO SE HALLA EMBEBIDO EN UN TRAMO MÈS LARGO DE !$. IDÏNTICO AL QUE EXISTÓA EN EL INDIVIDUO FUNDADOR POR ELLO SE LE DENOMINA hIDÏNTICO POR DESCENDENCIAv %STA REGIØN GÏNICA CORRESPONDE A UN HAPLOTIPO 3I SE COMPARTE UN HAPLOTIPO SE COMPARTE TAMBIÏN UN ANTEPASADO EL FUNDADOR DE LA MUTACIØN %L ESTUDIO DE LOS HAPLOTIPOS ARROJA LUZ SOBRE EL ORIGEN DE LAS MUTACIONES PIONERAS Y PERMITE
Resumen/La historia escrita en el ADN
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5NA MUTACIØN PIONERA CONSTITUYE UNA CLASE ESPECIAL DE MUTACIØN GÏ NICA %L TRAMO DE !$. EN QUE SE INSCRIBE HAPLOTIPO ES IDÏNTICO EN TODOS LOS INDIVIDUOS QUE LA PORTAN COMPARTEN UN ANTEPASADO COMÞN EL FUNDADOR O PIONERO EN QUIEN APARECIØ LA MUTACIØN ,A LONGITUD DEL HAPLOTIPO DETERMINA LA EDAD DE LA MUTACIØN PIONERA ,A FRECUENCIA DE ÏSTE EN LA POBLACIØN REVELA LA EXPANSIØN GEOGRÈlCA DE LA PROGENIE DEL FUNDADOR !MBOS DATOS ARROJAN LUZ SOBRE LAS MIGRA CIONES HUMANAS EN EL TRANSCURSO DE MILES DE A×OS #ONFORME LAS POBLACIONES SE MEZCLAN LAS MUTACIONES PATOLØGICAS HOY ASOCIADAS A DETERMINADOS GRUPOS ÏTNICOS ADOPTAN UNA DISTRIBUCIØN MÈS ALEATORIA %N EL FUTURO LA EVALUACIØN DEL RIESGO DE PADECER TALES ENFERMEDADES YA NO SE BASARÈ EN CRITERIOS ÏTNICOS SINO EN ANÈLISIS DEL !$.
SEGUIR EL RASTRO DE LAS POBLACIONES HUMANAS ! PARTIR DE LA LONGITUD DEL HAPLO TIPO QUE DISMINUYE CON EL TIEMPO SE DETERMINA LA EDAD DE UNA MUTA CIØN PIONERA %L HAPLOTIPO ORIGINAL CORRESPONDE AL CROMOSOMA COMPLETO QUE ALOJA LA MUTACIØN %L FUNDADOR TRANSMITE ESE CROMOSOMA A LA DES CENDENCIA QUE RECIBE TAMBIÏN OTRO CROMOSOMA EL DE LA PAREJA DEL FUN DADOR PERO ÏSTE SIN MUTACIØN ,OS DOS CROMOSOMAS UNO DE CADA PROGE NITOR INTERCAMBIAN ENTRE SÓ DE FORMA ALEATORIA SEGMENTOS DE !$. COMO SI FUERAN DOS MAZOS DE NAIPES QUE SE CORTAN Y BARAJAN )MAGINEMOS QUE MARCAMOS UNO DE LOS NAIPES 4RAS CORTAR Y MEZCLAR UNA VEZ LAS CARTAS QUE LO RODEAN SIGUEN SIENDO CASI LAS MISMAS QUE EN LA DISTRIBUCIØN DE PARTIDA )GUAL LE SUCEDE A LA MUTACIØN TRAS UNA SOLA RECOMBINACIØN SEGUIRÈ INSTALADA EN UNA LARGA SECCIØN DEL !$. DEL FUNDADOR 0ERO CONFORME LAS CARTAS SE SIGUEN BARAJANDO EL NAIPE MARCADO SE HALLARÈ RODEADO DE UN NÞMERO CADA VEZ MENOR DE SUS VECINAS ORIGINA LES $EL MISMO MODO EL HAPLOTIPO QUE INCLUYE EL GEN MUTADO SE REDUCE POCO A POCO CON CADA RECOMBINACIØN SUCESIVA 0OR TANTO UNA MUTACIØN PIONERA JOVEN DE ESCASOS CIENTOS DE A×OS DE ANTIGàEDAD SE ENCONTRARÓA HOY EN MEDIO DE UN LARGO HAPLOTIPO 5NA MUTACIØN PIONERA ANTIGUA DE DECE NAS DE MILES DE A×OS DE EDAD EN CAMBIO SE HALLARÓA EN UN HAPLOTIPO DE LONGITUD REDUCIDA ,A ABERRACIØN DEL GEN DE LA HE MOCROMATOSIS CONSTITUYE SØLO UNA DE ENTRE LA EXTENSA LISTA DE MUTACIONES PIONERAS CONOCIDAS 3E HAN ESTUDIA DO BASTANTES YA EN LAS POBLACIONES EUROPEAS OTRAS SE HAN IDENTIlCADO RECIENTEMENTE EN AMERICANOS INDÓGE NAS ASIÈTICOS Y AFRICANOS 3ORPRENDE LA ELEVADA FRECUENCIA DE LAS MISMAS QUE SUPERA EN CIENTOS O MILES DE VE CES LA DE LAS MUTACIONES PATOLØGICAS TÓPICAS %N SU MAYORÓA LAS ALTERACIO NES GÏNICAS QUE CAUSAN ENFERMEDADES SE DAN ENTRE UNO DE CADA VARIOS MILES Y UNO DE CADA VARIOS MILLONES DE INDIVIDUOS ,AS MUTACIONES PIONERAS EN CAMBIO AFECTAN A UN PORCENTAJE NOTABLE DE LA POBLACIØN 0ERO zNO DEBERÓA LA EVOLUCIØN DES HACERSE DE ESTOS GENES DA×INOS EN VEZ DE CONSERVARLOS %STA APARENTE INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
MUTACIONES PIONERAS Y DE PUNTO CALIENTE )MAGINEMOS UN GRUPO DE PACIENTES QUE PADECEN LA MISMA ENFERMEDAD Y SON PORTADORES DE LA MISMA MUTACIØN EN UN PUNTO DADO DE SU !$. z#ØMO PODEMOS SABER SI SE TRATA DE UNA MU TACIØN PIONERA O DE PUNTO CALIENTE %N LA SECUENCIA DEL !$. CIRCUNDANTE SE HALLA LA SOLUCIØN 3UPONGAMOS QUE LA MUTACIØN QUE COMPARTEN LOS PACIENTES CONSISTE EN UN CAMBIO DE UNA TIMINA 4 POR UNA ADENINA ! ROJO ABAJO 3I ! CORRESPONDIERA A UNA MUTACIØN PIONERA LA SE CUENCIA CIRCUNDANTE SERÓA IDÏNTICA EN TODOS LOS PACIENTES PUES LA HABRÓAN HEREDADO DE UN AN TEPASADO COMÞN 0ERO SI ! FUESE UNA MUTACIØN DE PUNTO CALIENTE SURGIDA DE FORMA ESPONTÈNEA EN UN SITIO DONDE EL !$. ES PROPENSO AL ERROR LAS SECUENCIAS ADYACENTES MOSTRARÓAN ADEMÈS OTRAS ALTERACIONES AMARILLO EN LOS SITIOS DONDE EL !$. TIENDE A VARIAR SIN CAUSAR ENFERMEDAD ,A ANEMIA FALCIFORME QUE SE CARACTERIZA POR LA DEFORMACIØN DE LOS HEMATÓES FOTOGRAFÓA SU PERIOR SE ORIGINA HABITUALMENTE POR UNA MUTACIØN PIONERA ,A ACONDROPLASIA UNA FORMA DE ENANISMO EN HUMANOS FOTOGRAFÓA INFERIOR RESPONDE A UNA MUTACIØN DE PUNTO CALIENTE
!,)3/. +%.$!,, ILUSTRACIØN '/0!, -524) 0HOTO 2ESEARCHERS )NC FOTOGRAFÓA DE ARRIBA 7%,,#/-% 0(/4/ ,)"2!29 FOTOGRAFÓA DE ABAJO
-UTACIØN
ANOMALÓA ESCONDE UNA PISTA DE POR QUÏ LAS MUTACIONES PIONERAS PERSISTEN Y SE EXPANDEN POR TIERRA Y MAR Y A LO LARGO DEL TIEMPO 3UCEDE QUE BAJO ALGUNAS CIRCUNS TANCIAS LAS MUTACIONES PIONERAS SE REVELAN BENElCIOSAS %SA ES LA CLAVE %N SU MAYORÓA LAS MUTACIONES PIONE RAS SON RECESIVAS SØLO QUIEN HEREDA DOS COPIAS DEL GEN AFECTADO UNA DE CADA PROGENITOR SUFRE LA ENFERMEDAD ,AS PERSONAS CON SØLO UNA COPIA MÈS NUMEROSAS SE DENOMINAN PORTADORES PUEDEN PASAR EL GEN MUTADO A SUS HIJOS Y NO MANIFESTAR ELLAS MISMAS SÓNTOMAS DE LA ENFERMEDAD %SA COPIA ÞNICA DE LA MUTACIØN PIONERA CONlERE AL PORTADOR UNA VENTAJA EVOLUTIVA 0OR EJEMPLO SE PIENSA QUE LOS PORTADORES DE LA MUTACIØN DE LA HEMOCROMATOSIS HEREDITARIA ESTÈN PROTEGIDOS DE LA ANEMIA FERROPÏNICA UNA DElCIENCIA FÏRRICA QUE ANTA×O RESULTABA DE SUMA GRAVEDAD PORQUE LA PROTEÓNA QUE CODIlCA EL GEN MU TADO HACE QUE LA ABSORCIØN DE HIERRO SE PRODUZCA CON MAYOR ElCACIA QUE INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
EN AQUELLOS INDIVIDUOS CON DOS CO PIAS NORMALES DEL GEN 0OR TANTO LOS PORTADORES DE ESTA MUTACIØN PIONERA CONTABAN CON UNA VENTAJA CUANDO EL HIERRO ESCASEABA EN LA DIETA 4AL VEZ EL EJEMPLO MÈS CONOCIDO DE ESTE TIPO DE MUTACIONES DE DOBLE lLO SEA LA RESPONSABLE DE LA ANEMIA FALCIFORME ,A ALTERACIØN QUE CAUSA ESTE TIPO DE ANEMIA SE ORIGINØ TAL PA RECE EN REPETIDAS OCASIONES EN ZONAS CASTIGADAS POR LA MALARIA DE !FRICA Y /RIENTE -EDIO 5NA SOLA COPIA DEL GEN DE LOS HEMATÓES FALCIFORMES CON lERE AL PORTADOR RESISTENCIA A LA MA LARIA $OS COPIAS EN CAMBIO REDUCEN SU ESPERANZA DE VIDA Y LE CONDENAN AL SUFRIMIENTO ,A MUTACIØN DE LA ANEMIA FALCIFORME SE ENCUENTRA HOY EN CINCO HAPLOTIPOS DISTINTOS ELLO SUGIERE QUE APARECIØ DE FORMA INDE PENDIENTE EN CINCO MOMENTOS Y EN CINCO FUNDADORES !UNQUE LA ANEMIA FALCIFORME ACOSTUMBRA ORIGINARSE EN UNA MUTACIØN PIONERA SE DAN CASOS QUE PROCEDEN DE OTRAS ALTERACIONES GÏNICAS
,A FRECUENCIA DE UNA MUTACIØN PIO NERA EN LA POBLACIØN ESTÈ GOBERNADA POR DOS FUERZAS QUE COMPITEN LOS INDIVIDUOS CON DOS COPIAS MORIRÈN PROBABLEMENTE ANTES DE REPRODUCIRSE PERO LOS QUE PORTAN SØLO UNA COPIA PRESENTAN MAYOR POSIBILIDAD DE SO BREVIVIR QUE LOS CARENTES DE COPIA ALGUNA 3E DA ASÓ UNA SELECCIØN hDE BALANCEOv LOS EFECTOS BENElCIOSOS OPERAN A FAVOR DE LA SUPERVIVENCIA DEL GEN MUTANTE MIENTRAS QUE LOS PERJUDICIALES LO HACEN EN CONTRA DE FORMA QUE LA FRECUENCIA DE LA MUTACIØN SE MANTIENE ESTABLE EN EL TRANSCURSO DEL TIEMPO 3E DESCONOCE LA VENTAJA QUE OTORGAN ALGUNAS MUTACIONES PIONE RAS RELACIONADAS CON DETERMINADAS PATOLOGÓAS LO QUE NO EMPECE QUE LA PRESENCIA CONTINUA DE UN CIERTO GEN APUNTE EN EL SENTIDO BENElCIOSO 5N DESCUBRIMIENTO RECIENTE PODRÓA EXPLICAR LA PERSISTENCIA DEL FACTOR 6 ,EIDEN UNA MUTACIØN EN EL GEN DEL FACTOR 6 QUE ES RESPONSABLE DE OTRO COMPONENTE DE LA COAGULACIØN 59
,A REGIØN CROMOSØMICA HAPLOTIPO QUE RODEA A UNA MUTACIØN PIONERA SE VA ACORTANDO DE UNA GENERACIØN A OTRA CONFORME LOS CROMOSOMAS SE MEZCLAN EN EL PROCESO DE RECOMBINACIØN %N LA ILUSTRACIØN EL INDIVIDUO FUNDADOR POSEE UN CROMOSOMA AMARILLO CON LA MUTACIØN PIONERA Y UN CROMOSOMA AZUL NORMAL PROCEDENTE DEL OTRO PROGENITOR #UANDO EL FUNDADOR PRODUCE ESPERMATOZOIDES U ØVULOS LOS DOS CROMOSOMAS INTERCAMBIAN SEGMENTOS ,A DESCENDENCIA HEREDA UN NUEVO CROMOSOMA MIXTO PORTADOR DE LA MUTACIØN Y DE OTRAS PARTES DEL HAPLOTIPO PIONERO REGIØN AMARILLA !SÓ EL INTERCAMBIO GÏNICO QUE SE PRODUCE A LO LARGO DE LAS GENERACIONES CAUSA EL ACORTAMIENTO DEL HAPLOTIPO
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DE LA SANGRE %STA MUTACIØN PIONERA QUE PORTAN EL CUATRO POR CIENTO DE LOS EUROPEOS CONDUCE A LA TROMBOSIS FORMACIØN PATOLØGICA DE COÈGULOS SANGUÓNEOS %N EL EQUIPO ENCABEZADO POR "RYCE ! +ERLIN DEL (OSPITAL (EMATOLØGICO DEL 3U DESTE DE 7ISCONSIN Y DEL #OLEGIO -ÏDICO DE 7ISCONSIN DEMOSTRARON QUE LOS AFECTADOS POR ESTA MUTACIØN HAN ADQUIRIDO RESISTENCIA A LAS IN FECCIONES BACTERIANAS EN EL TORRENTE SANGUÓNEO INFECCIONES QUE EN LA ERA PREANTIBIØTICA CONSTITUÓAN UNA GRAVE AMENAZA PARA LA SUPERVIVENCIA Y QUE HOY RESULTAN TODAVÓA LETALES
Un gen repartido por todo el mundo !NTES DE LA IRRUPCIØN DE LOS TRANS PORTES MODERNOS LAS MUTACIONES PIONERAS CUBRÓAN LARGAS DISTANCIAS EN VIAJES QUE SOLÓAN DURAR DECENAS E INCLUSO CENTENAS DE GENERACIONES ,A ANEMIA FALCIFORME MIGRØ DESDE EL OESTE DE !FRICA HASTA !MÏRICA EN LOS BARCOS NEGREROS SE PROPAGØ TAMBIÏN POR %UROPA 5NA MUTACIØN PIONERA COMÞN EN EL GEN '*" CAUSA SORDERA SE LE HA SEGUIDO EL RASTRO DESDE SU ORIGEN EN /RIENTE -EDIO A LO LARGO DE DOS RUTAS UNA POR LA COSTA MEDI TERRÈNEA HASTA )TALIA Y %SPA×A Y LA OTRA A LO LARGO DE LOS VALLES DE LOS RÓOS 2IN Y $ANUBIO HACIA EL NORTE DE %UROPA 5NA MUTACIØN PIONERA EN EL GEN !"#! QUE CAUSA CEGUERA PARECE QUE SURGIØ EN 3UECIA HACE UNOS A×OS Y SE DISEMINØ POR %UROPA MERIDIONAL Y OCCIDENTAL %L EJEMPLO MÈS EXTREMO DE MI GRACIØN LO OFRECE UNA VARIABILIDAD GENÏTICA DE NUESTRO SENTIDO DEL GUSTO !LREDEDOR DE UN POR CIENTO DE LOS HABITANTES DEL PLANETA PERCIBEN AMARGA LA FENILTIOCARBAMIDA 04# NO ASÓ EL POR CIENTO RESTANTE %N EL )NSTITUTO .ACIONAL DE LA 3ALUD Y OTRAS INSTITUCIONES NORTEAMERICANAS DESCUBRIMOS EN FECHA RECIENTE QUE UNA COMBINACIØN DE TRES ALTERACIO NES GÏNICAS HACE QUE SE CODIlQUE UN RECEPTOR DE 04# QUE NO DETECTA EL AMARGOR !SÓ PUES TODOS LOS INDI VIDUOS INSENSIBLES A LA 04# DESCIEN DEN DE UN FUNDADOR QUE CONTABA CON ESAS ALTERACIONES .UESTRO SENTIDO DEL GUSTO AMARGO SE HA DESARROLLADO PARA PROTEGERNOS DE LA INGESTA DE SUSTANCIAS TØXICAS VEGETALES PERO zCUÈL SERÓA LA VENTAJA DE LA VARIAN TE GÏNICA QUE NO DETECTA ESE SABOR INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
!,)3/. +%.$!,,
EL ACORTAMIENTO DEL HAPLOTIPO
,!229 7),,)!-3 #ORBIS
%N NUESTRA OPINIØN EL DETECTOR 04# HA PERDIDO LA SENSIBILIDAD HACIA LO AMARGO PARA DESARROLLAR SENSIBILIDAD HACIA OTRA SUSTANCIA TØXICA AÞN POR IDENTIlCAR ,A MUTACIØN INSENSIBLE SE HALLA EN UN TRAMO CORTO DE !$. ANCESTRAL DE SØLO PARES DE BASES EN ALGUNOS PORTADORES ELLO INDICA QUE SE TRATA DE UNA MUTACIØN PIONERA AN TIQUÓSIMA DE MÈS DE A×OS %N UN MUESTREO DE ALCANCE MUNDIAL REVELØ LA EXISTENCIA DE SIETE FORMAS DEL GEN DEL 04# EN !FRICA SUBSAHARIANA 0ERO SØLO LAS DOS VA RIANTES EXTREMAS LA MÈS SENSIBLE Y LA MÈS INSENSIBLE SE HAN ENCONTRADO CON UNA FRECUENCIA NOTABLE FUERA DE LAS POBLACIONES AFRICANAS $E LAS CIN CO FORMAS RESTANTES UNA APARECE SØLO DE FORMA OCASIONAL EN POBLACIONES NO AFRICANAS NUNCA EN LOS NATURA LES DEL .UEVO -UNDO MIENTRAS QUE LAS OTRAS CUATRO SON EXCLUSIVAS DE !FRICA ,A MUTACIØN INSENSIBLE A LA 04# APORTA VALIOSA INFORMACIØN SOBRE LAS PRIMERAS MIGRACIONES HUMANAS 3U ACTUAL DISTRIBUCIØN Y FRECUENCIA RES PALDA LA HIPØTESIS DEL ORIGEN AFRICANO DE NUESTRA ESPECIE LA TEORÓA hFUERA DE !FRICAv ! TENOR DE LOS DATOS ANTROPOLØGICOS Y ARQUEOLØGICOS LA POBLACIØN ORIGINAL DEL HOMBRE MO DERNO VIVØ EN !FRICA UN REDUCIDO SUBGRUPO DE LA MISMA EMIGRØ HACE UNOS A×OS Y SE DISTRIBUYØ POR LOS CINCO CONTINENTES 4ODAS LAS POBLACIONES NO AFRICANAS DES CIENDEN DE ELLOS 0ERO ADEMÈS ESTA MUTACIØN ARROJA LUZ SOBRE UNA DE LAS CUESTIONES MÈS CONTROVERTIDAS DE LA ANTROPOLOGÓA MODERNA CON FORME NUESTROS ANTEPASADOS (OMO SAPIENS SE EXPANDÓAN POR EL MUNDO zSE MEZCLARON CON LOS HOMÓNIDOS MÈS ARCAICOS QUE SE ENCONTRARON EN %UROPA Y !SIA %STOS HOMÓNIDOS ARCAICOS CONTA RÓAN CON SUS PROPIAS VARIANTES DEL GEN DEL RECEPTOR DE 04# SELECCIO NADO POSITIVAMENTE PARA DEFENDERSE DE LAS TOXINAS DE LA mORA LOCAL 3I OTROS HOMÓNIDOS TUVIERON DESCEN DENCIA CON PAREJAS (OMO SAPIENS CABRÓA ESPERAR FORMAS DISTINTAS DE ESTE GEN EN POBLACIONES EUROPEAS DEL ORIENTE DE !SIA O DEL SUDESTE ASIÈTICO 0ERO NO SE HAN ENCONTRADO %L ESTUDIO DE MUTACIONES PIONERAS EN EL HOMBRE MODERNO INDICA QUE NO SE PRODUJO NINGÞN ENTRECRUZAMIEN INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
TO EXITOSO ENTRE ( SAPIENS Y OTROS GRUPOS HUMANOS DURANTE ESTA GRAN EMIGRACIØN AFRICANA HACE DECENAS DE MILES DE A×OS
En busca del fundador
%L EXAMEN DEL HAPLOTIPO DONDE RESIDE EL GEN DE LA HEMOCROMATOSIS HEREDI TARIA DEMUESTRA QUE LA CONJUNCIØN DE
LOS REGISTROS HISTØRICOS Y EL ANÈLISIS GENÏTICO DE LAS POBLACIONES ACTUALES ARROJA NUEVA LUZ SOBRE LAS CAUSAS Y LA HISTORIA DE UN DETERMINADO TRAS TORNO %N LOS A×OS OCHENTA DEL SIGLO PASADO ANTES DE QUE SE IDENTIlCASE EL GEN DE ESTA ENFERMEDAD SE OBSERVØ QUE CASI TODOS QUIENES LA PADECÓAN COMPARTÓAN UN SEGMENTO DE !$.
Genes antañones en la medicina moderna %L ESTUDIO DE LAS MUTACIONES PIONERAS DESCUBRE PROFUNDAS IMPLICACIONES PARA EL AVANCE DE LA MEDICINA $E ENTRADA FACILITA LA IDENTIlCACIØN DE INDIVIDUOS QUE DEBERÓAN SOMETERSE A PRUEBAS DIAGNØSTICAS DE DETERMINADOS TRASTORNOS %L RIESGO DE CONTRAER UNA ENFERMEDAD SE ESTIMA EN FUNCIØN DEL PERlL ÏTNICO DEL INDIVIDUO A PARTIR DE ESA INFORMACIØN SE DECIDE QUÏ ANÈLISIS ADICIONALES CONVIENE REALIZAR ,A ANEMIA FALCIFORME POR EJEMPLO SE PRESENTA MAYORITARIAMENTE EN INDIVIDUOS DE ASCENDENCIA AFRICANA 3IN EMBARGO CON EL INTERCAMBIO GENÏTICO ENTRE RAZAS Y PUEBLOS LA ASIGNACIØN DEL ORIGEN GEOGRÈlCO ANCESTRAL O DE LA ESPECIlCIDAD ÏTNICA DE UNA PERSONA ENTRA×ARÈ CADA VEZ MAYOR DIlCULTAD #ONFORME ESTA HERRA MIENTA DIAGNØSTICA BASADA EN LA ETNICIDAD VAYA PERDIENDO ElCACIA LA EVALUACIØN DEL RIESGO DE UNA ENFERMEDAD O LA DETERMINACIØN DE LA ETIOLOGÓA DE LOS SÓNTO MAS QUE PRESENTE UN PACIENTE SE BASARÈN EN ANÈLISIS DE !$. %L HALLAZGO DE MUTACIONES PIONERAS AHORA QUE LAS POBLACIONES HUMANAS PERMANECEN TODAVÓA GENÏTICAMENTE DISTINGUIBLES FACILITARÈ LA IDENTIlCACIØN DE LOS GENES RESPONSABLES DE NUMEROSOS TRASTORNOS $E HECHO ALGUNAS MUTACIONES PIONERAS PUEDEN CONSIDERARSE CASOS ESPECIALES DE UN GRUPO MAYOR DE VARIANTES GÏNICAS PATOLØGICAS !UNQUE NO SABEMOS TODA VÓA DE QUÏ ALTERACIONES SE TRATA SE LES SUPONE UN ORIGEN REMOTO 4AL Y COMO SE SE×ALA EN EL ARTÓCULO ESTAS VARIANTES PATOLØGICAS DEBIERON RESULTAR BENElCIOSAS PARA NUESTROS ANTEPASADOS POR ELLO SE PROPAGARON 0ERO EL ENCUENTRO DE ESTOS GENES ANTA×ONES APARECIDOS EN HÈBITATS REMOTOS CON EL AMBIENTE Y ESTILO DE VIDA MODERNOS ORIGINA ENFERMEDADES QUE SE HAN CONVERTIDO EN TRASTORNOS GRAVES %L ANÈLISIS DEL !$. REVESTIRÈ SUMA IMPORTANCIA PUES ESTAS ALTERACIONES GÏ NICAS NO NOS PREDISPONEN SØLO A ENFERMEDADES HEREDITARIAS RARAS SINO TAMBIÏN A TRASTORNOS COMUNES 0ENSEMOS EN LAS VARIANTES GÏNICAS CUYA FUNCIØN ORIGINAL ERA FACILITAR LA SÓNTESIS DEL COLESTEROL SI BIEN HOY CONLLEVAN UN NIVEL DE COLESTEROL DEMASIADO ELEVADO O EN LAS VARIANTES QUE POTENCIABAN LA RETENCIØN DE LA SAL Y HOY PROVOCAN HIPERTENSIØN #UANDO SE HALLE LA CORRELACIØN ENTRE PERlLES GENÏTICOS ESPECÓlCOS Y DETERMI NADAS ENFERMEDADES GRAVES COMUNES LA GENÏTICA DEJARÈ DE SER UNA SUBESPE CIALIDAD DE LA MEDICINA DEDICADA A LOS TRASTORNOS RAROS PARA OCUPAR EL ESCENA RIO CENTRAL EN LA PREVENCIØN EL DIAGNØSTICO Y EL TRATAMIENTO DE LA ENFERMEDAD HUMANA
EL PERFIL ETNICO ofrece en la actualidad una herramienta diagnóstica rápida para estimar el riesgo de padecer determinadas enfermedades. Conforme el acervo génico de la humanidad se vaya mezclando, deberá recurrirse al análisis del ADN para evaluar la predisposición a esos trastornos.
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EN UNA REGIØN DEL CROMOSOMA 3E TRATABA DE ALGO ASOMBROSO %N PRIN CIPIO LA MAYORÓA DE ESTOS PACIENTES NO MANTENÓAN NINGUNA RELACIØN DE PARENTESCO Y POR TANTO ERA DE ESPERAR QUE SU SECUENCIA GÏNICA PRESENTARA DIFERENCIAS ALEATORIAS (ABRÈ PUES QUE INFERIR QUE LOS PACIENTES CON HEMOCROMATOSIS HEREDITARIA DEBÓAN DESCENDER DE UN ANTEPASADO COMÞN DESAPARECIDO TIEMPO ATRÈS ADEMÈS EL GEN RESPONSABLE DE LA ENFERMEDAD SE HALLABA PROBABLEMENTE DENTRO DEL TRAMO COMPARTIDO ! PARTIR DE ESTA HIPØTESIS NUESTRO GRUPO LLEVØ A CABO EN LOS PASADOS A×OS NOVENTA UN ANÈLISIS GÏNICO DETA LLADO EN PACIENTES DE LA REGIØN DE INTERÏS DEL CROMOSOMA %XAMI NAMOS TAMBIÏN EL !$. DE INDI VIDUOS CONTROL QUE NO PRESENTABAN HEMOCROMATOSIS %N SU MAYORÓA LOS PACIENTES COMPARTÓAN UNA EXTENSA RE GIØN DE VARIOS MILLONES DE PARES DE BASES 5NOS POCOS NO OBSTANTE COIN CIDÓAN SØLO EN UNA FRACCIØN REDUCIDA #UANDO COMPARAMOS LA SECCIØN DEL CROMOSOMA PRESENTE EN TODOS LOS PACIENTES DESCUBRIMOS QUE CONTENÓA GENES 4RECE DE ELLOS CODIlCABAN HISTONAS LAS PROTEÓNAS QUE SE UNEN AL !$. Y LO PLIEGAN PARA FORMAR ESTRUCTURAS CILÓNDRICAS VISIBLES AL MICROSCOPIO ØPTICO DURANTE LA DIVI SIØN CELULAR ,AS HISTONAS Y LOS GENES QUE LAS DETERMINAN SON CASI IDÏNTI CAS PARA TODOS LOS SERES VIVOS POR ELLO DESCARTAMOS SU IMPLICACIØN EN
LA SELECCION DE BALANCEO mantiene en circulación a un gen potencialmente deletéreo. En regiones afectadas por la malaria (que transmiten los mosquitos) el portar una sola copia del gen de la hemoglobina mutado supone una protección: aumenta las posibilidades de supervivencia. Heredar dos copias de la mutación, en cambio, causa anemia falciforme y reduce la tasa de supervivencia. El balance de estas dos fuerzas competidoras conduce a la estabilización de la mutación de la anemia falciforme en la población.
LA HEMOCROMATOSIS 1UEDABAN PUES SØLO TRES CANDIDATOS $OS DE LOS TRES GENES RESTANTES ERAN IDÏNTICOS EN LOS PACIENTES CON HEMOCROMATOSIS Y LOS INDIVIDUOS CONTROL SANOS 0ERO EL AHORA DENO
MINADO (&% INCLUÓA UNA MUTACIØN QUE ESTABA PRESENTE EN LAS PERSONAS CON HEMOCROMATOSIS Y LLAMATIVA MENTE AUSENTE EN AQUELLOS QUE NO PRESENTABAN NINGUNA ALTERACIØN DEL METABOLISMO DEL HIERRO !QUÏL DEBÓA SER PUES EL GEN DE LA HEMOCROMA TOSIS HEREDITARIA (ALLADA LA MUTACIØN PIONERA CABÓA PREGUNTARSE QUIÏN FUE EL FUNDADOR CUÈNDO Y DØNDE VIVIØ 'ENÏTICOS AN TROPØLOGOS E HISTORIADORES SE UNIERON EN BUSCA DE RESPUESTA $E LA COSECHA PROVISIONAL SE DESPRENDÓA YA QUE LA HEMOCROMATOSIS HEREDITARIA SE DA EN TODA %UROPA AUNQUE CON INCIDENCIA MAYOR EN LAS REGIONES SEPTENTRIONA LES !DEMÈS EN EL NORTE LA MUTA CIØN PIONERA APARECE EN CASI TODOS LOS PACIENTES EN EL ESTE Y EL SUR DE %UROPA EN CAMBIO EN MENOS DE DOS TERCIOS DE LOS AFECTADOS %L TERCIO RESTANTE POSEÓA ALGUNA OTRA MUTACIØN EN (&% O QUIZÈ SUFRÓA UN TRASTORNO DEL METABOLISMO DEL HIERRO COMPLE TAMENTE DISTINTO %XÈMENES GENÏTICOS MÈS DETA LLADOS CENTRADOS EN EL NOROESTE DE %UROPA REVELARON QUE ESTA MUTACIØN PIONERA SE PRESENTA CON MAYOR FRE CUENCIA EN )RLANDA EL OESTE DE 'RAN "RETA×A Y LA "RETA×A FRANCESA UN PATRØN QUE SE SOLAPA CASI A LA PER FECCIØN CON LA DISTRIBUCIØN ACTUAL DE LOS CELTAS ,OS CELTAS DOMINARON EN %UROPA CENTRAL HACE MÈS DE DOS MILENIOS ,A EXPANSIØN DEL )MPERIO 2OMANO
'EN AFECTADO
4RASTORNO
/RIGEN DE LA MUTACIØN
-IGRACIØN
0OSIBLE VENTAJA DE UNA COPIA
(&%
%XCESO DE HIERRO
%XTREMO NOROESTE DE %UROPA
!L SUR Y AL ESTE A TRAVÏS DE %UROPA
0ROTECCIØN FRENTE A LA ANEMIA
#&42
&IBROSIS QUÓSTICA
3UDESTE DE %UROPA/RIENTE -EDIO
!L OESTE Y AL NORTE A TRAVÏS DE %UROPA
0ROTECCIØN FRENTE A LA DIARREA
(B3
!NEMIA FALCIFORME
!FRICA/RIENTE -EDIO
(ACIA EL .UEVO -UNDO
0ROTECCIØN FRENTE A LA MALARIA
&6 ,EIDEN
#OÈGULOS SANGUÓNEOS
%UROPA OCCIDENTAL
4ODO EL MUNDO
0ROTECCIØN CONTRA LA SEPSIS
!,$(
4OXICIDAD ALCOHØLICA
%XTREMO ORIENTAL DE !SIA
!L NORTE Y AL OESTE A TRAVÏS DE !SIA
0ROTECCIØN CONTRA EL ALCOHOLISMO Y POSIBLEMENTE LA HEPATITIS "
,#4
4OLERANCIA A LA LACTOSA
!SIA
!L OESTE Y AL NORTE A TRAVÏS DE %URASIA
0ERMITE EL CONSUMO DE LECHE DE ANIMALES DOMÏSTICOS
'*"
3ORDERA
/RIENTE -EDIO
!L OESTE Y AL NORTE A TRAVÏS DE %UROPA
$ESCONOCIDO
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INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
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Mutaciones pioneras de interés
ORIGENES POCO COMUNES !UNQUE TODAS LAS PERSONAS CON ANEMIA FALCIFORME SON PORTADORAS DE LA MISMA ALTERACIØN GÏNICA ÏSTA SE PRESENTA EN EL SENO DE CINCO HAPLOTIPOS ELLO INDICA QUE LA MUTACIØN APARECIØ DE FORMA INDEPENDIENTE EN CINCO MOMENTOS DE LA HISTORIA DE LA HUMANIDAD !SÓ SE INDICA POR ÈREAS EN EL MAPA 3E TRATA DE LOS HAPLOTIPOS DE 3ENEGAL "ENÓN "ANTÞ !RABIA )NDIA O EL RECIENTEMENTE DESCUBIERTO DE #AMERÞN %L OCHO POR CIENTO DE LOS AFROAMERICANOS SON PORTADORES DE AL MENOS UNA COPIA DE LA MUTACIØN DE LA ANEMIA FALCIFORME
!RABIA )NDIA
3ENEGAL
"ENÓN #AMERÞN
GEOGRÈlCA DE LA DESCENDENCIA DEL INDIVIDUO FUNDADOR $ESDE EL PUNTO DE VISTA BIOQUÓ MICO TODOS LOS HUMANOS SOMOS MIEMBROS DE UNA MISMA FAMILIA #OMPARTIMOS UNA HERENCIA GÏNICA !DEMÈS DE CONFIRMAR LA HIPØTESIS DEL ORIGEN AFRICANO DE NUESTRA ES PECIE EL ANÈLISIS DE LAS MUTACIONES PIONERAS HA REVELADO PROGENIES CO MUNES DE OTROS GRUPOS SIN RELACIØN DE PARENTESCO MANIFIESTA 5NA IN VESTIGACIØN RECIENTE LLEVADA A CABO POR $AVID " 'OLDSTEIN DE LA 5NI VERSIDAD $UKE HA DEMOSTRADO UN INESPERADO VÓNCULO GENÏTICO ENTRE CELTAS Y VASCOS &UTURAS INVESTIGA CIONES SOBRE LAS MUTACIONES PIONE RAS Y SUS HAPLOTIPOS AHONDARÈN EN LOS NEXOS GENÏTICOS QUE EXPLIQUEN LAS MIGRACIONES Y EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS QUE NOS HAN LLEVADO HASTA LA SITUACIØN AC TUAL !RROJARÈN LUZ TAMBIÏN SOBRE LAS RAÓCES DEL ÈRBOL DE LA FAMILIA HUMANA
"ANTÞ
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El autor
LES OBLIGØ A DESPLAZARSE HACIA EL NORTE Y EL OESTE PERO HUBO QUIEN SE MEZCLØ CON LOS EUROPEOS DEL SUR PERMANECIENDO EN SU EMPLAZAMIEN TO ORIGINAL z3E ORIGINØ LA MUTACIØN PIONERA DE LA HEMOCROMATOSIS EN EL CENTRO DE %UROPA Y PROGRESØ HACIA EL NORTE EN MOVIMIENTOS MIGRATORIOS z3E ORIGINØ ACASO EN EL NORTE ,A INVESTIGACIØN ACOMETIDA EN EL !$. CIRCUNDANTE HAPLOTIPO EN EL CROMO SOMA ABRIØ LA PUERTA A UNA POSIBLE RESPUESTA ,A GRAN LONGITUD DEL HAPLOTIPO MODERNO INDICA QUE SE TRATA DE UNA MUTACIØN PIONERA JOVEN HABRÓA APA RECIDO HACE SØLO UNAS O GENE RACIONES ALREDEDOR DEL D# 5NA FECHA MÈS TEMPRANA INDICARÓA QUE EL FUNDADOR VIVIØ EN %UROPA CENTRAL Y INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
QUE LA MUTACIØN SE EXTENDIØ HACIA EL NORTE Y EL OESTE AL SER EMPUJADOS SUS DESCENDIENTES POR UNA 2OMA EN EXPANSIØN 0ERO EL )MPERIO 2OMANO HABÓA CAÓDO YA EN EL POR LO QUE NUESTRA MUTACIØN PIONERA DEBIØ DE ORIGINARSE EN EL NOROESTE DE %UROPA PARA LUEGO DISTRIBUIRSE HACIA EL SUR Y EL ESTE A TRAVÏS DE LA PROGENIE DEL FUNDADOR ,UIGI #AVALLI 3FORZA Y OTROS ANTRO PØLOGOS HABÓAN ESTUDIADO CON ANTE RIORIDAD OTROS TIPOS DE VARIANTES DE !$. PARA EL RASTREO DE POBLACIO NES ,AS MUTACIONES PIONERAS A×A DEN AHORA UNA NUEVA DIMENSIØN A LOS ESTUDIOS GENÏTICOS LA LONGITUD DEL HAPLOTIPO DETERMINA LA EDAD DE UNA MUTACIØN LA FRECUENCIA DEL HAPLOTIPO EN LA POBLACIØN INDICA LA EXPANSIØN
Dennis Drayna, director de una sección en el norteamericano Instituto Nacional para la Sordera y otros Trastornos de la Comunicación, se licenció en la Universidad de Wisconsin-Madison en 1975. Obtuvo su doctorado por la Universidad de Harvard en 1981. Tras realizar una estancia posdoctoral en el Instituto Howard Hughes de Investigaciones Médicas de la Universidad de Utah, trabajó catorce años en la industria, período en el que identificó varios genes humanos implicados en enfermedades cardiovasculares y metabólicas.
Bibliografía complementaria THE GREAT HUMAN DIASPORAS: THE HISTORY OF DIVERSITY AND EVOLUTION. Luigi CavalliSforza. Addison-Wesley, 1995. D E A FRICA ¿ UNA ... Y OTRA VEZ ? Ian Tattersall en Investigación y Ciencia, págs. 20-28; junio 1997. NATURAL SELECTION AND MOLECULAR EVOLUTION IN PTC, A BITTER-TASTE RECEPTOR GENE. S. Wooding, U. K. Kim, M. J. Bamshad, J. Larsen, L. B. Jorde y D. Drayna en American Journal of Human Genetics, vol. 74, n.o 4, págs. 637646; 2004.
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Desarrollo de estomas Los estomas son estructuras epidérmicas distribuidas en patrones regulares y necesarias para el intercambio gaseoso entre la planta y la atmósfera Laura Serna
E
STRUCTURAS CARACTERÓSTICAS DE LAS PLANTAS TERRES TRES LOS ESTOMAS SON ABERTURAS BICELULARES Y EPIDÏRMICAS DE LA SUPERFICIE AÏREA DEL VEGE TAL %N !RABIDOPSIS THALIANA UNA CRUCÓFERA COSMOPOLITA LOS ESTOMAS DIBUJAN BELLOS PA TRONES ,OS OBSERVAMOS LO MISMO EN ØRGANOS EMBRIONARIOS COTILEDONES O EL HIPOCOTILO QUE EN ESTRUCTURAS ADULTAS HOJAS TALLOS FLORALES Y VERTICILOS FLORALES ,OS ESTOMAS DE ! THALIANA APARECEN RODEADOS POR TRES CÏLULAS EPIDÏRMICAS O CÏLULAS SUBSIDIARIAS %L CONJUNTO PENTACELULAR SE DENOMINA COMPLEJO ESTOMÈTICO ANISOCÓTICO #ADA ESTOMA CONSTA DE DOS CÏLULAS OCLUSIVAS QUE DELIMITAN UN PORO CUYA APERTURA Y CIERRE SE REGULA POR CAMBIOS EN LA TURGENCIA DE LAS CÏLULAS OCLUSIVAS ,OS CAMBIOS DE TURGENCIA SE PRODUCEN A TRAVÏS DEL INTERCAMBIO DE AGUA Y IONES ENTRE CÏLULAS OCLUSIVAS Y ^ M
CÏLULAS SUBSIDIARIAS -EDIANTE LA APERTURA Y CIERRE DEL PORO LAS PLANTAS EVITAN UNA PÏRDIDA EXCESIVA DE VAPOR DE AGUA QUE PODRÓA COMPROMETER SU SUPERVIVENCIA Y CAPTAN #/ PARA INICIAR EL PROCESO FOTOSINTÏTICO %L ESTOMA SE HA CONVERTIDO EN CENTRO DE ATENCIØN DE DIVERSAS DISCIPLINAS !BORDARÏ AQUÓ SU DESARROLLO Y PA TRONES DE DISTRIBUCIØN
Separación de estomas
,OS DIVERSOS PATRONES DE DISTRIBUCIØN COMPARTEN UNA CARACTERÓSTICA COMÞN LOS ESTOMAS NUNCA APARECEN JUNTOS SINO SEPARADOS POR CÏLULAS EPIDÏRMICAS ! THALIANA NO CONSTITUYE NINGUNA EXCEPCIØN z1UÏ MECANISMOS IMPI DEN LA FORMACIØN DE ESTOMAS JUNTOS EN NUESTRA ESPECIE MODELO (ACE UNOS A×OS EL GRUPO DE #ARMEN &ENOLL CUANDO TRABAJABA EN LA 5NIVERSIDAD !UTØNOMA DE -ADRID Y DEL
A
B
1. LOS ESTOMAS son estructuras epidérmicas y bicelulares que rodean un poro estomático a través del cual penetra CO2 en el interior de la planta y sale O2 y H2O a la atmósfera (a). El mesófilo,
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tejido fotosintético compuesto por varias capas y dispuesto debajo de la epidermis, se interrumpe por debajo del estoma y da lugar a la cavidad subestomática (b).
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,!52! 3%2.!
#!6)$!$ 35"%34/-!4)#!
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QUE YO FORMABA PARTE Y EL GRUPO DE 4HOMAS !LTMANN DEL )NSTITUTO -AX 0LANCK DESCUBRIERON QUE EL ESTOMA Y LAS TRES CÏLULAS SUBSIDIARIAS CIRCUN DANTES SE ORIGINABAN A PARTIR DE UNA SOLA CÏLULA PRECURSORA /CURRÓA ASÓ EN ,ANSBERG ERECTA Y EN # DOS ECOTIPOS DE ! THALIANA #ON OTRAS PALABRAS LOS COMPLEJOS ESTOMÈTICOS ANISOCÓTICOS DE ESTOS ECOTIPOS ERAN MONOCLØNICOS !DEMÈS LA MAYORÓA DE ESTOS COM PLEJOS SURGEN DE LA MISMA SECUENCIA ESPIRAL DE DIVISIONES CELULARES TRES DIVISIONES ASIMÏTRICAS SEGUIDAS POR UNA ÞLTIMA DIVISIØN SIMÏTRICA ,A CÏ LULA PROTODÏRMICA O hCÏLULA MADRE DEL MERISTEMOIDEv #-- SE DIVIDE DE FORMA ASIMÏTRICA Y ORIGINA UNA CÏLULA DE TALLA MINÞSCULA EL MERISTE MOIDE - Y OTRA MAYOR QUE SERÈ LA PRIMERA CÏLULA SUBSIDIARIA %L - SUFRE UNA SEGUNDA DIVI SIØN CELULAR ASIMÏTRICA Y GENERA LA SEGUNDA CÏLULA SUBSIDIARIA Y EL SE GUNDO MERISTEMOIDE - %STE - ACOMETE LA TERCERA Y ÞLTIMA DIVISIØN ASIMÏTRICA DE LA QUE RESULTA EL TERCER MERISTEMOIDE - Y LA TERCERA CÏLULA SUBSIDIARIA 5NA VEZ QUE EL - ESTÈ RODEADO DE UNA DOTACIØN COMPLETA DE TRES CÏLULAS SUBSIDIARIAS ADQUIE RE UNA FORMA REDONDEADA %NTONCES EL TERCER MERISTEMOIDE ACOMETE LA ÞLTIMA DIVISIØN QUE ES SIMÏTRICA Y ORIGINA LAS DOS CÏLULAS OCLUSIVAS QUE COMPONEN EL ESTOMA %STE PATRØN DE DIVISIONES A PARTIR DE CÏLULAS PROTO DÏRMICAS CREA LOS COMPLEJOS ESTOMÈ TICOS PRIMARIOS !LGUNAS CÏLULAS SUBSIDIARIAS hCO PIANv EL PROGRAMA DE DESARROLLO DE LA CÏLULA MADRE DEL MERISTEMOIDE Y DESARROLLAN COMPLEJOS ESTOMÈTICOS SECUNDARIOS ! SU VEZ CÏLULAS SUB SIDIARIAS DE ESTOS COMPLEJOS SECUN DARIOS DESARROLLAN COMPLEJOS ESTO MÈTICOS TERCIARIOS TAMBIÏN MEDIANTE LA ADQUISICIØN DE LA IDENTIDAD DE #-- $URANTE EL DESARROLLO DE ESTOS COMPLEJOS SECUNDARIOS Y TERCIARIOS PUEDE OCURRIR QUE EL - O EL - ADQUIERAN UNA FORMA REDONDEADA Y SE DIVIDAN SIMÏTRICAMENTE CREANDO ESTOMAS 4AL FORMACIØN PREMATURA DEL ESTOMA EVITA QUE EL PORO SE RODEE DE UNA DOTACIØN COMPLETA DE CÏLULAS DERIVADAS DE UN SOLO PRECURSOR %N ESO SE APOYA EL DESARROLLO DE COM PLEJOS POLICLØNICOS z0OR QUÏ LOS ESTOMAS DE COMPLE JOS SECUNDARIOS O TERCIARIOS NO SE INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
2. LOS ESTOMAS ESTAN RODEADOS DE CELULAS NO ESTOMATICAS. En la hoja de Arabidopsis thaliana, las células epidérmicas se interponen entre estomas vecinos e impiden la contigüidad de los mismos. Llámase complejo estomático anisocítico al estoma más las tres células epidérmicas (subsidiarias) que lo rodean.
FORMAN EN CONTACTO CON LOS ESTOMAS DE LOS PRIMARIOS O SECUNDARIOS RES PECTIVAMENTE ,A RAZØN ESTRIBA EN LA ORIENTACIØN DEL PLANO DE DIVISIØN EN LA CÏLULA SUBSIDIARIA Y EL DESTINO DE LAS DOS CÏLULAS HIJAS QUE RESULTAN DE ESTA DIVISIØN %STE PLANO SE ORIENTA DE FORMA QUE NO CORTA AL ESTOMA Y LA CÏLULA MÈS ALEJADA DE ÏSTE ASUME IDENTIDAD DE MERISTEMOIDE ,A REGLA QUE RIGE LA DISTRIBUCIØN DE ESTOMAS EVITAR EL CONTACTO DIRECTO ENTRE LOS MISMOS DEPENDE DE DOS FACTORES LA FORMACIØN DE UNA DOTA CIØN COMPLETA DE CÏLULAS SUBSIDIARIAS EN TORNO AL ESTOMA Y LA ORIENTACIØN DEL PLANO DE DIVISIØN DE LAS CÏLULAS SUBSIDIARIAS QUE ASUMEN IDENTIDAD DE #-- Y POSTERIOR DESTINO DE LAS NUEVAS CÏLULAS QUE SURGEN DE ESTA DIVISIØN !L NO DESARROLLARSE JUNTOS LOS ESTOMAS PUEDEN ABORDAR SU FUN CIØN DE APERTURA Y CIERRE DEL PORO MEDIANTE EL INTERCAMBIO DE AGUA Y IONES CON LAS CÏLULAS EPIDÏRMICAS VECINAS Y EN CONSECUENCIA REGULAR UN ElCAZ INTERCAMBIO DE GASES CON LA ATMØSFERA
Función de SDD1
3E HAN AISLADO YA ALGUNOS MUTANTES QUE ALTERAN EL PATRØN DE DISTRIBUCIØN DE LOS ESTOMAS / BIEN PRESENTAN ESTOMAS EN CONTACTO DIRECTO O MUES TRAN UN ÓNDICE ESTOMÈTICO DESMESU RADO CON RESPECTO A LA PLANTA SILVES TRE ,LÈMASE ÓNDICE ESTOMÈTICO A LA RAZØN MULTIPLICADA POR CIEN ENTRE EL NÞMERO DE ESTOMAS Y EL NÞMERO DE ESTOMAS MÈS NÞMERO DE CÏLULAS EPIDÏRMICAS %JEMPLOS DE MUTACIO NES QUE DETERMINAN UNA DISPOSICIØN CONTIGUA DE ESTOMAS SON LA TMM DEL INGLÏS hTOO MANY MOUTHSv Y FLP DEL INGLÏS hFOUR LIPSv %JEMPLOS DE MUTACIONES QUE DETERMINAN UN ÓNDICE ESTOMÈTICO DESMESURADO SON SDD DEL INGLÏS hSTOMATAL DENSITY AND DISTRIBUTIONv Y HIC DEL INGLÏS hHIGH CARBON DENSITYv %L AISLAMIENTO DE ESTOS MUTAN TES NOS HA PERMITIDO COMPRENDER LA FUNCIØN DE LOS GENES SILVESTRES EVITAR LA CONTIGàIDAD DE ESTOMAS Y EN DEFINITIVA LA GENERACIØN DE LOS PATRONES DE DISTRIBUCIØN DE ES TOMAS 65
3. EL DESARROLLO DE COMPLEJOS ESTOMATICOS en los ecotipos C24 y Landsberg erecta de Arabidopsis thaliana se desveló hace pocos años. Los complejos primarios se forman a partir de una célula protodérmica; siguen un patrón de divisiones celulares estereotipado (a). La célula protodérmica opera como “célula madre del meristemoide” (CMM) y se divide asimétricamente; aparece así la primera célula subsidiaria (CS1) y el primer meristemoide (M1). El M1 se divide también asimétricamente y da lugar al M2 y a la CS2. El M2 sufre la última división asimétrica de este proceso y origina el M3 y la CS3. Por fin, el M3 cambia de forma, se redondea y se divide simétricamente: genera el estoma. Algunas células subsidiarias pueden comportarse como CMM; entonces, mediante una secuencia de divisiones idéntica a la descrita, engendran complejos de orden secundario (b) a partir de la formación de complejos primarios. (Las células coloreadas en rojo representan los meristemoides.)
%L MUTANTE SDD AISLADO POR EL GRUPO DE 4HOMAS !LTMANN DETERMI NA LA APARICIØN DE INDIVIDUOS DOTA DOS DE UN ÓNDICE ESTOMÈTICO SUPERIOR AL DE PLANTAS SILVESTRES !DEMÈS AL GUNOS DE ESTOS ESTOMAS ESTABLECEN CONTACTO CON OTROS %XPUESTO DE UNA MANERA DIRECTA A DIFERENCIA DE SU VERSIØN MUTADA SDD EL GEN 3$$ SILVESTRE YA AISLADO CUMPLE LA FUN CIØN DE REDUCIR EL ÓNDICE ESTOMÈTICO Y EVITAR QUE LOS ESTOMAS SE FORMEN JUNTOS 3),6%342%
Dos cuestiones fundamentales
z$E QUÏ MODO EL GEN 3$$ EVITA EL INCREMENTO DEL ÓNDICE ESTOMÈTICO z#ØMO IMPIDE LA FORMACIØN DE ES TOMAS ADYACENTES 0ARA RESPONDER A ESTAS CUESTIONES CRÓTICAS PROCEDAMOS POR PASOS %L ANÈLISIS DE LOS PATRONES DE DI VISIONES CELULARES DURANTE EL PROCESO DE CREACIØN DE COMPLEJOS ESTOMÈTICOS EN SDD NOS HA REVELADO QUE LA MUTACIØN DEL GEN 3$$ MULTIPLICA EL NÞMERO DE CÏLULAS PROTODÏRMICAS TMM
4. DETERMINADAS MUTACIONES EN ALGUNOS GENES repercuten en el patrón de distribución de estomas en la hoja o cotiledón de Arabidopsis thaliana. Los mutantes four lips (flp) y too many mouths (tmm) se caracterizan por presentar contigüidad de estomas. Los mutantes stomatal density and distribution1-1
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mP
SDD
HIC
(sdd1-1) y high carbon density (hic) exhiben un índice estomático muy alto en comparación con las plantas silvestres. El mutante sdd1-1 muestra, asimismo, estomas adyacentes. El elevado índice estomático de hic sólo se manifiesta ante concentraciones elevadas de CO2.
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
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QUE ENTRAN EN LA RUTA DE DESARROLLO ESTOMÈTICO Y ESTABLECEN COMPLEJOS PRIMARIOS %N BREVE MULTIPLICA EL NÞMERO DE CÏLULAS PROTODÏRMICAS QUE OPERAN COMO CÏLULA MADRE DEL MERISTEMOIDE !SIMISMO LA MUTA CIØN SDD INCREMENTA EL NÞMERO DE COMPLEJOS SECUNDARIOS Y TERCIA RIOS DESARROLLADOS PERMITE INCLUSO LA PRODUCCIØN DE COMPLEJOS ESTOMÈTICOS DE ORDEN CUATERNARIO $E LO ANTERIOR SE INFIERE QUE EL GEN 3$$ REDUCE EL NÞMERO DE CÏ LULAS PROTODÏRMICAS QUE ESTABLECEN COMPLEJOS PRIMARIOS LIMITA TAMBIÏN EL NÞMERO DE CÏLULAS SUBSIDIARIAS QUE FORMAN COMPLEJOS SECUNDARIOS O TERCIARIOS Y EVITA EL DESARROLLO DE COMPLEJOS CUATERNARIOS %S DECIR EL GEN 3$$ REDUCE EL NÞMERO DE CÏLULAS PROTODÏRMICAS Y SUBSIDIARIAS QUE ADQUIEREN IDENTIDAD DE CÏLULA MADRE DEL MERISTEMOIDE Y CONSE CUENTEMENTE DESARROLLAN COMPLEJOS ESTOMÈTICOS !DEMÈS DE REGULAR EL NÞMERO DE CÏLULAS QUE DESARROLLAN COMPLEJOS ES TOMÈTICOS EL GEN 3$$ CONTROLA EL NÞMERO DE DIVISIONES QUE SE SUCEDEN DESDE LA ADQUISICIØN DE IDENTIDAD DE #-- POR CÏLULAS SUBSIDIARIAS HASTA LA FORMACIØN DEL ESTOMA #ON LA MUTACIØN DEL GEN AUMENTA EL NÞMERO DE COMPLEJOS SECUNDARIOS Y TERCIARIOS QUE EXPERIMENTAN UNA FORMACIØN PREMATURA DE ESTOMAS ES DECIR TRAS LA PRIMERA O SEGUNDA DIVISIØN CELULAR ASIMÏTRICA #ONSI DERADOS EN SU CONJUNTO EL ELEVADO NÞMERO DE CÏLULAS QUE FORMAN COM PLEJOS ESTOMÈTICOS Y LA PRODUCCIØN PREMATURA DE ESTOMAS EXPLICAN EL ALTO ÓNDICE ESTOMÈTICO QUE EXHIBE EL MUTANTE SDD Y DAN RESPUESTA
A LA PREGUNTA zDE QUÏ MODO EL GEN 3$$ EVITA EL INCREMENTO DEL ÓNDICE ESTOMÈTICO /TRO ASPECTO INTERESANTE REGULADO POR EL GEN 3$$ GUARDA RELACIØN CON LA ORIENTACIØN DEL PLANO DE DI VISIØN DE LAS CÏLULAS SUBSIDIARIAS QUE OPERAN COMO #-- 3ABEMOS QUE EN LAS PLANTAS SILVESTRES TAL DI VISIØN SE PRODUCE DE MANERA QUE EL PLANO NO CORTE EL ESTOMA 0ERO EN LAS PLANTAS CON MUTACIØN SDD ESTAS CÏLULAS SUBSIDIARIAS SE DIVIDEN A MENUDO DE SUERTE TAL QUE DICHO PLANO SÓ ESTABLECE CONTACTO FÓSICO CON EL ESTOMA Y EN CONSECUENCIA EL MERISTEMOIDE QUE SURGE DE ESTA DIVISIØN SE SITÞA ADYACENTE AL ESTOMA MADURO ! SU VEZ EL MERISTEMOIDE SE DIVIDE SIMÏTRICAMENTE PARA FOR MAR UN ESTOMA EN CONTIGàIDAD FÓSICA CON SU VECINO 0OR CONSIGUIENTE EL GEN 3$$ EVITA LA FORMACIØN DE ESOS ESTOMAS ADYACENTES AL ORIENTAR ADECUADAMENTE EL PLANO DE DIVISIØN DE LAS CÏLULAS SUBSIDIARIAS QUE ADOPTAN IDENTIDAD DE #-- ES DECIR EL PLANO NO CORTA EL ESTOMA MADURO 9 CON ELLO RESPON DEMOS A LA SEGUNDA CUESTIØN zCØMO IMPIDE LA FORMACIØN DE ESTOMAS AD YACENTES
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Patrón de expresión génica
3E HA INVESTIGADO TAMBIÏN EL PATRØN DE EXPRESIØN DEL GEN 3$$ 3ABE MOS QUE SE CIRCUNSCRIBE A LOS ME RISTEMOIDES DONDE PODRÓA IMPEDIR LA CONSTITUCIØN PREMATURA DE ESTOMAS .O APARECEN TRANSCRITOS DE ESE GEN EN CÏLULAS SUBSIDIARIAS QUE ADQUIE REN IDENTIDAD DE CÏLULA MADRE DEL MERISTEMOIDE UN DATO DE INTERÏS SI CONSIDERAMOS SU PAPEL EN LA ORIENTA CIØN DE LAS DIVISIONES CELULARES 4AL VEZ SE DEBA A QUE LA PROTEÓNA 3$$ DETERMINADA POR DICHO GEN EMIGRA AL APOPLASTO Y SE TRANSPORTA HASTA LAS CÏLULAS EN LAS QUE ACTÞA ,A PROTEÓNA 3$$ CONSTA DE AMINOÈCIDOS $ESTACA SU ESTRECHA HOMOLOGÓA CON OTROS POLIPÏPTIDOS DE LA FAMILIA DE LAS SUBTILASAS %N LOS ANIMALES CIERTAS PROTEASAS HO MØLOGAS A 3$$ ACTIVAN HORMONAS FACTORES DE CRECIMIENTO O RECEPTORES QUE PARTICIPAN EN DIVERSOS PROCESOS DE DESARROLLO $E ACUERDO CON LAS FUNCIONES DE SEMPE×ADAS POR EL GEN 3$$ LA PRO TEÓNA DETERMINA LA ACTIVACIØN DE OTRA PROTEÓNA LO QUE IMPIDE LA INICIACIØN INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
DE ALGUNOS COMPLEJOS ESTOMÈTICOS Y LA FORMACIØN PREMATURA DE ESTOMAS ! ESA HIPOTÏTICA PROTEÓNA ACTIVADA POR LA PROTEÓNA 3$$ SE LE ASIGNA UN PAPEL ESENCIAL EN LA CORRECTA ORIENTA CIØN DEL PLANO DE DIVISIØN DE CÏLULAS SUBSIDIARIAS
Cuatro funciones para TMM
.O FUE TAREA SENCILLA AISLAR Y CA RACTERIZAR LOS MUTANTES TMM Y mP 3E INVIRTIERON SIETE A×OS EN DESEN TRA×AR LA SECUENCIA NUCLEOTÓDICA DEL GEN SILVESTRE 4-- PERO SEGUIMOS SIN CONOCER LA NATURALEZA MOLECULAR DEL GEN SILVESTRE &,0 ,OS DOS GENES MUTANTES TMM Y mP FUERON AISLADOS POR &RED 3ACK Y SU GRUPO DE LA 5NIVERSIDAD DE /HIO 3E CARACTERIZAN POR PROMOVER UN ELE VADO NÞMERO DE ESTOMAS CONTIGUOS TOO MANY MOUTHS hMUCHAS BOCASv PRESENTA JUNTOS GRUPOS DE TRES O MÈS ESTOMAS Y FOUR LIPS hCUATRO LABIOSv DESARROLLA PAREJAS ,A MUTACIØN TMM ADEMÈS DE FORMAR ESTOMAS JUNTOS EN LA HOJA Y COTILEDØN INHIBE SU DE SARROLLO EN EL TALLO HIPOCOTILO Y LA EPIDERMIS ADAXIAL DEL SÏPALO z#ØMO EVITA EL GEN 4-- QUE SE GENEREN JUNTOS LOS ESTOMAS ,A RES PUESTA NOS HA LLEGADO A TRAVÏS DEL ANÈLISIS DE LA FORMACIØN DE ESTOMAS
EN LA HOJA O COTILEDØN DEL MUTANTE TMM !L ESTUDIAR EL DESARROLLO DE TMM SE OBSERVAN VARIAS DIFERENCIAS CON RESPECTO A LAS PLANTAS SILVESTRES 0RI MERA LA MUTACIØN TMM PERMITE QUE LAS CÏLULAS EPIDÏRMICAS EN CONTACTO CON DOS ESTOMAS O MERISTEMOIDES RECIBAN UN DESTINO DE #-- FENØ MENO QUE NO OCURRE NUNCA EN PLANTAS SILVESTRES ,A SEGUNDA DIFERENCIA CONCIERNE A LA POSIBILIDAD DE CORRECCIØN DE ERRORES DURANTE EL DESARROLLO %N LAS PLANTAS SILVESTRES SU MADURA CIØN PUEDE DERIVAR EN LA FORMACIØN DE DOS MERISTEMOIDES JUNTOS 3I ESA POSIBILIDAD SE MATERIALIZA UNO DE LOS MERISTEMOIDES SE DIVIDE Y SE ENGENDRAN UN NUEVO MERISTEMOIDE Y UNA CÏLULA EPIDÏRMICA ESTA CÏ LULA EPIDÏRMICA SE INTERPONE ENTRE EL NUEVO PRECURSOR ESTOMÈTICO Y EL MERISTEMOIDE VECINO .O HAY PUES LUGAR PARA ESTOMAS CONTIGUOS ,AS MUTACIONES TMM SUPRIMEN ESTA CAPA CIDAD CORRECTORA EN CONSECUENCIA EL DESARROLLO DE ALGUNOS MERISTEMOIDES JUNTOS CULMINA CON LA FORMACIØN DE ESTOMAS EN CONTACTO ,A TERCERA DIFERENCIA ENTRE PLAN TAS TMM Y SU CONTRAPARTIDA SILVESTRE ATA×E AL NÞMERO DE DIVISIONES QUE ACONTECEN DESDE LA ADQUISICIØN DE
5. LAS PROTEINAS TMM y SDD1 comparten varias funciones. Ambas reducen el número de células que se comportan como célula madre del meristemoide (CMM), limitan la formación prematura de estomas, tras la primera o segunda división asimétrica, y orientan el plano de división de células subsidiarías que adquieren identidad de CMM. El plano de división no establece contacto con el estoma maduro. (Las células coloreadas en rojo representan meristemoides; en amarillo se muestran las CMM.) 67
LA IDENTIDAD DE #-- HASTA LA FOR MACIØN DE ESTOMAS %L MUTANTE TMM PRESENTA UN ELEVADO NÞMERO DE ES TOMAS DESARROLLADOS PREMATURAMENTE ES DECIR TRAS LA PRIMERA O SEGUNDA DIVISIØN CELULAR ASIMÏTRICA ! LA ORIENTACIØN DEL PLANO DE DI VISIØN EN CÏLULAS SUBSIDIARIAS QUE TO MAN IDENTIDAD DE #-- NOS REMITE LA CUARTA Y ÞLTIMA DIFERENCIA %N LA PLANTA TMM MUCHAS CÏLULAS SUBSIDIA RÓAS SE DIVIDEN DE SUERTE TAL QUE EL PLANO DE DIVISIØN CORTA EL ESTOMA VE CINO LO QUE DERIVA EN EL DESARROLLO DE MERISTEMOIDES Y POSTERIORMENTE ESTOMAS EN CONTACTO CON DICHOS ES TOMAS %STAS CUATRO ALTERACIONES QUE EX HIBE LA PLANTA TMM PERMITEN ADJUDI CARLE CUATRO FUNCIONES A LA PROTEÓNA 4-- IMPIDE ÏSTA QUE LAS CÏLULAS ENTRE DOS ESTOMAS O MERISTEMOIDES OPEREN COMO CÏLULA MADRE DEL MERIS TEMOIDE INTERPONE CÏLULAS ENTRE ME RISTEMOIDES JUNTOS BLOQUEA O REDUCE 68
activar la proteína TMM, lo que mantendría la actividad mitótica de los meristemoides. La activación de TMM a través de este mecanismo reduciría el número de células iniciadoras de complejos estomáticos, evitaría la formación prematura de estomas, y regularía la orientación de los planos de división celular en CMM; con esto último evitaría que los nuevos meristemoides establecieran contacto con los estomas ya constituidos (b). La proteína CLV3 presenta un dominio que es reconocido por subtilasas, lo que refuerza el paralelismo entre el funcionamiento del meristemo apical y los meristemoides; esto, además, sugiere que un homólogo a CLV3 participa en el desarrollo estomático.
LA FORMACIØN PREMATURA DE ESTOMAS POR ÞLTIMO LA PROTEÓNA 4-- ORIENTA EL PLANO DE DIVISIØN DE CÏLULAS SUB SIDIARIAS QUE ENTRAN EN LA RUTA DE DESARROLLO ESTOMÈTICO Y LO HACE EN EL SENTIDO DE IMPEDIR QUE EL MERIS TEMOIDE QUE SURGE DE ESTA DIVISIØN ESTABLEZCA CONTACTO CON EL ESTOMA YA ESTABLECIDO
Expresión espacial y temporal
%L PATRØN DE EXPRESIØN ESPACIAL Y TEMPORAL DEL GEN 4-- AYUDA A EN TENDER LA FUNCIØN DE LA PROTEÓNA 4-- EN LA GENERACIØN DE LOS ESTOMAS ,A EXPRESIØN DEL GEN 4-- SE LIMITA A LA EPIDERMIS DE LA PARTE AÏREA DE LA PLANTA SALVO LA DEL MERISTEMO APICAL %L GEN SE EXPRESA EN LA HOJA JOVEN NO SE DETECTAN TRANSCRITOS EN HOJAS MADURAS %L ANÈLISIS DE LAS HOJAS EN PROCESO DE DESARROLLO REVELA QUE EL GEN 4-- SE EXPRESA EN CÏLULAS EN CONTACTO CON DOS ESTOMAS O MERISTEMOIDES
3E CORROBORA PUES LA TESIS DE QUE LA PROTEÓNA 4-- IMPIDE QUE ESTAS CÏLULAS OPEREN COMO CÏLULAS MADRE DEL MERISTEMOIDE %L GEN 4-- NO SE EXPRESA EN ESTOMAS 3Ó LO HACE EN MERISTEMOIDES Y EN LA CÏLULA PRECUR SORA DEL ESTOMA SE ENTIENDE ASÓ LA FUNCIØN DE LA PROTEÓNA 4-- EN LA REGULACIØN DEL MANTENIMIENTO DE LA PROLIFERACIØN DE LOS MERISTEMOIDES QUE EVITA LA PRODUCCIØN PREMATURA DE ESTOMAS 4AMBIÏN HAY TRANSCRITOS DE 4-- EN CÏLULAS EN CONTACTO CON ESTOMAS O MERISTEMOIDES ,A PROTEÓNA 4-- PODRÓA PARTICIPAR ALLÓ EN LA ORIENTACIØN CORRECTA DE LOS PLANOS DE DIVISIØN E IMPEDIR SU CONTACTO CON LOS ESTOMAS O MERISTEMOIDES VECINOS
Receptores celulares
$EL ANÈLISIS DE LA SECUENCIA DEL GEN 4-- SE DESPRENDE QUE CODIFICA UNA PROTEÓNA HOMØLOGA A DETERMINADOS RECEPTORES CELULARES 4ODO RECEPTOR INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
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6. DIVISIONES CELULARES DE MERISTEMOS Y MERISTEMOIDES. En el meristemo apical, la proteína CLAVATA3 (CLV3) constituye el ligando para el complejo CLV1/CLV2. La unión del ligando desencadena una ruta de transducción de señales que culmina con la represión del estado mitótico de las células del meristemo (a). La proteína TMM (de “too many mouths”), un receptor sin dominio citoplasmático y similar a CLV2, podría también interaccionar con otra proteína que proporcionase el dominio citoplasmático; se daría entonces un flujo de información del exterior al interior celular. Además, una molécula procesada por la subtilasa SDD1 (de “stomatal density and distribution 1”) podría actuar como ligando y
CONSTA DE TRES ZONAS O DOMINIOS EX TRACELULAR TRANSMEMBRANA Y CITOPLÈS MICA %XPUESTO A GRANDES RASGOS LA REGIØN EXTRACELULAR RECIBE INFORMA CIØN DEL EXTERIOR MEDIANTE SU TRABA ZØN CON UN LIGANDO ,A PENETRACIØN DE LOS RECEPTORES CITOPLASMA ADENTRO PERMITE QUE LA INFORMACIØN EXTERNA LLEGUE AL MISMO NÞCLEO 3E ACTIVA ENTONCES UNA RESPUESTA QUE CONSISTE EN LA TRANSCRIPCIØN DE CIERTOS GENES ,AS PROTEÓNAS CODIFICADAS POR ESTOS GENES EJECUTAN LAS FUNCIONES ,A PROTEÓNA 4-- PRESENTA UN DO MINIO TRANSMEMBRANA Y UNA REGIØN EXTRACELULAR ,AS SECUENCIAS DE ESTA ÞLTIMA RICAS EN EL AMINOÈCIDO LEU CINA FACILITAN LA INTERACCIØN ENTRE PROTEÓNAS PODRÓA INCLUSO PERMITIR INCLUSO QUE 4-- RECONOCIESE UN LIGANDO 0ERO HAY UNA DIlCULTAD LA PROTEÓNA 4-- CARECE DE DOMINIO CITOPLASMÈ TICO z#ØMO LOGRA PUES INTRODUCIR EN EL INTERIOR CELULAR LA INFORMACIØN QUE RECIBE DEL EXTERIOR &RED 3ACK OBSERVØ QUE LA ESTRUCTURA DE LA PROTEÓNA 4-- ERA MUY SIMILAR A LA DE #,!6!4! #,6 OTRO RECEPTOR CELULAR SIN DO MINIO CITOPLASMÈTICO QUE SUSPENDE LAS DIVISIONES DEL MERISTEMO APICAL ,A PROTEÓNA #,6 INTERACCIONA CON #,!6!4! #,6 PROTEÓNA QUE PROPORCIONA EL DOMINIO CITOPLASMÈ TICO $E ESE MODO EL HETERODÓMERO #,6#,6 RECONOCE AL LIGANDO Y POSIBILITA EL mUJO DE INFORMACIØN HACIA EL INTERIOR CELULAR #ON ESE EJEMPLO POR DELANTE PARECE LØGICO SUPONER QUE LA PROTEÓNA 4-- INTERACCIONA CON OTRA QUE LE APORTE EL DOMINIO CITOPLASMÈTICO !UNQUE CONOCEMOS LAS CÏLULAS EN LAS QUE SE EXPRESA EL GEN 4-- SE IGNORA LA UBICACIØN DE LA PROTEÓNA QUE CODIlCA ! TENOR DE LAS PECULIARIDA DES DE SU NATURALEZA MOLECULAR CABE SOSPECHAR QUE SE ENCUENTRA ANCLADA EN LA MEMBRANA
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TMM y SDD1 comparten funciones ,AS PROTEÓNAS 4-- Y 3$$ COM PARTEN ALGUNAS FUNCIONES REDUCEN EL NÞMERO DE CÏLULAS QUE SE COMPORTAN COMO CÏLULAS MADRE DEL MERISTEMOI DE REGULAN LA ORIENTACIØN DEL PLANO DE DIVISIØN DE CÏLULAS SUBSIDIARIAS E INHIBEN LA FORMACIØN PREMATURA DE ESTOMAS 0UESTO QUE LA PROTEÓNA 4-- CARECE DE DOMINIO CITOPLASMÈTICO INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
CABRÓA ESPERAR QUE INTERACCIONASE ESTRUCTURALMENTE CON OTRA PROTEÓNA QUE APORTASE ESE DOMINIO INTRACELULAR NECESARIO PARA PERMITIR EL mUJO DE IN FORMACIØN DESDE LA SUPERlCIE CELULAR HASTA EL NÞCLEO #ONOCEMOS VARIOS RE CEPTORES CON DOMINIO CITOPLASMÈTICO CUYA FUNCIØN SE IGNORA QUE PODRÓAN INTERACCIONAR CON LA PROTEÓNA 4-- %STE HIPOTÏTICO HETERODÓMERO DEBE RÓA SER ACTIVADO POR UN LIGANDO QUE PODRÓA SER UNA MOLÏCULA PROCESADA POR LA PROTEÓNA 3$$ !SÓ 3$$ PROCESARÓA UNA MOLÏCULA QUE DARÓA LUGAR A UN LIGANDO QUE AL INTERACCIO NAR CON EL HETERODÓMERO PROPUESTO DESENCADENARÓA UNA SERIE DE EVENTOS QUE CULMINARÓAN CON EL DESARROLLO DE LAS FUNCIONES COMPARTIDAS POR 4-- Y 3$$ 3EMEJANTE MODELO NOS RECUERDA LOS MECANISMOS MOLECULARES QUE CON TROLAN LAS DIVISIONES CELULARES EN EL MERISTEMO APICAL !QUÓ UN LIGANDO DENOMINADO #,!6!4! #,6 SE UNE Y ACTIVA AL HETERODÓMERO #,6 #,6 ,A PROTEÓNA #,6 TIENE UNA REGIØN QUE ES RECONOCIDA POR SUBTILA SAS LO QUE SUGIERE QUE UN HOMØLOGO
A #,6 PODRÓA TAMBIÏN PARTICIPAR EN EL DESARROLLO ESTOMÈTICO #ONVIENE NO OLVIDAR QUE MIENTRAS LA ACTIVACIØN DE #,6#,6 DETIENE LAS DIVISIONES CELULARES EN LAS CÏLULAS DEL MERISTEMO APICAL LA ACTIVACIØN DE LA PROTEÓNA 4-- PROMUEVE EL EFECTO CONTRARIO EN LOS MERISTEMOIDES DE LA HOJA Y COTILEDØN ,A COMPARACIØN ENTRE LOS MUTAN TES TMM Y SDD ARROJA LUZ SOBRE LA POSIBLE INTERACCIØN ENTRE LA PROTEÓNA 4-- Y UN LIGANDO QUE RESULTASE DEL PROCESAMIENTO LLEVADO A CABO POR 3$$ SOBRE UNA MOLÏCULA AÞN SIN IDENTIlCAR 4AL COMPARACIØN ENTRE MUTANTES NOS INDICA TAMBIÏN QUE LA PROTEÓNA 4-- DEBE ACTUAR CON INDEPENDENCIA DE LA PROTEÓNA 3$$ EN LA REGULACIØN DE PROCESOS QUE SØLO ESTÈN AFECTADOS EN EL MUTANTE TMM POR EJEMPLO LA AUSENCIA DE ESTOMAS EN EL HIPOCOTILO EN TMM 3I ACEPTAMOS EL MODELO PROPUESTO EN EL HIPOCOTILO LA PROTEÓNA 4-- NO SE ACTIVARÓA POR UN LIGANDO QUE RE SULTASE DEL PROCESAMIENTO DE 3$$ SINO POR OTROS GENERADOS AL MARGEN DE ESA SUBTILASA
7. EL GEN HIC EVITA EL INCREMENTO DEL INDICE ESTOMATICO cuando la planta se encuentra bajo concentraciones elevadas de CO2. El gen HIC (de “high carbon density”) codifica un homólogo a 3-cetoacil CoA sintetasa, enzima implicada en la síntesis de ácidos grasos de cadena larga. En plantas silvestres, la proteína HIC promueve la síntesis de ácidos grasos de cadena larga. Los lípidos en cuestión se incorporan a la cutícula y facilitan la difusión de un factor inhibidor (que opera sólo a altos niveles de CO2), cuya misión estriba en reprimir el destino estomático de las células (a). Las plantas con mutaciones en el gen HIC no sintetizan ácidos grasos de cadena larga, por lo que se dificulta o impide la difusión del factor inhibidor, permitiendo que un elevado número de células epidérmicas desarrollen estomas (b). (IDE, Inhibición del destino estomático.) 69
B PPM
PPM
PPM
8. LAS HOJAS MADURAS PERCIBEN LA CONCENTRACION ATMOSFERICA DE CO2 y envían esta información a las jóvenes. Se comprobó a través de un ensayo harto sencillo. Se introdujeron hojas maduras en cubetas, sometido su interior a una concentración de CO2 de 720 ppm; se analizó luego el índice estomático de las hojas jóvenes, que se desarrollaron en las cubetas a 360 ppm del mencionado gas, y se observó que el índice estomático de estas hojas jóvenes era inferior al de plantas cultivadas en la naturaleza a 360 ppm. Resultaba obvio que las hojas maduras informaban a las jóvenes de
HIC y el incremento del CO2 atmosférico %N LOS A×OS OCHENTA & )AN 7OOD WARD DE LA 5NIVERSIDAD DE #AMBRID GE PUSO DE MANIlESTO LA RELACIØN EXISTENTE ENTRE EL ÓNDICE ESTOMÈTICO Y LOS NIVELES ATMOSFÏRICOS DE #/ !NALIZANDO PLIEGOS DE HERBARIO DE DIVERSAS ESPECIES ARBØREAS COMPRO BØ QUE EL ÓNDICE ESTOMÈTICO DE UNA ESPECIE DEPENDÓA DE LA ÏPOCA EN LA QUE SE HABÓA DESARROLLADO ,OS INDIVIDUOS MÈS ANTIGUOS QUE HABÓAN CONVIVIDO CON BAJOS NIVELES DE #/ EN LA AT MØSFERA PRESENTABAN UN ÓNDICE ESTO MÈTICO SUPERIOR AL DE LOS INDIVIDUOS RECOLECTADOS EN ÏPOCAS MÈS RECIENTES Y EN CONSECUENCIA SOMETIDOS A NI VELES SUPERIORES DE ESTE GAS .O SØLO SE DEMOSTRØ QUE EL #/ CONTROLABA EL ÓNDICE ESTOMÈTICO SINO TAMBIÏN QUE CON LOS NIVELES ACTUALES SE ENCONTRABA SATURADA LA RESPUESTA A ESTE GAS ,A DISMINUCIØN DEL ÓNDICE ESTOMÈ TICO A MEDIDA QUE FUERON AUMENTANDO LOS NIVELES DE #/ EN LOS ÞLTIMOS A×OS POSIBILITØ UN USO MÈS ElCIENTE DEL AGUA !L INCREMENTARSE LA CON CENTRACIØN ATMOSFÏRICA DE #/ AU MENTABA LA VELOCIDAD DE DIFUSIØN DE ESTE GAS HACIA EL INTERIOR DE LA PLANTA CON ELLO LA DISMINUCIØN DEL ÓNDICE ESTOMÈTICO REDUCÓA LA TRANSPIRACIØN SIN REPERCUTIR EN LA lJACIØN DE #/ 70
PPM
los altos niveles de CO2, y éstas ajustan su índice estomático a tales niveles (a). Cuando se invirtieron las condiciones de cultivo, de forma que las hojas maduras se expusieron a 360 ppm y las jóvenes a 720 ppm, se observó que el índice estomático de las hojas jóvenes volvía a ajustarse a las condiciones de desarrollo de las hojas maduras: el índice de las hojas jóvenes fue similar al de plantas cultivadas a 360 ppm (b). En resumen: las hojas maduras perciben los niveles de CO2 y mandan esta información a las hojas jóvenes, las cuales ajustan su desarrollo a partir de esta información.
!RABIDOPSIS THALIANA NO REBAJA TAMPOCO EL ÓNDICE ESTOMÈTICO SI SE ELEVAN LOS NIVELES DE #/ ATMOSFÏ RICO POR ENCIMA DE LA CONCENTRACIØN ACTUAL 0ERO HACE POCOS A×OS EL GRUPO DE !LISTAIR - (ETHERINGTON DE LA 5NIVERSIDAD DE ,ANCASTER OBSERVØ QUE EL MUTANTE HIC INCREMENTABA EL ÓNDICE ESTOMÈTICO SI SE CULTIVABA BAJO UNAS CONCENTRACIONES DE #/ QUE DU PLICASEN LOS VALORES ACTUALES #ON OTRAS PALABRAS EL PRODUCTO CODIlCADO POR EL GEN ()# EVITA EL INCREMENTO DEL ÓNDICE ESTOMÈTICO EN ATMØSFERAS ENRIQUECIDAS EN #/ %L GEN ()# CUYA EXPRESIØN SE LIMITA A CÏLULAS OCLUSIVAS MUESTRA UNA ESTRECHA HOMOLOGÓA DE SECUEN CIA CON EL GEN +3# DE ! THALIANA %L GEN +3# CODIFICA UNA PROTEÓNA CUYA SECUENCIA ES HOMØLOGA A CETOACIL #O! SINTETASA ENZIMA QUE PARTICIPA EN LA SÓNTESIS DE ÈCIDOS GRASOS DE CADENA LARGA ÏSTOS FORMAN PARTE DE LAS CERAS CUTICULARES QUE RECUBREN LA EPIDERMIS ,A VERSIØN MUTANTE DEL GEN ()# DEBE PRODUCIR ALTERACIONES EN LA COMPOSICIØN DE LAS CERAS CUTICULA RES LO QUE PROVOCA UN AUMENTO DEL ÓNDICE ESTOMÈTICO ANTE NIVELES ELE VADOS DE #/ 0UESTO QUE EL ÓNDICE ESTOMÈTICO DEL MUTANTE HIC ES SIMI LAR AL DE PLANTAS SILVESTRES CUANDO
SE CULTIVAN BAJO NIVELES ACTUALES DE #/ LAS MENCIONADAS ALTERACIONES CUTICULARES NO DEBEN CONDICIONAR EL PATRØN ACTUAL DE DISTRIBUCIØN DE LOS ESTOMAS 1UEDA MUCHO POR CONOCER EN TORNO A LA RELACIØN ENTRE EL INCREMENTO DEL ÓNDICE ESTOMÈTICO DE HIC Y LAS ALTE RACIONES EN LA COMPOSICIØN DE CERAS CUTICULARES 3E PRESUME QUE LAS ALTE RACIONES EN CUESTIØN PODRÓAN REDUCIR EL RADIO DE DIFUSIØN DE ALGÞN FACTOR INHIBIDOR DEL DESARROLLO ESTOMÈTICO SINTETIZADO EN LOS ESTOMAS O EN SUS PRECURSORES 3E SOSPECHA QUE LAS CÏLULAS EPI DÏRMICAS SITUADAS FUERA DEL RADIO DE ACCIØN DEL FACTOR INHIBIDOR INICIAN EL DESARROLLO ESTOMÈTICO 9 LO HACEN A TRAVÏS DE LA PRODUCCIØN DE NUEVO FACTOR CUYO RADIO DE DIFUSIØN DEBE DE SER NOTABLEMENTE MENOR QUE EL IMPLICADO EN LAS PLANTAS SILVESTRES %STA MERMA EN LA DIFUSIØN DEL FACTOR QUE EVITA LA FORMACIØN DE ESTOMAS Y QUE SE DEBE A LA PRESENCIA DE UNA CUTÓCULA ALTERADA DESENCADENA ASÓ SE CREE UN MAYOR ÓNDICE ESTO MÈTICO EN EL MUTANTE HIC ,A IDEA DE hINHIBICIØN LATERALv QUE SUBYACE BAJO ESTE MODELO FUE ADELANTADA POR % "àNNING Y ( 3AGROMSKY HACE MÈS DE MEDIO SIGLO $ESDE ENTONCES NO HEMOS AVANZADO UN MILÓMETRO EN EL INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
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9. UN RECEPTOR CELULAR SIN DOMINIO CITOPLASMATICO y una proteína aún sin identificar (FLP) impiden, respectivamente, la formación de grupos de estomas adyacentes y parejas de éstos. Para formar estomas en el hipocotilo y tallo floral se requiere también la intervención del receptor. Una subtilasa y una 3-cetoacil CoA sintetasa impiden el incremento del índice estomático. La segunda enzima, que cataliza la formación de ácidos grasos de cadena larga de las ceras de la cutícula, interviene cuando las plantas se cultivan bajo niveles elevados de CO2; por su parte, se exige la presencia de subtilasa para evitar la formación de estomas contiguos.
DESENTRA×AMIENTO DE LA NATURALEZA DE DICHO FACTOR INHIBIDOR %N UN SENCILLO EXPERIMENTO EL GRU PO DE & )AN 7OODWARD DE LA 5NI VERSIDAD DE 3HEFlELD INTRODUJO HOJAS MADURAS DE ! THALIANA EN CUBETAS Y LAS SOMETIØ A ALTAS CONCENTRACIONES DE #/ PPM DEJABA LAS HOJAS JØVENES A CONCENTRACIONES ACTUALES PPM #UANDO SE ANALIZØ EL PA TRØN ESTOMÈTICO DE LAS HOJAS JØVENES ENCLAUSTRADAS EN LA CUBETA SE ENCONTRØ UN ÓNDICE ESTOMÈTICO MUY BAJO EN COM PARACIØN CON EL EXHIBIDO POR PLANTAS CONTROL CULTIVADAS EN LA NATURALEZA A PPM ,AS HOJAS MADURAS PERCIBEN LOS ALTOS NIVELES DE #/ Y MANDAN ESA INFORMACIØN A LAS HOJAS JØVENES QUE SE DESARROLLABAN A PPM LAS CUALES RESPONDEN AJUSTANDO SU ÓNDICE ESTOMÈTICO COMO SI SE HUBIESEN DE SARROLLADO A PPM DE #/ #ULTIVARON TAMBIÏN PLANTAS CUYAS HOJAS MADURAS ENCERRADAS EN LA CU
BETA ESTUVIESEN EXPUESTAS A PPM Y LAS JØVENES A PPM %L ÓNDICE ESTOMÈTICO DE HOJAS JØVENES FUE SI MILAR AL DE PLANTAS CONTROL CULTIVADAS EN LA NATURALEZA A PPM 2ESULTA BA PUES EVIDENTE QUE LAS hSE×ALESv MODULADORAS DEL ÓNDICE ESTOMÈTICO VIAJAN DESDE LAS HOJAS MADURAS HACIA LAS JØVENES 3E IGNORA LA NATURALEZA DE ESTAS SE×ALES ,A CONCENTRACIØN ATMOSFÏRICA DE #/ NO CONSTITUYE EL ÞNICO FACTOR AMBIENTAL PERCIBIDO POR LAS HOJAS MA DURAS %STAS SON SENSIBLES TAMBIÏN A LA INTENSIDAD LUMÓNICA Y TRANSMITEN LA INFORMACIØN A LAS HOJAS EN DESARRO LLO QUE AJUSTAN EN CONSONANCIA SU ÓNDICE ESTOMÈTICO ,AS HOJAS JØVE NES DE PLANTAS CUYAS HOJAS MADURAS SE DESARROLLARON EN SOMBRA EXHIBEN UN ÓNDICE ESTOMÈTICO INFERIOR AL DE HOJAS CULTIVADAS BAJO ALTA INTENSIDAD LUMÓNICA Y SIMILAR AL DE PLANTAS CUL TIVADAS EN SOMBRA
La autora Laura Serna Hidalgo es profesora titular en la facultad de medio ambiente de la Universidad de Castilla-La Mancha en Toledo. Se formó en la Universidad Autónoma de Madrid y en el Instituto John Innes de Norwich. Su investigación se ha centrado en el control genético-molecular del desarrollo estomático en Arabidopsis thaliana.
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Bibliografía complementaria BIOLOGÍA VEGETAL: PLANTAS Y CO2, por Laura Serna y Carmen Fenoll, en Investigación y Ciencia, abril 2002. REINFORCING THE IDEA OF SIGNALLING IN THE STOMATAL PATHWAY. L. Serna y C. Fenoll en Trends in Genetics, vol. 18, págs. 597-600; 2002. THE ROLE OF STOMATA IN SENSING AND DRIVING ENVIRONMENTAL CHANGE. A. M. Hetherington y F. I. Woodward en Nature, vol. 424, págs. 901-908; 2003.
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Polarización del fondo cósmico de microondas Se buscan los secretos de la dinámica del universo primitivo en el brillo ancestral de la gran explosión Matthew Hedman
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N EL VERANO DE UN EQUIPO DE ASTRØNOMOS QUE TRABAJABA CON UN INSTRUMENTO INSTALADO EN EL POLO 3UR EL )NTERFERØMETRO DE %SCALA !NGULAR EN 'RADOS $!3) ANUNCIABA EL DESCUBRIMIENTO DE QUE EL RESCOLDO DE LA GRAN EXPLOSIØN LA RADIACIØN DEL FONDO CØSMICO DE MICROONDAS &#- ESTÈ LIGERAMENTE POLARIZADO ES DECIR QUE LOS CAMPOS ELÏCTRICOS DE LAS MICROONDAS CØSMICAS PRESENTAN UNA ORIENTACIØN PREFERENCIAL %N OTRAS PALABRAS LA SE×AL PROCEDENTE DEL ESPACIO PROFUNDO TIENE ASOCIADA UNA DE TERMINADA DIRECCIØN COMO LAS DIRECCIONES DE LAS SE×ALES DE LAS ESTACIONES DE RADIO QUE AFECTAN A LA RECEPCIØN POR UNA ANTENA QUE POSEA UNA ORIENTACIØN PARTICULAR $ESDE CINCO A×OS ANTES VENÓA YO TRABAJANDO EN LA MEDICIØN DE ESA ESQUIVA SE×AL 1UEDA MUCHO POR INVESTIGAR ANTES DE QUE LA PARTE POLARIZADA DEL &#- DESVELE TODOS SUS SECRETOS ,A COM PONENTE POLARIZADA ES EN EL MEJOR DE LOS CASOS CIEN MIL VECES MENOR QUE LA PORCIØN NO POLARIZADA DEL &#- POR LO QUE MEDIRLA RESULTA MUY DIFÓCIL Y REQUIERE PACIENCIA Y ATENCIØN .O OBSTANTE HAY TANTO QUE GANAR QUE VARIOS EQUIPOS ESTÈN EMPE×ADOS EN CONOCERLA MEJOR
Orígenes
$URANTE LOS PRIMEROS CIENTOS DE MILES DE A×OS TRAS LA GRAN EXPLOSIØN EL UNIVERSO CONTENÓA UN PLASMA CALIENTE UN MAR GASEOSO DE PARTÓCULAS DOTADAS DE CARGA %N LA MEZCLA COEXISTÓAN TAMBIÏN PARTÓCULAS DE LUZ O FOTONES ,OS FOTONES NO LLEGABAN MUY LEJOS DENTRO DEL PLASMA PRIMORDIAL LOS DISPERSABAN LOS ELECTRONES QUE SOMETI DOS A UN CALOR ABRASADOR NO SE LIGABAN A LOS PROTONES %STA DISPERSIØN FOTØNICA HACÓA QUE EL UNIVERSO NO FUESE TRANSPARENTE A LA LUZ !L IRSE EXPANDIENDO EL UNIVERSO EL PLASMA OCUPØ UN VOLUMEN CADA VEZ MAYOR Y POR LO TANTO SE ENFRIØ #UANDO 72
LA TEMPERATURA DEL UNIVERSO SE DESPLOMØ HASTA QUEDAR EN VARIOS MILES DE KELVIN LOS PROTONES Y LOS ELECTRONES SE RECOMBINARON Y FORMARON ÈTOMOS DE HIDRØGENO NEUTRO LOS FOTONES QUEDARON LIBRES PARA VIAJAR POR EL COSMOS %STE hDESACOPLAMIENTOv DE LA MATERIA Y LA RADIACIØN OCURRIØ CUANDO EL UNIVERSO CONTABA APENAS CON UNA EDAD DE A×OS !HORA UNOS MILLONES DE A×OS MÈS TARDE ESOS FOTONES CONTINÞAN VIAJANDO A TRAVÏS DEL UNIVERSO 3IN EMBARGO SU LONGITUD DE ONDA HA SEGUIDO AUMENTADO A MEDIDA QUE SE EXPANDÓA EL UNIVERSO HOY DÓA EL COSMOS ESTÈ SUMERGIDO EN UN DÏBIL BA×O DE FOTONES DE MICROON DAS LA RADIACIØN DEL &#- %L &#- ESTÈ PRESENTE POR TODO EL CIELO PERO NO SE PUEDE SENTIR NI VER PORQUE ES MUY DÏBIL CASI MIL MILLONES DE VECES MÈS TENUE QUE LAS MICROONDAS DE UN HORNO 0ESE A SU SUTILEZA ESTAS MICROONDAS ANCESTRALES CONTIENEN INFORMACIØN CRUCIAL SOBRE EL UNIVERSO PRIMITIVO 0OR FORTUNA EXISTEN DISPOSITIVOS ESPECIALIZADOS CAPACES DE RASTREAR ESE FONDO DE MICROONDAS %L &#- APARECE SIN CAMBIOS ISOTRØPICO ALLÈ DONDE SE MIRE 0ERO LOS INSTRUMENTOS MÈS SENSIBLES COMO $!3) PUEDEN MEDIR DIFERENCIAS MUY PEQUE×AS O ANISOTROPÓAS TANTO EN EL BRILLO COMO EN LA POLARIZACIØN DE LA RADIACIØN PROCE DENTE DE DISTINTOS PUNTOS DEL CIELO VÏASE LA lGURA 1UE EXISTAN ESTAS ANISOTROPÓAS REVELA QUE EL PLASMA DEL UNIVERSO PRIMITIVO NO ERA PERFECTAMENTE UNIFORME ,AS ANISOTROPÓAS DEL BRILLO Y DE LA POLARIZACIØN FUERON CAUSADAS EN EL PLASMA PRIMORDIAL POR FENØMENOS DIFE RENTES PROPORCIONAN PUES INFORMACIONES DISTINTAS SOBRE LA NATURALEZA DEL UNIVERSO PRIMITIVO ,AS VARIACIONES DE BRILLO OBSERVADAS EN EL &#- REmEJAN LAS DIFERENCIAS DE DENSIDAD EN EL PLASMA PRIMORDIAL EL PLASMA COMPRI MIDO TIENE UNA MAYOR TEMPERATURA Y BRILLA CON MAYOR INTENSIDAD ,AS MEDICIONES DE LAS ANISOTROPÓAS DEL BRILLO INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
COMO LAS REALIZADAS EN POR LA SONDA 7ILKINSON PARA EL %STUDIO DE LA !NISOTROPÓA DE LAS -ICROONDAS 7-!0 APORTAN INFORMACIØN SOBRE LA ESTRUCTURA Y LA COMPOSICIØN DEL UNIVERSO PRIMITIVO VÏASE LA lGURA 0OR OTRA PARTE LA ANISOTROPÓA DE LA POLARIZACIØN DEL &#- PODRÓA DESVELAR LA DINÈMICA DEL UNIVERSO PRIMITIVO EL MOVIMIENTO DEL MATERIAL EN EL PLASMA PRIMORDIAL Y EL NÞMERO DE ONDAS GRAVITATORIAS
#/24%3)! $% */(. +/6!#$!3)!MERICAN 3CIENTIST
La polarización
,A POLARIZACIØN DEL &#- SE ORIGINØ EN EL PLASMA PRIMORDIAL COMO CON SECUENCIA DE LA INTERACCIØN ENTRE LOS FOTONES Y LOS ELECTRONES LIBRES FENØ MENO LLAMADO hDISPERSIØN 4HOMSONv VÏASE LA lGURA #UANDO LA LUZ QUE DEBE RECORDARSE ES UNA ONDA ELECTROMAGNÏTICA INCIDE SOBRE UN ELECTRØN EL CAMPO ELÏCTRICO OSCI LANTE DE LA ONDA HACE QUE LA PAR TÓCULA DOTADA DE CARGA VIBRE EN EL PLANO PERPENDICULAR A LA DIRECCIØN DEL MOVIMIENTO DEL FOTØN ! SU VEZ EL ELECTRØN VIBRANTE GENERA UNA NUE VA ONDA ELECTROMAGNÏTICA EMITE LUZ %STA LUZ ESTÈ POLARIZADA A LO LARGO DE LA DIRECCIØN DE LA ACELERACIØN DEL ELECTRØN Y EN CONSECUENCIA SE HA LLARÈ POLARIZADA EN EL PLANO DE SU MOVIMIENTO 0OR TANTO AUN CUANDO INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
1. EL INTERFEROMETRO DE ESCALA ANGULAR DE GRADOS (DASI), instalado en la Antártida, fue el primer instrumento que detectó la polarización de la radiación del fondo cósmico de microondas; fue en 2002. Muchos otros instrumentos intentan ahora refinar las primeras mediciones. Se espera que esta información aporte luz sobre propiedades fundamentales del universo primitivo, como la dinámica y la composición del plasma primordial y la presencia de ondas gravitatorias. Los edificios principales de la estación Amundsen-Scott del polo Sur se aprecian en el horizonte.
LA LUZ INCIDENTE NO ESTÏ POLARIZADA LA LUZ DISPERSADA PODRÈ TENER UNA COM PONENTE POLARIZADA 3OBRE LOS ELECTRONES DE UN PLASMA INCIDEN FOTONES DESDE TODAS LAS DIREC CIONES 3I LA LUZ INCIDENTE NO POLARI ZADA BRILLA POR IGUAL EN CADA UNA DE ELLAS LA PARTÓCULA SE VERÈ EMPUJADA CON IDÏNTICA INTENSIDAD EN TODOS LOS EJES POSIBLES 0UESTO QUE EL ELECTRØN SE MOVERÓA DE LA MISMA FORMA POR TODOS LOS PLANOS LA LUZ DISPERSADA NO PRESENTARÓA NINGUNA POLARIZACIØN PROMEDIO 3IN EMBARGO SI LA LUZ INCI DENTE BRILLA MÈS A LO LARGO DE UN EJE QUE DE OTRO EL ELECTRØN SE DESPLAZARÈ MÈS EN UN PLANO QUE EN OTRO Y LA RADIACIØN EMITIDA ESTARÈ LINEALMENTE POLARIZADA VÏASE LA lGURA $E LA LUZ INCIDENTE CUYO BRILLO VARÓA DE ESTA MANERA SE DICE QUE TIENE UN MOMENTO CUADRUPOLAR 0OR LO TANTO UN MOMEN TO CUADRUPOLAR EN LA LUZ INCIDENTE GENERA UNA COMPONENTE POLARIZADA EN LA RADIACIØN DISPERSADA
%XISTEN DOS MECANISMOS CAPACES DE PROVOCAR MOMENTOS CUADRUPOLARES LOCALES LOS mUJOS MASIVOS DE PLASMA Y LAS ONDAS GRAVITATORIAS 0ARA REPRE SENTAR EL PROCESO A TRAVÏS DEL CUAL EL MOVIMIENTO MASIVO DEL PLASMA CREA UNA SE×AL POLARIZADA IMAGINEMOS QUE mUYE RADIALMENTE HACIA ALGÞN PUNTO Y QUE EN ESE mUJO HAY UN GRADIENTE DE VELOCIDAD VÏASE LA lGURA 3I CAMBIAMOS NUESTRO SISTEMA DE REFE RENCIA POR EL DE UN ELECTRØN AISLADO NOS PARECERÈ QUE EL PLASMA ENTORNO SE MUEVE HACIA NOSOTROS EN TODAS LAS DIRECCIONES 0UESTO QUE EL PLASMA SE DESPLAZA A ALTAS VELOCIDADES APARE CEN EFECTOS RELATIVISTAS LA PORCIØN DE PLASMA QUE AVANCE HACIA NOSOTROS NOS PARECERÈ MÈS BRILLANTE QUE UNA PORCIØN INMØVIL #UANTO MÈS RÈPIDO SE MUEVA EL PLASMA MÈS BRILLANTE LO VEREMOS 0UESTO QUE EL MATERIAL QUE SE DESPLAZA HACIA NOSOTROS POR DELANTE Y POR DETRÈS SE APROXIMA A UNA VELOCIDAD MAYOR QUE EL MATE 73
3. LAS ALTERACIONES DEL PLASMA PRIMORDIAL (izquierda) imprimieron variaciones en la radiación liberada durante el desacoplamiento, cuando el universo se hizo transparente. Los fotones de la radiación que detectamos se han estado dirigiendo hacia la Tierra desde el desacoplamiento, de ahí que parezca que se originaron en una envoltura esférica centrada en la Tierra (derecha). Las estructuras y los rasgos de diferentes escalas de longitud del universo primitivo se corresponden con distintas escalas angulares en el cielo.
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2. EL MAPA DEL FIRMAMENTO levantado por la sonda Wilkinson para el Estudio de la Anisotropía de las Microondas (WMAP) pone de manifiesto las variaciones de brillo (o temperatura) de la radiación del fondo cósmico de microondas (rojo, más caliente; azul, más frío). El brillo cambia en una parte en diez mil. Las diferencias de polarización son de un orden de magnitud menos; cuesta más medirlas. La radiación del fondo cósmico apareció 300.000 años después de la gran explosión, cuando el universo se hizo transparente a la luz. Las variaciones de brillo y polarización de esta radiación guardan los secretos de la densidad y del comportamiento de la materia durante la infancia del universo. La sonda WMAP ya ha facilitado datos de la polarización; pronto se anunciarán mediciones más precisas.
CONSECUENCIA LA LUZ QUE SE DESPLAZA EN LAS DOS DIRECCIONES ORTOGONALES PRESENTARÈ BRILLOS DIFERENTES Y UN MO MENTO CUADRUPOLAR #UANDO ESTA LUZ INCIDA SOBRE UN ELECTRØN SE EMITIRÈ UNA ONDA DE LUZ POLARIZADA
Los flujos frente a las ondas
%L MOVIMIENTO MASIVO DEL MATERIAL EN EL UNIVERSO PRIMITIVO GUARDØ ESTRE CHA RELACIØN CON LAS ANISOTROPÓAS DE DENSIDAD DEL PLASMA PRIMORDIAL POR
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LA SENCILLA RAZØN DE QUE EL MODO EN QUE SE DESPLAZA EL MATERIAL DETERMINA SU DESTINO %N CAMBIO LA PRESENCIA O AUSENCIA DE ONDAS GRAVITATORIAS EN EL UNIVERSO PRIMITIVO DEPENDE DE UNOS SUCESOS DE LOS QUE SE SABE POCO ACONTECIDOS DURANTE UNA PE QUE×A FRACCIØN DE NANOSEGUNDO TRAS LA GRAN EXPLOSIØN 0OR TANTO UNA DE LAS SE×ALES POLARIZADAS LA PROCEDENTE DE LOS mUJOS DE PLASMA DEBE SER COMPATIBLE CON EL BRILLO OBSERVADO
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.!3!7-!0 3#)%.#% 4%!- ARRIBA "!2"!2! !5,)#)./ ABAJO !MERICAN 3CIENTIST
RIAL DE LOS LADOS HABRÈ UN MOMENTO CUADRUPOLAR EN LA INTENSIDAD DE LA RADIACIØN INCIDENTE SOBRE EL ELECTRØN %N CONSECUENCIA LA LUZ DISPERSADA POR EL ELECTRØN TENDRÈ UNA COMPO NENTE POLARIZADA $E ESTA FORMA LOS CAMBIOS DE LA VELOCIDAD DEL PLASMA CONDUCEN A EMISIONES POLARIZADAS ,OS MOVIMIENTOS MASIVOS DE PLAS MA PUEDEN ESTUDIARSE EN UN LABORA TORIO ,AS ONDAS GRAVITATORIAS CONS TITUYEN UN MECANISMO MÈS SINGULAR DE GENERAR MOMENTOS CUADRUPOLARES #ONSISTEN EN DISTORSIONES QUE SE PRO PAGAN LIBREMENTE POR EL ESPACIO Y EL TIEMPO PREDICHAS POR LA 4EORÓA 'ENERAL DE LA 2ELATIVIDAD DE %INSTEIN #UANDO PASA UNA ONDA GRAVITATORIA EL ESPACIO SE ESTIRA Y SE ACHATA AL TERNATIVAMENTE A LO LARGO DE DOS EJES ORTOGONALES VÏASE LA lGURA ,OS FOTONES QUE SE PROPAGARAN POR UNA DI RECCIØN VERTICAL SE APROXIMARÓAN ENTRE SÓ MIENTRAS QUE LOS QUE SE PROPAGA SEN HORIZONTALMENTE SE SEPARARÓAN %N
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QUE REmEJA LAS VARIACIONES DE DEN SIDAD MIENTRAS QUE LA OTRA SE×AL LA DE LAS ONDAS GRAVITATORIAS DEBE TODAVÓA MEDIRSE PARA COMPROBAR SI QUIERA QUE EXISTE EN REALIDAD 0ERO PODEMOS ESTUDIAR LAS DOS SE×ALES POR SEPARADO PORQUE LOS mUJOS MASIVOS Y LAS ONDAS DE GRAVEDAD PRODUCEN EN EL CIELO LUZ POLARIZADA CON CARACTE RÓSTICAS DIFERENTES %N PRINCIPIO PODRÓAN OBSERVARSE VARIOS PATRONES DIFERENTES DE SE×A LES POLARIZADAS ,OS PATRONES QUE NO CAMBIAN EN UNA REmEXIØN ESPECULAR SE LLAMAN MODOS % MIENTRAS QUE LOS QUE SÓ CAMBIAN SE DENOMINAN MODOS " VÏASE LA lGURA ,OS mUJOS MA SIVOS DE PLASMA NO PUEDEN GENERAR LOS MODOS " SU GENERACIØN REQUIERE COMPLEJOS mUJOS CIRCULARES QUE NO PUDO HABER EN EL PLASMA PRIMORDIAL 0OR EL CONTRARIO LAS ONDAS GRAVITATO RIAS CREAN MODELOS % Y " CON PAREJA ElCIENCIA $E AHÓ QUE QUEPA DISTIN GUIR ENTRE LAS DOS FUENTES MEDIANTE LA CUANTIlCACIØN DE LAS SE×ALES DE LOS MODOS % Y " 0UESTO QUE LA POLA RIZACIØN DEBIDA A LOS mUJOS MASIVOS ES MÈS INTENSA QUE LA DEBIDA A LAS ONDAS GRAVITATORIAS LOS PATRONES DE MODO % MIDEN ElCAZMENTE EL mUJO Y EL REmUJO DEL PLASMA PRIMORDIAL MIENTRAS QUE LOS PATRONES DE MODO " INFORMAN SOBRE EL ESTIRAMIENTO Y ACHATAMIENTO DEL ESPACIO TIEMPO
4. LA RADIACION ELECTROMAGNETICA NO POLARIZADA consiste en la oscilación de campos eléctricos perpendiculares a la dirección de propagación, pero, por lo demás, con una orientación aleatoria. El paso de esta radiación a través de un filtro especial polariza la luz, de forma que los campos eléctricos se orientan en una única dirección preferencial.
%N LA PRÈCTICA NO RESULTA TAN SEN CILLO SEPARAR LAS SE×ALES DEBIDAS A LOS mUJOS MASIVOS DE LAS SE×ALES CAUSA DAS POR LAS ONDAS GRAVITATORIAS ,OS FOTONES HAN ESTADO VIAJANDO POR EL UNIVERSO DURANTE MILLONES DE A×OS HAN PASADO POR DISTINTOS AVATA RES QUE PODRÓAN HABER CONTAMINADO LOS DATOS .O SABEMOS SI TALES FENØ MENOS IMPEDIRÈN LA DETECCIØN DE LAS ONDAS DE GRAVEDAD
5. LA DISPERSION THOMSON entre los electrones libres y los fotones generó, en el plasma primordial, radiación polarizada. Cuando la radiación incide sobre un electrón (bola roja), la onda electromagnética provoca la oscilación del electrón en un plano
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Extracción de la información
%L FONDO CØSMICO DE MICROONDAS ES UNA PODEROSA HERRAMIENTA PARA EL ES TUDIO DEL UNIVERSO PRIMITIVO NO SØLO PORQUE LAS VARIACIONES EN EL BRILLO Y EN LA POLARIZACIØN GUARDEN UNA RELACIØN DIRECTA CON LA DENSIDAD EL MOVIMIENTO Y EL CONTENIDO DE ONDAS DE GRAVEDAD DEL PLASMA PRIMORDIAL SINO TAMBIÏN PORQUE LAS PROPIEDA DES Y LA DINÈMICA DEL UNIVERSO A LA
perpendicular a la dirección del fotón incidente. El electrón oscilante emitirá luz polarizada en el plano en que se mueve. De este modo se crea radiación polarizada, se halle polarizada la radiación incidente (derecha) o no (izquierda).
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EDAD DE A×OS FUERON MENOS COMPLEJAS QUE LAS DE OTROS SISTEMAS ASTROFÓSICOS POR EJEMPLO MENOS QUE LAS DE UNA GALAXIA ESPIRAL %STA SIM PLICIDAD SE APRECIA EN EL MAPA DE LAS ANISOTROPÓAS DE BRILLO DEL &#- PRODUCIDO POR 7-!0 QUE MUESTRA MANCHAS CALIENTES Y FRÓAS DE TAMA×OS Y FORMAS DIVERSOS PERO DONDE NO EXISTE NINGUNA ESTRUCTURA CLARA COMO ARCOS O BRAZOS ESPIRALES .O CUESTA DEMASIADO CUANTIlCAR Y ANALIZAR LAS ANISOTROPÓAS PORQUE PESE A QUE EXISTEN MANCHAS CALIENTES Y FRÓAS EN UN AMPLIO RANGO DE ESCALAS LAS AMPLITUDES DE LAS VARIACIONES SON PEQUE×AS %L BRILLO CAMBIA EN UNA PARTE EN DIEZ MIL LA POLARIZACIØN EN UN ORDEN DE MAGNITUD MENOS ,O QUE QUIERE DECIR QUE LAS VARIACIONES EN LA DENSIDAD Y EL MOVIMIENTO DEL PLASMA FUERON EN AMBOS CASOS MÓNIMAS ,A DEBILIDAD DE LAS VARIACIONES DIlCULTA SU DETECCIØN PERO PERMITE SIMPLIl CAR LAS ECUACIONES QUE DESCRIBEN EL MOVIMIENTO DEL PLASMA PRIMORDIAL %N CONCRETO LAS VARIACIONES EN UNA ESCALA NO AFECTARON A LAS OTRAS ESCA LAS 0OR TANTO PODEMOS CONSIDERAR LAS 76
VARIACIONES EN UNA ESCALA DETERMINA DA DE MANERA INDEPENDIENTE COMO SI LAS OTRAS VARIACIONES NO HUBIERAN OCURRIDO ,AS ANISOTROPÓAS DEL &#- ACOSTUM BRAN REPRESENTARSE POR MEDIO DE UN ESPECTRO DE POTENCIAS UNA GRÈlCA QUE MUESTRA LA AMPLITUD DE LAS VARIACIO NES EN FUNCIØN DE LA ESCALA VÏASE LA lGURA ,AS PREDICCIONES DE LOS MODELOS COSMOLØGICOS Y LOS DATOS PROCEDENTES DE LOS EXPERIMENTOS RE VELAN VARIAS ESTRUCTURAS CADA UNA DE LAS CUALES FUE CAUSADA POR PROCESOS FÓSICOS DISTINTOS 0ARA HACERNOS UNA IDEA DE TALES PROCESOS IMAGINEMOS UNA VARIACIØN EN UNA ESCALA ÞNICA EN LA CUAL LA DENSIDAD DEL PLASMA PRIMORDIAL CAMBIE CON LA POSICIØN DE MANERA SINUSOIDAL ,A AMPLITUD DE LA mUCTUACIØN LA DIFERENCIA DE DENSIDAD ENTRE LAS REGIONES MÈS Y ME NOS DENSAS CAMBIARÈ CON EL TIEMPO BAJO LA INmUENCIA DE DOS FUERZAS LA PRESIØN Y LA GRAVEDAD ,A GRAVEDAD TIENDE A ARRASTRAR EL MATERIAL HACIA LAS REGIONES MÈS DENSAS AUMENTANDO LA MAGNITUD DE LA VARIACIØN DE DEN SIDAD ,A PRESIØN ACTÞA EN SENTIDO
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6. DE UNA RADIACION INCIDENTE que brille más a lo largo de un eje (izquierda) que a lo largo de otro (arriba) se dice que presenta un momento cuadrupolar. Cuando esta luz incide sobre un electrón (bola roja), la partícula dotada de carga oscila más en un plano que en el otro y, por tanto, dispersa una radiación parcialmente polarizada. Los momentos cuadrupolares de la radiación del plasma primordial produjeron radiación polarizada (véanse las figuras 7 y 8).
OPUESTO LLEVANDO EL MATERIAL FUERA DE LAS REGIONES DENSAS Y REDUCIENDO LA DIFERENCIA DE DENSIDAD ,OS EFECTOS DE ESTAS DOS FUERZAS DEPENDERÈN NOTABLEMENTE DE LA ESCALA DE LA mUCTUACIØN YA QUE EL UNIVERSO EN CUALQUIER INSTANTE DE SU HISTORIA PRESENTA UNA LONGITUD INTRÓNSECA LLA MADA HORIZONTE LA DISTANCIA QUE LA LUZ HA VIAJADO EN EL TIEMPO DESDE LA GRAN EXPLOSIØN 3I LA LONGITUD DE ONDA DE LA mUCTUACIØN ES MUCHO MAYOR QUE EL HORIZONTE A CUALQUIER ELECTRØN DEL PLASMA EL UNIVERSO LE PARECERÈ PRÈCTI CAMENTE HOMOGÏNEO Y EL PLASMA NO TENDERÈ A MOVERSE 0ERO SI LA LONGITUD DE ONDA DE LA mUCTUACIØN ES MUCHO MENOR QUE EL HORIZONTE LOS ELECTRONES hVERÈNv REGIONES DE DISTINTA DENSIDAD QUEDARÈN PUES SUJETOS A LAS FUERZAS QUE LOS EMPUJARÈN HACIA LAS REGIONES MÈS DENSAS GRAVEDAD O HACIA LAS MENOS DENSAS PRESIØN 0OR TANTO LAS VARIACIONES DE ESCALA MAYORES QUE EL HORIZONTE NO CAMBIARÈN APENAS CON EL TIEMPO MIENTRAS QUE LAS VARIACIONES MENORES EVOLUCIONARÈN A MEDIDA QUE EL PLASMA SE MUEVA EN RESPUESTA A LAS FUERZAS DE GRAVEDAD Y PRESIØN %L HORIZONTE CRECE CON LA EXPAN SIØN DEL UNIVERSO EN EL MOMENTO DEL DESACOPLAMIENTO CUANDO LOS FOTONES DEL &#- SE LIBERARON DEL PLASMA PRIMORDIAL EL UNIVERSO ERA MÈS PEQUE×O QUE AHORA 0OR TANTO EL &#- CONTIENE INFORMACIØN SO BRE LAS VARIACIONES MAYORES Y ME NORES QUE EL HORIZONTE 0UESTO QUE LAS VARIACIONES MAYORES APENAS HAN CAMBIADO CON RESPECTO A SU ESTADO INICIAL REVISTEN PARTICULAR INTERÏS EN LA INVESTIGACIØN DE LAS PROPIEDADES DEL UNIVERSO PRIMITIVO 3IN DUDA LA POLARIZACIØN DEBIDA A LAS ONDAS DE GRAVEDAD ES MÈS DETECTABLE A ESCALAS GRANDES 3IN EMBARGO PUESTO QUE EL PLASMA APENAS SE MOVÓA A DICHAS ESCALAS LA POLARIZACIØN DEBIDA A LOS mUJOS MASIVOS ES MUY PEQUE×A ,AS VARIACIONES A ESCALAS MÈS CORTAS QUE LA ESCALA DEL HORIZONTE EN EL DESACOPLAMIENTO CAMBIARON SU ESTADO INICIAL CUANDO EL HORIZONTE CRECIØ MÈS QUE LA LONGITUD DE ONDA DE LA mUCTUACIØN %N ESTE MOMENTO LAS REGIONES DE DENSIDAD DISTINTA SE HALLABAN EN CONTACTO Y EL PLASMA SE MOVÓA EN RESPUESTA A LA GRAVEDAD Y A LA PRESIØN ANTES DE QUE LOS FOTO NES SE DESACOPLARAN %STAS ESCALAS PROPORCIONAN INFORMACIØN SOBRE LAS PROPIEDADES DINÈMICAS DEL PLASMA
7. LAS DIFERENTES VELOCIDADES DEL FLUJO DEL PLASMA PRIMORDIAL (flechas rojas) actuaron como polarizadores de la radiación del fondo cósmico. Imaginemos un plasma que fluyera a través de un embudo y fuera frenándose a medida que se acerca a su destino (izquierda). Un electrón del interior del plasma “ve” que el plasma que le rodea se desplaza hacia él a velocidades diferentes: más rápido desde la izquierda y la derecha, más despacio desde arriba y abajo; es decir, las
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TALES COMO LA DENSIDAD DE MASA Y LA VELOCIDAD DEL SONIDO QUE DEPENDEN EN BUENA MEDIDA DE LA COMPOSICIØN DEL UNIVERSO PRIMITIVO ,A PUGNA ENTRE LAS FUERZAS DE GRA VEDAD Y LA PRESIØN PROVOCA LA OSCILA CIØN DEL PLASMA HACIA FUERA Y HACIA EL INTERIOR DE LAS REGIONES DENSAS %STAS OSCILACIONES MODIlCAN LAS VARIACIONES DE BRILLO Y GENERAN UNA CONSIDERABLE
velocidades relativas tienen un momento cuadrupolar (derecha). Puesto que el plasma primordial se movía a velocidades altas, aparecen ciertos fenómenos relativistas: cuanto más rápido se aproxime el plasma, más brillante parecerá. En consecuencia, existe un momento cuadrupolar en la intensidad de la radiación que incide sobre el electrón; la radiación dispersada por la partícula cargada presentará una componente polarizada (véase la figura 6).
POLARIZACIØN POR MEDIO DE LOS MOVI MIENTOS MASIVOS DEL PLASMA EN EL ES PECTRO DE POTENCIAS APARECE UNA SERIE DE PICOS Y VALLES (AY UNA RELACIØN SIMPLE Y DIRECTA ENTRE LAS VARIACIONES DE LA VELOCIDAD Y LA DENSIDAD DE UN PLASMA OSCILANTE ANÈLOGA A LA RELACIØN ENTRE LA POSICIØN Y LA VELOCIDAD DE UNA MASA EN UN RESORTE %N CONSE CUENCIA A ESAS ESCALAS LAS VARIACIONES
8. LAS ONDAS DE GRAVEDAD del universo primitivo debieron de estirar y aplanar el plasma primordial a lo largo de dos ejes ortogonales. Cuando la forma de una región se distorsiona, la densidad y las longitudes de onda de los fotones que se desplazan a lo largo de los
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DE LA POLARIZACIØN Y DEL BRILLO DEL &#- SE ENCUENTRAN ESTRECHAMENTE ACOPLADAS ,AS VARIACIONES DEL &#- EXPERI MENTARON MÈS CAMBIOS DURANTE EL DESACOPLAMIENTO Y POSTERIORMENTE AL MISMO NO SE TRATØ DE UN PROCESO INSTANTÈNEO -IENTRAS SE PRODUCÓA LOS FOTONES VIAJARON DISTANCIAS lNITAS ENTRE DISPERSIONES Y POR TANTO CANCE
ejes se modifican también. Esta distorsión pudo producir un momento cuadrupolar en el brillo (sombreado) de la radiación del plasma y polarizar, pues, la radiación del fondo cósmico (véase la figura 6). No se han detectado ondas gravitatorias en la señal polarizada.
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ESENCIALMENTE PROPORCIONALES A LAS ESCALAS DE LONGITUD DEL UNIVERSO TEM PRANO 3I EL UNIVERSO NO ESTUVIERA EN EXPANSIØN Y SE ATUVIERA A UNA SIM PLE GEOMETRÓA EUCLÓDEA LA CONSTANTE DE PROPORCIONALIDAD VENDRÓA lJADA POR EL RADIO DE LA ESFERA 3IN EM BARGO EL UNIVERSO SE HA EXPANDIDO DESDE QUE SE LIBERARON LOS FOTONES Y LA GEOMETRÓA DEL UNIVERSO PODRÓA NO SER EXACTAMENTE EUCLIDIANA %N CONSECUENCIA LA ESCALA ANGULAR DE LOS RASGOS EN EL &#- DEPENDE TAMBIÏN DE LA GEOMETRÓA Y DE LA HISTORIA DE LA EXPANSIØN DEL UNIVERSO ! PESAR DE QUE 7-!0 Y OTROS EXPERIMENTOS OBSERVAN AHORA Y MIDEN MUCHOS RASGOS DEL ESPECTRO DE PO TENCIAS DE LAS ANISOTROPÓAS DEL BRILLO SØLO SE ACABA DE EMPEZAR A ABORDAR LA POLARIZACIØN DEL &#- ,OS DATOS PO LARIMÏTRICOS CARECEN DE LA PRECISIØN SUlCIENTE PARA MOSTRAR CON CLARIDAD LOS PATRONES PREDICHOS O DEMOSTRAR CON CONTUNDENCIA QUE LOS DATOS DE
9. DOS PATRONES DE SEÑALES POLARIZADAS puede haber en el fondo cósmico de microondas. El patrón de modos E presenta simetría especular, tal y como se aprecia en las reflexiones de abajo, mientras que los modos B cambian cuando se reflejan en un espejo. Los flujos masivos del plasma primordial generaron sólo modos E; las ondas de gravedad habrían producido los dos patrones. Cada barra representa la señal polarizada en un punto del cielo. La longitud de la barra corresponde al tamaño de la señal y su orientación indica la dirección de polarización.
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BRILLO CONCUERDAN CON LA POLARIZA CIØN ESPERADA %S MÈS NI SIQUIERA SE HA DETECTADO LA ESQUIVA SE×AL DE LAS ONDAS DE GRAVEDAD
Medición de la polarización
3E EMPLEAN VARIOS PROCEDIMIENTOS PARA EXTRAER LA DÏBIL SE×AL DE LA PO LARIZACIØN DE LA MÈS INTENSA RADIACIØN NO POLARIZADA #ADA MÏTODO PRESENTA SUS PROPIOS PUNTOS FUERTES Y SUS PRO PIAS DIlCULTADES PERO TODOS COMPAR TEN CIERTAS CARACTERÓSTICAS BÈSICAS 4ODAS LAS TÏCNICAS MIDEN LA DIFE RENCIA EN LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELÏCTRICO A LO LARGO DE DOS EJES OR TOGONALES ,AS MEDIDAS DIFERENCIA LES SON COMUNES EN POLARIMETRÓA Y PARTICULARMENTE ÞTILES EN ESTE CON TEXTO PORQUE LA RESTA DE DOS SE×ALES ORTOGONALES CANCELA EN PRINCIPIO LA COMPONENTE NO POLARIZADA 3IN EM BARGO PUESTO QUE LA SE×AL POLARIZADA ES MUY PEQUE×A NO PODEMOS ESTAR SEGUROS DE QUE LA DIFERENCIA MEDIDA CON EL INSTRUMENTO NO VENGA CAUSADA POR ALGUNA ASIMETRÓA DEL EQUIPO ,A ROTACIØN PERIØDICA DEL EQUIPO PERMITI RÓA ELIMINAR DE LA SE×AL REAL DEL CIELO LA CONTRIBUCIØN INSTRUMENTAL PERO EN LA PRÈCTICA LA ROTACIØN COMPLETA DEL INSTRUMENTO ES COMPLICADA POR LO QUE SE EMPLEAN TÏCNICAS INTELIGENTES PARA MODULAR LA RADIACIØN POLARIZADA ENTRANTE Y SEPARAR LA SE×AL REAL DE LOS ARTEFACTOS INSTRUMENTALES (AY QUE TENER ADEMÈS MUCHA PA CIENCIA PORQUE LA SE×AL ES DEMASIA DO PEQUE×A PARA MEDIRLA CON RAPIDEZ 3ØLO SE PUEDE RECOGER UN NÞMERO lNITO DE FOTONES POR SEGUNDO LA SE×AL ESTÈ CON FRECUENCIA DOMINA DA POR mUCTUACIONES ALEATORIAS 0OR TANTO SE DEBE REPETIR LA MEDICIØN DURANTE MUCHOS SEGUNDOS PARA QUE LAS VARIACIONES ALEATORIAS SE ANULEN Y QUEDE SØLO LA SE×AL REAL DE LA POLARIZACIØN )NCLUSO CON LOS MEJO RES INSTRUMENTOS SE REQUIEREN HORAS PARA DETECTAR LA SE×AL DOMINANTE PROCEDENTE DEL MOVIMIENTO MASIVO DEL PLASMA PRIMORDIAL #ARACTERIZAR POLARIZACIØN Y DETECTAR LAS ONDAS GRAVITATORIAS PRIMORDIALES REQUIEREN A×OS DE OBSERVACIØN 6ARIOS EQUIPOS DE INVESTIGACIØN CONSTRUYEN HOY GRANDES REDES DE POLARÓMETROS CON EL lN DE ACELERAR LAS OBSERVACIONES 0UESTO QUE CIEN POLARÓMETROS PUEDEN VER EN UN DÓA LO QUE UN DETECTOR RECOGERÓA EN CIEN DÓAS ESTAS REDES SE CONVERTIRÈN EN INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
"!2"!2! !5,)#)./!MERICAN 3CIENTIST
LARON CUALQUIER VARIACIØN ACONTECIDA A MENOR ESCALA 4RAS EL DESACOPLA MIENTO ALGUNOS FOTONES FUERON DIS PERSADOS POR EL PLASMA TENUE PRODU CIDO POR LAS ESTRELLAS Y OTROS OBJETOS LUMINOSOS Y OTROS SE DESVIARON AL PASAR CERCA DE OBJETOS DE GRAN MASA %STOS FENØMENOS ALTERARON DE FORMA PARTICULAR LAS SE×ALES DE LA POLARIZA CIØN A GRAN Y A PEQUE×A ESCALA DE AHÓ QUE LAS OBSERVACIONES DEL &#- PERlLEN CIERTAS CARACTERÓSTICAS DEL UNI VERSO TRAS EL DESACOPLAMIENTO !UNQUE LA FÓSICA QUE DETERMINA LAS ESTRUCTURAS Y LAS PROPIEDADES DEL PLASMA PRIMORDIAL DEPENDE DE LA ESCALA DE LA LONGITUD DE LAS VARIA CIONES ÏSTAS SE MIDEN EN LA PRÈCTICA POR SU ESCALA ANGULAR SOBRE EL CIELO $ESDE EL DESACOPLAMIENTO LOS FOTO NES SE HAN VENIDO DIRIGIENDO HACIA NOSOTROS PARECEN PUES ORIGINARSE EN UNA ENVOLTURA ESFÏRICA CENTRADA EN LA 4IERRA VÏASE LA lGURA ,AS ESCALAS ANGULARES DEL CIELO PUES SON
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10. LAS ANISOTROPIAS DEL BRILLO (izquierda) y de la polarización de modo E (derecha) del fondo cósmico de microondas se pueden cuantificar con un espectro de potencias, que muestra la amplitud de las variaciones a diferentes escalas angulares. Aquí se comparan las predicciones teóricas con los resultados de varios instrumentos. En el universo primitivo, cada proceso tenía su importancia a una determinada escala; los rasgos correspondientes a diferentes escalas angulares remiten, pues, a fenómenos diversos acontecidos en el plasma primordial. A grandes escalas angulares (mayores que 2 grados), las variaciones reflejan las condiciones de los primeros momentos del universo. La polarización de modo E es pequeña, lo que indica que el plasma
PODEROSAS HERRAMIENTAS PARA EL ESTU DIO DE LA POLARIZACIØN PRIMORDIAL EN CUANTO COMIENCEN A FUNCIONAR A LO LARGO DE LOS PRØXIMOS A×OS %L FONDO CØSMICO DE MICROONDAS NO ES LA ÞNICA FUENTE DE MICROONDAS POLARIZADAS ,OS ELECTRONES Y EL POLVO DEL INTERIOR DE NUESTRA GALAXIA Y DE LOS OBJETOS EXTRAGALÈCTICOS POLARIZAN TAMBIÏN LA RADIACIØN A LAS LONGITUDES DE ONDA DEL &#- !UNQUE ESTAS SE×A LES POLARIZADAS PUDIERAN SER DÏBILES NO ESTÈ CLARO SI DEBEN DESPRECIARSE EN PARTICULAR CUANDO SE TRATA DE DE TECTAR LA TENUE SE×AL DE LAS ONDAS GRAVITATORIAS !FORTUNADAMENTE LOS ESPECTROS DE FRECUENCIA DE ESTAS OTRAS FUENTES DIlEREN DEL ESPECTRO DEL &#- POR ESO SE ESTÈ PLANEANDO MEDIR LA POLARIZACIØN COSMOLØGICA EN VARIAS LONGITUDES DE ONDA %STAS OBSERVACIONES DEBERÓAN IDENTIlCAR DI CHO RUIDO Y AISLARLO DE LAS SE×ALES DE ORIGEN COSMOLØGICO 1UEDA MUCHO CAMINO POR RECO RRER EN EL ESTUDIO DE LA POLARIZACIØN DEL &#- !UN ASÓ SE HA PROGRESA DO BASTANTE %N SEPTIEMBRE DE VARIOS GRUPOS EXPERIMENTALES LOS DE $!3) EL #ARTØGRAFO DE LA 0OLA RIZACIØN DE LA !NISOTROPÓA #ØSMICA #!0-!0 Y EL #READOR DE )MÈGE INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
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fluía poco, pero si las ondas de gravedad existieron, deberían manifestarse a esta escala. A escalas intermedias (de 2 grados a 0,2 grados), una serie de picos y valles reflejan las oscilaciones del plasma primordial. Los picos de las variaciones de brillo se identifican con grandes variaciones de densidad en el momento del desacoplamiento, mientras que los picos en la polarización indican que el material se desplazaba rápidamente. Las variaciones de las escalas angulares más pequeñas (menos de 0,2 grados) disminuyen porque durante el desacoplamiento los fotones recorrieron distancias finitas entre una dispersión y la siguiente, borrando las variaciones de pequeña escala. Las dos gráficas se han realizado a distinta escala.
NES DEL &ONDO #ØSMICO #") HI CIERON PÞBLICAS LAS NUEVAS MEDIDAS DE LA POLARIZACIØN DEL &#- ,OS CIENTÓlCOS DEL 7-!0 ANUNCIARÈN PRONTO SUS RESULTADOS $URANTE LOS ÞLTIMOS MESES VARIOS GRANDES PRO YECTOS NUEVOS COMO EL %XPERIMENTO
#READOR DE )MÈGENES 15 15)%4 Y 15%34 DE $!3) 1UA$ HAN IN CREMENTADO SUS ESFUERZOS %STOS Y OTROS EXPERIMENTOS PROPORCIONARÈN NUEVOS RESULTADOS INTERESANTES Y QUI ZÈ SORPRENDENTES SOBRE LA DINÈMICA DEL UNIVERSO PRIMITIVO
El autor Matthew Hedman es investigador asociado del departamento de astronomía de la Universidad Cornell. Participó en la detección de la polarización del fondo cósmico de microondas en sus años de doctorando de la Universidad de Princeton y, luego, siendo ya investigador del Centro de Física Cosmológica (hoy Instituto Kavli de Física Cosmológica) de la Universidad de Chicago. Actualmente se ocupa del análisis de los datos enviados por la nave Cassini desde Saturno. ©American Scientist Magazine.
Bibliografía complementaria FIRST-YEAR WILKINSON MICROWAVE ANISOTROPY PROBE (WMAP) OBSERVATIONS: PRELIMINARY MAPS AND BASIC RESULTS. C. L. Bennett et al. en The Astrophysical Journal Supplement Series, vol. 148, págs. 1-27; 2003. POLARIZATION OBSERVATIONS WITH THE COSMIC BACKGROUND IMAGER. A. C. S. Redhead et al. en Science, vol. 306, págs. 836-844; 2004. FIRST MEASUREMENTS OF THE POLARIZATION OF THE COSMIC MICRO-WAVE BACKGROUND AT SMALL ANGULAR SCALES FROM CAPMAP. D. Barkats et al. en Astrophysical Journal Letters, vol. 619, pág. L127; 2005. DASI THREE-YEAR COSMIC MICROWAVE BACKGROUND POLARIZATION RESULTS. E. M. Leitch, J. M. Kovac, N. W. Halverson, J. E. Carlstrom, C. Pryke y M. W. E. Smith en The Astrophysical Journal, vol. 624, págs. 10-20; 2005.
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J UEGOS MATEMÁTICOS %
Finalmente... sudoku
RA INEVITABLE .O PODÓA PASAR UN MES MÈS SIN QUE EL FAMOSO SUDOKU APARECIERA EN ESTAS PÈGINAS %L hPASATIEMPO DEL VERANOv HA SIDO SIN DUDA ESTE SENCILLO ROMPECABEZAS DE ORIGEN JAPONÏS QUE LLEVA YA VARIOS A×OS CAUSANDO FUROR EN EL 2EINO 5NIDO Y QUE EN POCOS MESES SE HA HECHO UN HUECO EN LAS PÈGINAS DE CASI TODOS LOS PERIØDICOS DE NUESTRO PAÓS 0ODEMOS RECIBIR SUDOKUS INCLUSO EN EL TELÏFONO MØVIL %L SUDOKU POR SI ALGUIEN AÞN NO LO SABE CONSISTE EN RELLENAR UN TABLERO CUADRADO DE CASILLAS COMO EL DE LA lGURA CON NÞMEROS DEL AL DE MODO QUE NO SE REPITA NINGÞN NÞMERO EN CADA lLA EN CADA COLUMNA Y EN CADA UNO DE LOS BLOQUES DE CASILLAS DE LIMITADOS POR LÓNEAS GRUESAS #ADA SUDOKU SE PRESENTA CON ALGUNAS CIFRAS YA COLOCADAS QUE DETERMINAN DE FORMA UNÓVOCA EL RESTO DEL TA BLERO !UNQUE SE UTILICEN NÞMEROS PARA RELLENAR LAS CASILLAS EL SUDOKU NO TIENE NADA QUE VER CON LA ARIT MÏTICA SE TRATA DE UN ROMPECABE ZAS DE PURA LØGICA EN LUGAR DE NÞMEROS PODRÓAN UTILIZARSE LETRAS O COLORES ,A CLAVE PARA RESOLVERLO ES ENCONTRAR CASILLAS EN DONDE NECESARIAMENTE DEBE ESCRIBIRSE UN NÞMERO DETERMINADO %N EL SUDOKU DE LA lGURA POR EJEMPLO EL DEL BLOQUE INFERIOR IZQUIERDA DEBE ESTAR EN LA CASILLA CENTRAL YA QUE EL RESTO DE LAS lLAS Y COLUMNAS TIENEN YA UN %STA ES UNA DEDUCCIØN NO MUY COMPLICADA %N OCASIONES HAY QUE TENER EN CUENTA MÈS POSIBILIDA DES E INCOMPATIBILIDADES HASTA DAR CON EL NÞMERO QUE NECESARIAMENTE SE DEBE COLOCAR EN UNA CIERTA CASILLA #ADA SUDOKU TIENE SU NIVEL DE DIlCULTAD DESDE hMUY FÈCILv HASTA hDIABØLICOv QUE SUELE SER MÈS ALTO CUANTO MENOS NÞMEROS SE PRESENTAN INICIALMENTE AUNQUE NO SIEMPRE ES ASÓ ! PESAR DE SU SENCILLEZ EL SUDOKU PLANTEA ALGUNOS PROBLEMAS MATEMÈTICOS Y LØGICOS BASTANTE COMPLICA DOS zCUÈNTOS SUDOKUS DIFERENTES SE PUEDEN CONSTRUIR z%XISTEN ALGORITMOS PARA RESOLVER SUDOKUS DE FORMA AUTO MÈTICA z$E QUÏ DEPENDE EL NIVEL DE DIlCULTAD DE UN SUDOKU z#UÈL ES EL MÓNIMO NÞMERO DE CIFRAS INICIALES QUE DETERMINAN UNÓVOCAMENTE EL SUDOKU ,A PRIMERA DE ESTAS PREGUNTAS HA SIDO RESUELTA ESTA PASADA PRIMAVERA POR "ERTRAM &ELGENHAUER DE LA 5NI VERSIDAD 4ÏCNICA DE $RESDE Y &RAZER *ARVIS DE LA 5NI VERSIDAD DE 3HEFlELD CON ORDENADORES PERSONALES Y UNA BUENA DOSIS DE LØGICA Y COMBINATORIA %L RESULTADO ES BASTANTE SORPRENDENTE %L NÞMERO DE SUDOKUS POSI BLES ES %S SORPRENDENTE PORQUE PUEDE ESCRIBIRSE COMO #ADA UNO DE ESTOS FACTORES PUEDE EXPLICARSE RAZONABLEMENTE SALVO EL ÞLTIMO DE ELLOS 80
Juan M.R. Parrondo
UN NÞMERO PRIMO DE TAMA×O CONSIDERABLE OBTENIDO POR &ELGENHAUER EL DE MAYO DE TRAS SEIS HORAS DE COMPUTACIØN EN DOS ORDENADORES PERSONALES %L PRO GRAMA INFORMÈTICO DE &ELGENHAUER FUE EL FRUTO DE UNA COLABORACIØN ENTRE VARIAS PERSONAS A TRAVÏS DE UN FORO EN )NTERNET WWWSUDOKUCOMFORUMSVIEWTOPICPHP T %S FASCINANTE SEGUIR PASO A PASO LAS DISCUSIONES QUE MANTUVIERON DURANTE DÓAS EN LAS QUE SE CONOCIERON &RAZER Y "ERTRAM HASTA DAR CON LA SOLUCIØN lNAL !UNQUE ENCONTRAR EL NÞMERO DE SUDO KUS NO SEA UNA GRAN PROEZA MATEMÈTICA SÓ CREO QUE ES LA PRIMERA OCASIØN EN LA QUE HAN QUEDADO REGISTRADOS DE MANERA EXHAUSTIVA LOS AVATARES DE UNA COLABORACIØN CIENTÓlCA DESDE EL PLANTEAMIENTO HASTA LA SOLUCIØN lNAL DEL PROBLEMA 5N REGISTRO ADEMÈS MUY HUMANO PORQUE LOS MENSAJES ESTÈN REPLETOS DE INTENTOS FALLIDOS DUDAS Y ENTUSIASMO %NCONTRAR EL NÞMERO DE SUDO KUS POR EL MÏTODO DE LA FUERZA BRUTA ES DECIR PIDIENDO A UN ORDENADOR QUE RELLENE DE TODAS LAS FORMAS POSIBLES LAS CASILLAS ES UNA ESTRATEGIA INVIABLE %L ORDENADOR MÈS POTENTE TARDARÓA A×OS EN TERMINAR ESTA TAREA &ELGENHAUER Y *ARVIS TUVIERON QUE SIMPLIlCAR EL CÈLCULO BUSCANDO SIMETRÓAS EN EL PROBLEMA HASTA LOGRAR QUE LA BÞSQUEDA SE REDUJERA A UNAS CUANTAS HORAS 6EAMOS ALGUNO DE ESTOS TRUCOS %N PRIMER LUGAR NO ES DIFÓCIL DEDUCIR EL NÞMERO DE COMBINACIONES POSIBLES PARA LOS TRES BLOQUES SUPERIORES DEL TABLERO #ONVIENE DENOTAR CADA UNO DE LOS NUEVE BLOQUES DEL SUDOKU DE LA SIGUIENTE FORMA
CUADRADO
EN DONDE CADA BLOQUE ES UN DE CASILLAS
LLENAR DE %L PRIMER BLOQUE " SE PUEDE
MANERAS DIFERENTES PORQUE ES EL NÞMERO DE POSIBLES REORDENACIONES DE ELEMENTOS EN ESTE CASO LAS NUEVE CIFRAS 3UPONGAMOS LA SIGUIENTE CONlGURACIØN PARA "
Y VEAMOS LAS POSIBLES FORMAS DE RELLENAR " ,OS NÞMEROS
Y TIENEN QUE ESTAR EN LA lLA SUPERIOR O INFERIOR DE " 3UPONGAMOS QUE LLEVAMOS LOS TRES NÞMEROS A LA lLA SUPERIOR %N ESTE CASO Y DEBERÈN HALLARSE NECE
SARIAMENTE EN LA lLA Y EN LA lLA INFERIOR CENTRAL Y
Y CIENCIA, diciembre, 2005 INVESTIGACIÓN
3I POR EL MOMENTO NO NOS OCUPAMOS DE LA COLUMNA EN LA QUE COLOCAMOS CADA NÞMERO CONCLUIMOS SI Y ESTÈN EN LA lLA SUPERIOR O INFERIOR DE " EL RESTO DE lLAS QUEDARÈ COMPLETAMENTE DETERMINADO 0OR LO TANTO ESTAS DOS OPCIONES DAN LUGAR A POSIBLES CONlGURACIONES EN " SIEMPRE SIN TENER EN CUENTA LAS ORDENACIONES DE LOS NÞMEROS EN CADA lLA 3I EN " COLOCAMOS EL EN LA lLA INFERIOR Y EL Y EL EN LA SUPERIOR OBTENDREMOS MÈS CONlGURACIONES POSIBLES
%N LA lLA CENTRAL SUPERIOR DEBEMOS COLOCAR AHORA UNA CIFRA DEL CONJUNTO [ ] Y EN LA INFERIOR DOS CIFRAS DEL CONJUNTO [ ] %STO LO PODEMOS HACER DE FORMAS DISTINTAS ,O MISMO OCURRE SI COLOCAMOS EL EN LA lLA SUPERIOR Y EL Y EL EN LA INFERIOR (AY CONlGURACIONES DE ESTE TIPO DOS ELEMENTOS DE [ ] ARRIBA Y UNO ABAJO O VICEVERSA 0OR LO TANTO Y SIEMPRE SIN lJARNOS EN EL ORDEN HORIZONTAL DE LOS NÞMEROS TENE MOS FORMAS DE COLOCAR LOS NÞMEROS EN " 0ERO SI CONSIDERAMOS QUE LOS TRES NÞMEROS DE CADA lLA PUEDEN ORDENARSE DE MANERAS DISTINTAS LLEGAMOS A QUE EL NÞMERO DE COMBINACIONES POSIBLES PARA " ES &INALMENTE SI " Y " ESTÈN LLENOS LOS NÞMEROS DE CADA lLA EN " QUEDARÈN COMPLETAMENTE DETERMINADOS 4ENEMOS DE NUEVO ORDENACIONES DE LAS TRES lLAS 0OR LO TANTO EL NÞMERO TOTAL DE DISPOSICIONES PARA " " Y " ES 5N CÈLCULO DE FUERZA BRUTA SUPONDRÓA TOMAR CADA UNA DE ESTAS DISPOSICIONES Y PROBAR CON ELLA TODAS LAS COM BINACIONES POSIBLES PARA EL RESTO DE LOS BLOQUES " " 3IN EMBARGO ESTE CÈLCULO SIGUE SIENDO INVIABLE ,A IDEA DE *ARVIS Y &ELGENHAUER ES REDUCIR LAS COMBINACIONES " " A CIERTAS CLASES $OS COMBINACIONES " " ESTÈN EN LA MISMA CLASE SI TIENEN EL MISMO NÞMERO DE COM BINACIONES " " COMPATIBLES !POYADOS EN ARGUMENTOS DE SIMETRÓA REDUJERON EL NÞMERO DE CLASES A $ETALLAR TODOS ESTOS ARGUMENTOS DE SIMETRÓA EXCEDE EL ESPACIO DE ESTA SECCIØN !LGUNOS SON MUY SIMPLES 0OR EJEMPLO CUALQUIER REETIQUETADO DE LOS NÞMEROS EN " " DA LUGAR A UNA COMBINACIØN DE LA MISMA CLASE #OMO HAY REETIQUETADOS EL NÞMERO DE COMBINACIONES A ESTUDIAR SE REDUCE A /TRAS PERMUTACIONES DE LOS NÞMEROS CASILLAS O AMBOS EN " " REDUCE EL NÞMERO DE CLASES A $E HECHO DESPUÏS DE EJECUTAR EL PROGRAMA *ARVIS Y &ELGENHAUER COMPROBARON QUE EN REALIDAD HAY SØLO CLASES UNA REDUCCIØN QUE PROBA BLEMENTE SE DEBA A SIMETRÓAS EN LAS QUE ELLOS MISMOS NO HABÓAN REPARADO %L LECTOR INTERESADO PUEDE ENCONTRAR LOS DETALLES BUSCANDO h*ARVISv Y hSUDOKUv EN 'OOGLE PARA ACCEDER A LA PÈGINA WEB EN DONDE LOS AUTORES HAN COLOCADO UNA DESCRIPCIØN EXHAUSTIVA DE SUS RESULTADOS Y DEL MÏTODO UTILIZADO /TRO PARTICIPANTE EN LA DISCUSIØN DE LA QUE HABLÈBA MOS +EVIN +ILFOIL HABÓA LLEGADO A UN RESULTADO BASTANTE APROXIMADO CON UN ARGUMENTO SENCILLO Y MUY ELEGANTE %L ARGUMENTO ES EL SIGUIENTE 3UPONGAMOS QUE SØLO INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
CONSIDERAMOS LA REGLA hNO PUEDEN REPETIRSE NÞMEROS EN CADA BLOQUEv %N ESE CASO EL NÞMERO DE POSIBLES CONlGURACIONES ES YA QUE CADA UNO DE LOS BLOQUES ADMITE CONlGURACIONES 3I AHORA CONSI DERAMOS LA REGLA hNO PUEDEN REPETIRSE NÞMEROS EN CADA lLAv EL NÞMERO DE CONlGURACIONES POSIBLES SE REDUCE (EMOS VISTO QUE CON ESTA REGLA LOS BLOQUES " " SE PUEDEN RELLENAR DE MANERAS DISTINTAS ,O MISMO OCURRE PARA LOS BLOQUES " " Y " " 0OR TANTO CON LAS DOS REGLAS LA DE LOS BLOQUES Y LA DE LAS lLAS EL NÞMERO DE CONlGURACIONES POSIBLES ES ; = ,A REGLA DE LAS lLAS REDUCE ENTONCES EL NÞMERO DE CONlGURACIONES EN UN FACTOR
,A IDEA INGENIOSA DE +ILFOIL ES SUPONER QUE LA REGLA hNO PUEDEN REPETIRSE NÞMEROS EN CADA COLUMNAv ACTÞA DE FORMA SIMILAR REDUCIENDO EL NÞMERO DE COMBINACIONES POR EL MISMO FACTOR 2 %L NÞMERO TOTAL DE CONlGURACIONES DE SUDOKU POSIBLES SERÓA ENTONCES %L RESULTADO lNAL NO ES EXACTO $E HECHO NO ES NI SIQUIERA UN NÞMERO ENTERO PERO DIlERE DE LA SOLUCIØN EXACTA EN SØLO UN %S CURIOSO QUE LA HIPØTESIS DE QUE LA REGLA DE LAS lLAS Y LA REGLA DE LAS COLUMNAS ACTÞAN DE FORMA INDEPENDIENTE DÏ LUGAR A UNA ESTIMACIØN TAN CORRECTA %STAMOS ANTE UN EJEMPLO DE CØMO ATACAR UN PROBLEMA COMBINATORIO CON ARGUMENTOS APROXIMADOS Y EN CIERTO MODO PROBABILÓSTICOS PODRÓAMOS REFORMULAR EL ARGUMENTO DE +ILFOIL SUPONIENDO QUE LA hPROBABILIDADv DE QUE UNA CONlGURACIØN QUE RESPETA LA REGLA DE LOS BLOQUES RESPETE TAMBIÏN LA DE LAS lLAS O LA DE LAS COLUMNAS ES 2 Y QUE ESTAS PROBABILIDADES SON INDEPENDIENTES !LGO PARECIDO A LO QUE VIMOS HACE UNOS MESES CON LOS PRIMOS ALEATORIOS DE (AWKINS ;VÏASE h#RIBAS Y NÞMEROS PRIMOSv AGOSTO = 1UEDAN OTRAS MUCHAS CUESTIONES ACERCA DE LA COM BINATORIA Y MATEMÈTICA DEL SUDOKU .OS PREGUNTÈBAMOS AL COMIENZO DE ESTE ARTÓCULO SI EXISTE UN ALGORITMO PARA SOLUCIONAR CUALQUIER SUDOKU ,A RESPUESTA ES QUE EXIS TEN VARIOS DESDE EL CÈLCULO POR LA hFUERZA BRUTAv HASTA LA IMPLEMENTACIØN EN UN PROGRAMA INFORMÈTICO DE LAS MISMAS ESTRATEGIAS QUE UTILIZAN LOS ADICTOS AL SUDOKU %N HTTPSUDOKUSOURCEFORGENET PUEDEN ENCONTRAR UN ALGORITMO DE ESTE TIPO 3E TRATA DE UN PROGRAMA *AVA DE MUY FÈCIL USO QUE RESUELVE CUALQUIER SUDOKU Y EXPLICA LAS REGLAS QUE HA APLICADO EN LA SOLUCIØN %STE PROGRAMA PERMITE SABER ADEMÈS SI UN SUDOKU CON ALGUNOS NÞME ROS YA COLOCADOS EN CIERTAS CASILLAS ADMITE SOLUCIØN Y SI ÏSTA ES ÞNICA %S INTERESANTE JUGAR CON EL PROGRAMA INTRODUCIENDO NÞMEROS HASTA LLEGAR A SUDOKUS CON SOLU CIØN ÞNICA ALGO QUE NO ES FÈCIL DE CONSEGUIR /TRA DE NUESTRAS PREGUNTAS INICIALES ES EL MÓNIMO NÞMERO DE CASILLAS INICIALMENTE LLENAS PARA UN SUDOKU CON SOLUCIØN ÞNICA 0ARECE QUE ES PERO NADIE HA PODIDO PROBARLO TODAVÓA 5NA DISCUSIØN MUY AMPLIA SOBRE ESTE TEMA SE PUEDE ENCONTRAR TAMBIÏN EN EL FORO WWW SUDOKUCOMFORUMSVIEWTOPICPHP T 81
C URIOSIDADES DE LA FÍSICA 0
¿Por qué sube el nivel del agua?
RESIØN ES FUERZA DIVIDIDA POR SUPERlCIE SE APRENDE EN EL COLEGIO 0ARECE FÈCIL Y NOS DEJA ENTENDER POR QUÏ ES LA PRESIØN LA MAGNITUD CENTRAL DE LA MECÈNICA DE mUIDOS 0ERO NO ES TAN SENCILLO COMO PARECE 3E TRATA DEL COCIENTE ESCALAR DEL VECTOR FUERZA Y DEL VECTOR QUE DESCRIBE LA SUPERlCIE PERPENDICULAR A ÏSTA AMBOS VECTORES TIENEN QUE APUNTAR EN LA MISMA DIRECCIØN 0ARA MOSTRAR EL HECHO hVERDADERAMENTE TRIVIALv DE QUE ESTE ESCALAR ES IGUAL hEN TODAS DIRECCIONESv RESULTA SIN EMBARGO QUE HASTA EXISTEN APARATOS ESPECIALES 4OMEMOS EN SU LUGAR UN CONCEPTO MUCHO MÈS CØMO DO QUE YA HA DEMOSTRADO SU UTILIDAD hEN SECOv EN EL ESTUDIO DE BALANZAS LA ENERGÓA VÏASE h#URIOSIDADES DE LA &ÓSICAv DE SEPTIEMBRE 0ARA NO TENER EN CUENTA EL APORTE DE LA CAPILARIDAD A LA ENERGÓA NO LLENEMOS CON NUESTRO mUIDO TUBITOS DEMASIADO ESTRECHOS ! LAS ENERGÓAS DE DEFORMACIØN NO LES TOCARÈ TAMPOCO UN PAPEL RELEVANTE PUES LOS mUIDOS SON CASI INCOMPRESIBLES 5N mUIDO APENAS SI DISMINUYE DE VOLUMEN CON LA PRESIØN PERO LA MÓNIMA COMPRESIØN QUE SE PRODUCE ES LA QUE PONE EN MOVIMIENTO POR MEDIO DE CHOQUES ENTRE LAS MOLÏCULAS EL AGUA DEL EXTREMO REMOTO DEL CILINDRO CUANDO UN ÏMBOLO PRESIONA EN EL EXTREMO PRØXIMO .O OBSTANTE LA ENERGÓA DE DEFORMACIØN ES DESPRECIABLE EN EL BALANCE DE ENERGÓAS #OMO MODELO DE UN BARCO EN UN LAGO NOS SERVIRÓA UN TROZO DE MADERA EN UN VASO LLENO DE AGUA z$E QUÏ MODO VARIARÓA LA POSICIØN DEL CENTRO DE MASAS COMÞN DEL BARCO Y EL AGUA SI UN GIGANTE HUNDIESE O SACASE DEL AGUA EL BARCO O DE NUESTRO MODELO Y SU VASO SI HICIÏSEMOS LO MISMO CON LA MADERA #ADA CENTRO DE MASA SIGUE UN CAMINO DIFERENTE PERO zSE COMPENSAN ,A ÞNICA ENERGÓA QUE AQUÓ SE HA DE TENER EN CUENTA ES LA ENERGÓA POTENCIAL EN EL CAMPO GRAVITATORIO HOMOGÏNEO PROPORCIONAL A LA ALTURA DEL CENTRO DE MASAS RESPECTO A UNA LÓNEA DE REFERENCIA CERO ARBITRARIA ! UN EQUILIBRIO ESTABLE LE CORRESPONDE UN MÓNIMO LOCAL DE LA ENERGÓA POTENCIAL POR TANTO EL PUNTO MÈS BAJO DEL CENTRO DE MASAS TIENE QUE ESTAR DONDE SE ENCUENTRE CUANDO EL BARCO mOTA 4RAS LA INTERVENCIØN DEL GIGANTE VOLVERÈ A ESA POSICIØN (UNDA EL BARCO O LO ELEVE EL CENTRO DE MASAS DEL SISTEMA TOTAL SE ELEVARÈ 2ESULTA MÈS EVIDENTE CUANDO SE OBSERVA UN TUBO EN FORMA DE 5 3US BRAZOS PUEDEN TENER DIFERENTES ANCHURAS Y MORFOLOGÓA IRREGULAR BASTA CON QUE NO SEAN DEMASIADO ESTRECHOS PARA QUE LA CAPILARIDAD RESULTE DESPRECIABLE %L CENTRO DE MASAS DEL mUIDO ESTÈ EN SU POSICIØN MÈS BAJA CUANDO LOS hNIVELESv LAS SUPERlCIES LÓMITE CON LA ATMØSFERA ALCANZAN LA MISMA ALTURA EN AMBOS BRAZOS %N CUALQUIER CAMBIO QUE LO SACARA DE ESTE ESTADO AL GUNA PARTE DEL LÓQUIDO PASARÓA POR FUERZA DE UN NIVEL INFERIOR A OTRO SUPERIOR LO QUE HARÓA SUBIR EL CENTRO DE MASAS %STO TAMBIÏN ACLARA POR QUÏ EL AGUA SE HALLA A LA MISMA ALTURA VÏASE LA lGURA EN EL CUERPO PRINCIPAL 82
Norbert Treitz
Y EN LA BOCA DE UNA REGADERA O BIEN EN UNOS hVASOS COMUNICANTESv #UANDO EL AGUA SE DESPLAZA EN UN TUBO EN 5 EL CENTRO DE MASAS DEL FLUIDO RECORRE UNA PARÈBOLA ABIERTA HACIA ARRIBA SI ES QUE LOS BRAZOS SON CILÓNDRICOS Y VERTICALES AUNQUE NO NECESARIAMENTE IGUAL DE GRUESOS !L MÓNIMO EL VÏRTICE DE LA PARÈBOLA LE CORRESPONDE EL EQUILIBRIO CON AMBAS SUPERFICIES EN UN MISMO PLANO HORIZONTAL -EDICIONES DE DENSIDADES %N UNO DE LOS LADOS DEL TUBO EN FORMA DE 5 SE A×ADE UN LÓQUIDO MÈS LIGERO QUE NO SE MEZCLE CON EL OTRO z1UÏ CONlGURACIØN DE EQUILIBRIO SE PRODUCE !QUÓ AYUDA IMAGINARSE LA MATERIA TAL COMO LO HACÓA .EWTON CONSTITUIDA POR PARTÓCULAS DE IGUAL PESO HOY NOS REFERIRÓAMOS A LOS NUCLEONES EMPAQUETADAS UNAS VECES CON MAYORES ESPACIOS IN TERMEDIOS Y OTRAS CON SEPARACIONES MENORES 5N VASO DE CERVEZA REPOSA SOBRE UNA BALANZA ,A MEZCLA DE GAS Y CERVEZA SE VA ORDENANDO VERTICALMENTE DE TAL MANERA QUE AL lNAL EL GAS QUEDA EN FORMA DE ESPUMA SOBRE EL LÓQUIDO ,A QUANTITAS MATERIAE MASA NO HA CAMBIADO LA BÈSCULA MARCA LO MISMO LA ESPUMA POR ASÓ DECIRLO ES CERVEZA DILUIDA EN AIRE PERO TAMBIÏN EL HIELO EXPANDIDO POR LOS PUENTES DE HIDRØGENO ES AGUA DILUIDA EN ALGO MÈS DE VACÓO 0ARA EL CAMPO GRAVITATORIO EL ACEITE VIENE A SER AGUA DILUIDA HASTA UN VOLUMEN VECES MAYOR 3I EN UNO DE LOS BRAZOS HUBIESE UNA CAPA DE ACEITE DE CM DE ALTURA EN EL OTRO EN EL EQUILIBRIO DEBERÓA HABER UNA DE MM DE AGUA ES DECIR UNA CAPA DE AGUA CUYA SUPERlCIE SUPERIOR SE ENCONTRASE MM POR DEBAJO DE LA SUPERlCIE SUPERIOR DEL ACEITE 1UE CRECIESE LA CANTI DAD DE ACEITE EN UN VOLUMEN INlNITESIMAL D6 DEPOSITADO SOBRE EL VOLUMEN INICIAL EQUIVALDRÓA A QUE BOMBEÈRAMOS UN CENTÓMETRO HACIA ARRIBA ESE D6 DE ACEITE Y AL MISMO TIEMPO BAJÈRAMOS EL MISMO VOLUMEN DE AGUA MM VÏASE LA lGURA ,A ENERGÓA POTENCIAL Y LA ALTURA DEL CENTRO DE MASAS COMÞN EXPRESADA A TRAVÏS DE UNA FUNCIØN DEL CAMBIO DE NIVEL SE MANTIENE HORIZONTAL CON ESOS CAMBIOS ES DECIR EN UN MÓNIMO COMO SE PUEDE OBSERVAR CON DESPLAZAMIENTOS MAYORES
1. Equilibrio estable y desequilibrios en la regadera.
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
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3)'!.)-30%+425- $%2 7)33%.3#(!&4
2. Si los fluidos se desplazan un volumen dV muy pequeño hacia la derecha, un volumen dV del líquido azul descenderá de la altura A a la B y un volumen idéntico del amarillo subirá de B a C. Si sus densidades se comportan como las diferencias de altura, habrá un equilibrio estable.
!SÓ SE PUEDEN COMPARAR CON MUCHA FACILIDAD DENSIDA DES POR MEDIO DEL TUBO EN 5 AUN CUANDO ESTÏ DEFORMADO SIEMPRE QUE LOS LÓQUIDOS NO SE MEZCLEN z%S TAMBIÏN POSIBLE SIN TENER QUE VERTER MÈS LÓQUIDO 3EGÞN *AMES 7ATT PARA ELLO SE DEBE UTILIZAR UN TUBO EN FORMA DE 5 QUE SE INTRODUCE INVERTIDO EN AMBOS LÓQUIDOS HAY QUE INSUmAR UNA PEQUE×A SOBREPRESIØN CON UNA RAMIlCACIØN QUE SE PUEDA CERRAR 0ARA mUIDOS NO VENENOSOS O HABIENDO TOMADO LAS MEDIDAS DE SEGURIDAD CORRESPONDIENTES VALE TAMBIÏN UNA BAJADA DE PRESIØN LA ALTURA ÞTIL DEL TUBO APENAS SI ESTÈ ENTONCES LIMITADA / PODRÓA UTILIZARSE UNA JERINGUILLA QUE AUMENTASE EL VOLU MEN DE AIRE %SE hTROZO DE AIREv ACTÞA COMO UN VOLUMEN INVARIABLE CASI SIN MASA QUE SE PUEDE DESPLAZAR / BIEN SE PUEDEN DEJAR ABIERTOS POR ARRIBA LOS TUBOS QUE SE SUMERGEN EN LOS LÓQUIDOS A CAMBIO HAY QUE UNIR ENTONCES ENTRE SÓ CON UNA MANGUERA LOS ESPACIOS DE AIRE QUE QUEDAN SOBRE LAS SUPERlCIES DE LOS DOS LÓQUIDOS EN SUS RECIPIENTES Y SELLARLOS PARA SEPARARLOS DEL AIRE DE FUERA 0OR SI LE MOLESTARA QUE AHORA ENTRE EN JUEGO EL CON CEPTO DE PRESIØN EN UN EXPERIMENTO MENTAL SE PODRÓA UTILIZAR ALGÞN LÓQUIDO SIN APENAS MASA PERO SÓ POSEE ALGO MÈS O ALGO MENOS DE VOLUMEN DEL QUE HABRÓA LIBREMENTE EN LA MANGUERA QUE CONECTA AMBOS NIVELES %N EQUILIBRIO ESTABLE EL LÓQUIDO DE AMBOS CABOS DEL TUBO EN 5 SE ENCONTRARÓA A UN NIVEL INFERIOR RESPECTIVAMENTE SUPERIOR QUE EL QUE PERMANECIESE FUERA DEL TUBO %L COCIENTE ENTRE ESAS DIFERENCIAS SERÓA EL INVERSO DE LA RAZØN ENTRE LAS DENSIDADES VÏASE LA lGURA 3I NUESTRO AIRE ENCERRADO QUE PARA NUESTROS PROPØ SITOS PODEMOS CONSIDERAR INCOMPRESIBLE SE DESPLAZARA UN VOLUMEN INlNITESIMAL D6 EN AMBOS EXTREMOS DE LA 5 UNA CANTIDAD DE LÓQUIDO D6 ASCENDERÓA O DESCEN DERÓA 0ARA QUE ENERGÏTICAMENTE RESULTE INDIFERENTE PO SICIØN HORIZONTAL DE LA ENERGÓA POTENCIAL LAS DIFERENCIAS DE ALTURA TIENEN QUE SER INVERSAMENTE PROPORCIONALES A LAS DENSIDADES 0ARECE INCREÓBLE NO SE REQUIERE QUE AMBOS BRAZOS DEL TUBITO PRESENTEN LA MISMA ANCHURA NI SIQUIERA SER INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
3. Medición de las densidades según Watt, en una variante con volumen de aire reducido: la razón entre las densidades del líquido amarillo y del azul es (B-A):(D-C). En la analogía de las cadenas (derecha), la masa por unidad de longitud desempeña el papel de la densidad.
CILÓNDRICOS EL RESULTADO SØLO DEPENDE DE LA RAZØN ENTRE AMBAS DIFERENCIAS DE ALTURA %N EL hCÈLCULOv NO INTERVIE NEN ESAS ALTURAS EN SÓ SINO LAS VARIACIONES DE ALTURA PROVOCADAS ES DECIR LAS DIFERENCIAS DE ALTURA DONDE EL VOLUMEN SE SUSTRAE Y SE A×ADE ,A lGURA NOS MUESTRA UNA ANALOGÓA CON CADENAS E HILOS INEXTENSIBLES SIN MASA QUE PASAN POR RUEDAS SIN FRICCIØN 0OR SÓ SOLA CADA CADENA SE HALLA EN EQUILIBRIO SI SUS EXTREMOS CARGADOS DE MASA ESTÈN A LA MISMA ALTURA %L HILO ROJO OBLIGA A LOS EXTREMOS INTERNOS A SI TUARSE MÈS ARRIBA PERO DEJA QUE SE REPARTA LIBREMENTE ESTA ELEVACIØN ENTRE AMBAS CADENAS GRACIAS A LA RUEDA CENTRAL %L COCIENTE VIENE DETERMINADO POR LA RAZØN ENTRE LAS MASAS POR UNIDAD DE LONGITUD DE LAS CADENAS 5N CAMBIO INlNITESIMAL MODIlCARÓA LOS CUATRO NIVELES ! " # Y $ EN UNA IDÏNTICA DIFERENCIA DH HACIA ARRIBA O HACIA ABAJO %STO CORRESPONDE POR FUERZA A UN DES PLAZAMIENTO DE UN TROZO DE LA CADENA DE LONGITUD DH DE ! A " Y DE UN TROZO DE LA OTRA CADENA DE $ A # %N EL EQUILIBRIO ESTO ES ENERGÏTICAMENTE INDIFERENTE SI " ! Y $ # SON INVERSAMENTE PROPORCIONALES A LAS MASAS POR UNIDAD DE LONGITUD 1UIEN CREA QUE DEBE ABORDARSE LA HIDROSTÈTICA CON PRESIONES TENDRÓA QUE PENSAR EN CØMO DEPENDE DE LA ALTURA LA TENSIØN DEL HILO %N AMBOS CASOS ES MÈS FÈCIL MEDIANTE LA ENERGÓA QUE ADEMÈS A DIFERENCIA DE LA PRESIØN NO ES UNA MAGNITUD HIDROSTÈTICA ESPECIAL SINO QUE DESEMPE×A EL MISMO PAPEL ALLÈ DONDE HAYA UN PROBLEMA DE EQUILIBRIO EN CUALQUIER RAMA DE LA FÓSICA ! PESAR DE TODO LA ANALOGÓA NO ESTÈ EXENTA DE TRAMPAS %N LAS CADENAS EL PAPEL FUNDAMENTAL LO DESEMPE×AN LOS PESOS EN LOS mUIDOS EN CAMBIO CUENTAN LAS DENSI DADES 3E SUELE HABLAR DE COLUMNAS DE LÓQUIDO EN VEZ DE CAPAS DE LÓQUIDO Y SE ASUME ASÓ TÈCITAMENTE QUE LO NORMAL ES QUE LAS SECCIONES TRANSVERSALES SEAN IGUALES $E AHÓ LA FUERZA DE LA hPARADOJA HIDROSTÈTICAv PROPONE ÏSTA QUE NO IMPORTAN LAS COLUMNAS SINO LA INTEGRAL DE LA DENSIDAD SEGÞN LA COORDENADA VERTICAL TOTALMENTE INDEPENDIENTE DE LA SECCIØN TRANSVERSAL HORIZONTAL 0ERO LO DECISIVO EN TODOS LOS CASOS ES EL CAMBIO DE ENERGÓA 83
4. Un barco (tubo interno) en un lago (tubo externo), en diferentes posiciones iniciales (arriba). Y lo mismo después de que se hayan invertido los tubos (abajo). Las flechas muestran en que dirección se desplaza el centro de masas común —el punto rojo sobre la línea discontinua— cuando el “barco” toma las posiciones indicadas.
5. Fuente de Herón: el volumen, aproximadamente constante, de aire encerrado está dibujado en color gris.
EN UN DESPLAZAMIENTO INl NITESIMAL hVIRTUALv DE IDÏNTICAS PARTES DE VOLUMEN INl NITESIMALMENTE PEQUE×O PARA UNA DIFERENCIA DE ALTURAS NOTABLE Y MENSURABLE
3)'!.)-30%+425- $%2 7)33%.3#(!&4
z$E QUÏ MECANISMO SE VALE LA FUENTE DE (ERØN PARA LANZAR POR ENCIMA DE CUALQUIER NIVEL AGUA EN EL SISTEMA 3E PODRÓA Al RMAR QUE EL AGUA QUE SALE DEL RECIPIENTE SUPERIOR SE LANZA GRACIAS A UNA SOBREPRESIØN QUE CON EL AIRE MEDIO LIGERO SE PUEDE hTRANSFERIRv ENTRE DIFERENTES ALTURAS SIN APENAS PÏRDIDAS VÏASE LA l GURA 0ERO TAMBIÏN SE PODRÓA DECIR CUANDO SE CORTA BIEN ABAJO EL TUBO DE SALIDA DE UNA REGADERA LLENA EL AGUA SALE LANZADA HACIA ARRIBA !PLICADO A LA FUENTE DE (ERØN CON UN TUBO LARGO EN VEZ DEL TUBITO DE SALIDA LAS DIFERENCIAS DE NIVEL ENTRE LOS NIVELES DEL AGUA DE LA hIZQUIERDAv Y DE LA hDERECHAv SERÓAN IGUALES EN EL EQUILIBRIO 0ERO COMO EL TUBITO DE LA DERECHA ES DEMASIADO CORTO EL AGUA SALE LANZADA HACIA AFUERA 6OLVIENDO AL PRIMER MONTAJE PARA MEDIR LAS DENSIDADES ESTA VEZ CON TUBITOS CILÓNDRICOS SUSTITUYAMOS LA CAPA DE ACEITE POR UN OBJETO SØLIDO DE IGUAL DENSIDAD POR EJEMPLO UN TAPØN SIN FRICCIØN DE CIERTA MASA QUE TAPE CASI TODA LA SECCIØN TRANSVERSAL %N CASO DE EQUILIBRIO ESTABLE NO CAMBIA NADA 0ERO SE PUEDE PRESCINDIR ENTONCES DE LOS DOS BRAZOS DEL TUBO EN 5 Y DEJAR QUE EL TAPØN m OTE $EL TUBO EN FORMA DE 5 AL BARCO INVERTIDO %SCOJAMOS AHORA DOS TUBOS CILÓNDRICOS DE DIFERENTES DIÈMETROS UNO TRANSPARENTE CON LÓQUIDO EL LAGO EL OTRO INSERTADO EN EL PRIMERO EL BARCO 1UE LA CAPILARIDAD VUELVA INEXACTAS LAS COSAS NO CAMBIA NADA EN EL EQUILIBRIO ESTABLE SI SUMERGIMOS ALGO MÈS EL TUBO DEL INTERIOR Y LO SOLTAMOS VOLVERÈ A SU SITIO PERO TAMBIÏN SI LO ELEVAMOS ALGO Y LUEGO LO SOLTAMOS z(AY TAMBIÏN EQUILIBRIOS INESTABLES 0ARA CONSEGUIR UNO AGARREMOS l RMEMENTE AMBOS TUBOS MANTENIENDO EL DEL INTERIOR UN POCO HUNDIDO INVIRTÈMOSLOS CON UN GESTO DECIDIDO Y SOLTEMOS INMEDIATAMENTE EL TUBO INTE RIOR EL hBARCOv %L AGUA SE SALDRÈ ENSEGUIDA PERO AUN ASÓ PODREMOS OBSERVAR ANTES QUE EL TUBO ASCIENDE 3I REALIZAMOS EL MISMO EXPERIMENTO CON EL BARCO ALGO LEVAN TADO EN VEZ DE HUNDIDO CAERÈ FUERA INMEDIATAMENTE LO QUE SORPRENDE MENOS ,A SOLUCIØN DEL ROMPECABEZAS AL INVERTIR EL CAMPO GRAVITATORIO CON RESPECTO AL SISTEMA EL MÓNIMO LOCAL DE ENERGÓA SE HA CONVERTIDO EN UN MÈXIMO Y EL EQUILIBRIO ESTABLE EN INESTABLE 84
0REGUNTAS DE CONCURSO ,A LLAVE DEL BARCO EN EL LAGO $ESDE UN BARCO SE TIRA UNA LLAVE AL AGUA z3UBE O BAJA EL NIVEL DEL AGUA DEL LAGO 0OR FAVOR PRIMERO INTENTE RESOLVERLO LUEGO REALICE EL EXPERIMENTO CON LO QUE ENCUENTRE EN CASA Y POR ÞLTIMO SIGA LEYENDO ,A LLAVE DESALOJA BAJO EL AGUA SU PROPIO VOLUMEN PERO EN EL BARCO SU PESO EQUIVALE A UNA CANTIDAD DE AGUA IGUAL DE PESADA 3I USTED HA PENSADO hEN CUALQUIER CASO MUCHA NO PUEDE SER LA DIFERENCIAv LA RAZØN LE ASISTE PERO SE PODRÓA CALCULAR PARA UN LAGO Y UNA LLAVE CONCRETOS LA CANTIDAD DE CAPAS DE ÈTOMOS 3I LA LLAVE TUVIERA UNA DENSIDAD MENOR QUE EL AGUA ENTONCES DEBERÓA DISTINGUIRSE SI PUEDE m OTAR TRAS SER ARROJADA INDIFERENTE PARA EL NIVEL DEL AGUA O SI UN SUBMARINISTA LA ADHIERE AL FONDO
,A BOTELLA INCLINADA #UANDO SE INCLINA ALGO UNA BOTELLA
PARCIALMENTE LLENA SUBE EL CENTRO DE MASAS z3UBE MÈS SI EL CONTENIDO ESTÈ LÓQUIDO O SI ESTÈ CONGELADO ES DECIR SI LA SUPERl CIE GIRA O SI PERMANECE HORIZONTAL SUPONIENDO QUE LA DENSIDAD NO VARÓA ,A RESPUESTA ES MUY SENCILLA NO PUEDE SER QUE CUANDO EL CONTENIDO CONGELADO SE DERRITE EN LA BOTELLA INCLINADA Y LA SUPERl CIE SE DISPONE HORIZONTALMENTE EL CENTRO DE MASAS HAYA SUBIDO Y SI ASÓ SE HUBIERA MANTENIDO A LA MISMA ALTURA NO HABRÓA HABIDO RAZØN PARA EL CAMBIO DE FORMA
%L CENTRO DE MASAS EN EL RECIPIENTE QUE SE LLENA -ARTIN
'ARDNER EL LEGENDARIO AUTOR DE h*UEGOS MATEMÈTICOSv SE PREGUNTABA EN EN 3#)%.4)&)# !-%2)#!. CUÈNDO ENCONTRARÈ SU ALTURA MÓNIMA EL CENTRO DE MASAS COMÞN DEL RECIPIENTE Y DEL CONTENIDO A MEDIDA QUE SE LLENA UNA LATA DE CERVEZA INICIALMENTE VACÓA $ESCRIBÓA UN EXPERIMENTO MENTAL CON CERVEZA CONGELADA EN UNA LATA QUE SE MANTENÓA EN EQUILIBRIO TUMBADA SOBRE UN CUCHILLO Y LLEGABA A UN RESULTADO PARCIAL NOTABLE EL CENTRO DE MASAS PASA POR SU PUNTO MÈS BAJO JUSTO CUANDO SE ENCUENTRA SOBRE LA SUPERl CIE DEL LÓQUIDO 3IN RECURRIR AL EXPERIMENTO MENTAL HAY UNA EXPLICACIØN MUY FÈCIL MIENTRAS SE A×ADA LÓQUIDO QUE ACABE DEBAJO DEL CENTRO DE MASAS INSTANTÈNEO ÏSTE BAJARÈ EN CASO CONTRARIO SUBIRÈ 0ARA ELLO NO HAY QUE HACER NINGUNA SUPOSICIØN SOBRE LA FORMA O REPARTICIØN DEL PESO DEL RECIPIENTE HECHA LA SALVEDAD DE QUE EL LÓQUIDO HA DE PODER LLEGAR AL CENTRO DE MASAS DEL RECIPIENTE VACÓO #ON LA MAYOR ELEGANCIA SE PUEDE ASÓ PRESCINDIR DE LA LATA INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
L IBROS Medicina antigua Revisada
!.4)+% -%$):). %). ,%8)+/. $IRIGIDO POR +ARL (EINZ ,EVEN 6ERLAG # ( "ECK -ÞNICH -%$)#).% ). 4(% $!93 /& 0(!2!/3 POR "RUNO (ALIOUA Y "ERNARD :ISKIND 4HE "ELKNAP 0RESS OF (ARVARD 5NIVERSITY 0RESS #AMBRIDGE (%!,4( ). !.4)15)49 $IRIGIDO POR (ELEN +ING 2OUTLEDGE ,ONDRES !.#)%.4 -%$)#).% POR 6IVIAN .UTTON 2OUTLEDGE ,ONDRES ! 2)34/4%,%3 5.$ $!3 # /2053 ( )00/#2!4)#5- $ )% ! .!4/-)% 5.$ 0(93)/,/')% $%3 -%.3#(%. POR #AROLIN - /SER 'ROTE &RANZ 3TEINER 6ERLAG 3TUTTGART !3+,%0)/3-%$):). -%$):).)3#(%2 !,,4!' ). $%2 2½-)3#(%. + !)3%2:%)4 POR &LORIAN 3TEGER &RANZ 3TEINER 6ERLAG 3TUTTGART
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L ESTUDIO DE LA MEDICINA CLÈSICA HA EXPERIMENTADO UNA PROFUNDA RENOVACIØN EN MÏTODOS Y CAMPOS DE INVESTIGACIØN CUYOS PRIMEROS FRUTOS EMPIEZAN YA A RECOGERSE 3IN DESA PARECER DEL TODO LA ATENCIØN ANTA×O DIRIGIDA HACIA lGURAS PREEMINENTES O DESCUBRIMIENTOS Y AVANCES SIGNI lCATIVOS SE HA DESPLAZADO HACIA LAS TEORÓAS Y LAS PRÈCTICAS LA APORTACIØN DE GRUPOS AJENOS A LA ACADEMIA COR TADORES DE RAÓCES Y HERBOLARIOS LA QUE EMPIEZA A CONOCERSE POR MEDICI NA DEL TEMPLO ASÓ COMO LA PRESENCIA CRECIENTE DE LA lGURA FEMENINA EN EL PROCESO TERAPÏUTICO #OMENZAMOS YA A DISPONER DE CABALES RESÞMENES DE AUTORES CONCEPTOS E INSTITUCIONES !NTIKE -EDIZIN %IN ,EXIKON MAR COS GENERALES DE SOCIOLOGÓA SANITARIA (EALTH IN !NTIQUITY EXPOSICIONES SISTEMÈTICAS GENERALES ESPLÏNDIDAS LAS DE 6IVIAN .UTTON !NCIENT -E DICINE Y LA DE "RUNO (ALIOUA Y "ERNARD :ISKIND -EDICINE IN THE $AYS OF 0HARAOS Y TESIS DE GRA DO QUE COMBATEN TESIS ENVEJECIDAS !RISTOTELES UND DAS #ORPUS (IPPO CRATICUM O TRAEN A PRIMER PLANO UNA CUESTIØN POSTERGADA !SKLEPIOSME DIZIN -EDIZINISCHER !LLTAG IN DER RÚMISCHEN +AISERZEIT %L PERÓODO CUBIERTO ABARCA DESDE SIGLOS ANTES DE (IPØCRATES HASTA 0ABLO DE %GINA EN EL SIGLO 6)) D# INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
%N PARTICULAR NUESTRA APROXIMA CIØN A LA MEDICINA EGIPCIA SE HA BENEFICIADO DE LA DEPURACIØN DE LA TEORÓA Y MÏTODO ARQUEOLØGICOS SE GUIDOS POR UN NÞMERO CRECIENTE DE EXPEDICIONES ASÓ COMO DE LA APLICA CIØN DE NUEVOS MODELOS Y TÏCNICAS AL EXAMEN DE LOS RESTOS MOMIFICADOS Y A LA TRADUCCIØN DE LOS PAPIROS $E ÏSTOS EL MÈS EXTENSO E IMPOR TANTE ES EL DE %BERS CONSERVADO EN LA BIBLIOTECA DE LA 5NIVERSIDAD DE ,EIPZIG CON MÈS DE METROS DE LONGITUD Y CENTÓMETROS DE ANCHO CONSTA DE PÈGINAS DE LÓNEAS DATA DEL A# DEL REINADO DE !MENHOTEP ) SI BIEN PARECE COPIA DE OTRO MÈS ANTIGUO Y ES UN TRATADO DE FARMACOLOGÓA Y TERAPÏUTICA $EBEN A×ADÓRSELE LOS PA PIROS 3MITH DE (EARST DE +AHUN DE ,ONDRES DE #HESTER ,EYDEN "ROOKLYN Y OTROS 3E SABE QUE LOS MÏDICOS RECURRÓAN A SU CAPACITACIØN PROFESIONAL Y A LA MAGIA PARA TRATAR A SUS PACIENTES LO HACÓAN POR SEPARADO O EN COMBINA CIØN 0OR ESA DOBLE VÓA SE PRETENDÓA INCIDIR TAMBIÏN EN LA MENTE DEL EN FERMO %L ARTE SE TRANSMITÓA DE PADRES A HIJOS RESERVADO A UNA ÏLITE DE INI CIADOS EN EL MARCO DE UNA SOCIEDAD REGULADA EN TODOS SUS ASPECTOS POR LA RELIGIØN QUE OBLIGABA DEL FARAØN AL ÞLTIMO DE LOS SÞBDITOS
%L PAPEL ACTIVO DE LA MAGIA PESE AL EVIDENTE PROGRESO HACIA UNA RACIONALI DAD QUE SE IBA AlANZANDO CON LA EX PERIENCIA ACUMULADA PRUEBA QUE NOS DESENVOLVEMOS TODAVÓA EN UNA FASE ARCAICA DE LA MEDICINA %L JEROGLÓlCO QUE DESIGNABA A SUS PROFESIONALES COMBINABA TRES TIPOS DE SIGNOS DOS ELEMENTOS FONÏTICOS UNA mECHA Y EL SÓMBOLO DE UN HOMBRE SENTADO !COS TUMBRA DISTINGUIRSE ENTRE EL MÏDICO FORMADO EN LOS LIBROS EL SWNW Y EL SACERDOTE QUE ACTÞA POR INSPIRACIØN SOBRENATURAL EL WAB DE 3EKHMET UNA DIVISIØN QUE PASARÈ A LA 'RECIA HIPOCRÈTICA CON LA SEPARACIØN ENTRE EL SANADOR INSPIRADO IERUS Y EL PRO FESIONAL EXPERIMENTADO IATROS ,A FORMACIØN INICIADA POR TRANSMISIØN ORAL DEL PROGENITOR SE COMPLETABA EN LAS CASAS DE LA VIDA ANEJAS AL TEMPLO ,OS PAPIROS MÏDICOS SUGIE REN QUE LOS SACERDOTES WAB DE 3E KHMET GLOSABAN A SUS PUPILOS TEXTOS CANØNICOS !NDANDO EL TIEMPO DOS SANTUARIOS SE CONVERTIRÓAN ADEMÈS EN CENTRO DE PEREGRINAJE EN BUSCA DE SALUD EL TEMPLO DEL h3ANTO DE LOS SANTOSv DEDICADO A )MHOTEP Y !MENHOTEP EN $EIR EL "AHRI Y EL TEMPLO DE (ATHOR EN $ENDERA %STE SEGUNDO CONSAGRADO AL DIOS (ATHOR CONTABA CON UN CENTRO DE HIDROTERAPIA AL QUE SE ACCEDÓA POR UN PASILLO DE ESTATUAS SANADORAS %L ACTO MÏDICO CONSTABA YA DE TRES FASES EXAMEN DIAGNØSTICO Y PRONØS TICO ,A PRIMERA COMPRENDÓA AMÏN DEL CUESTIONARIO TRIVIAL LA INSPECCIØN DE LA CARA LA ORINA LAS HECES Y LA EXPECTORACIØN 3E OBSERVABAN ATEN TAMENTE LAS HERIDAS Y DEFORMACIONES DE LA PIEL EN BUSCA DE SIGNOS DE EDEMA O HEMATOMA 3E EXPLORABA EL ALCANCE DE UNA LESIØN ØSEA O LA MÏ DULA ESPINAL SI SE SUFRÓA RIGIDEZ 0ARA REMEDIAR EL MAL SE CONTABA CON UNA FARMACOPEA EXCEPCIONAL DE LOS TRES REINOS %NTRE LAS SUSTANCIAS MINERA LES Y AMÏN DE SULFURO DE ARSÏNICO PIEDRA DE -ENlS BARRO MALAQUI TA ARENA O ANTIMONIO RECUÏRDENSE EL ALABASTRO PARA LA PREPARACIØN DE UNGàENTOS PARA LA PIEL EL OCRE AMA RILLO UNA ARCILLA RICA EN HIDRØXIDO DE HIERRO PARA TRATAR EL TRACOMA Y 85
LA ALOPECIA DE APLICACIØN OFTALMOLØ GICAS LA GALENA SULFURO DE PLOMO Y CIERTA ALEACIØN DE COBRE Y ZINC LAS LIMADURAS DE COBRE CONTRA LAS MOR DEDURAS DE SERPIENTE %N LAS PLANTAS SE ENCONTRABAN LAXANTES SICØMORO COLOQUÓNTIDA HIGOS ACEITE DE RICINO Y ÈLOE Y DIURÏTICOS ENEBRO !PROVE CHABAN LAS PROPIEDADES ASTRINGENTES Y ANTIPIRÏTICAS DE LA CORTEZA DEL SAUCE Y ALIVIABAN EL DOLOR CON ADORMIDERA 0APAVER SOMNIFERUM Y MANDRÈGORA ,A LEVADURA DE LA CERVEZA ES RECOMEN DADA PARA LAS INFECCIONES INTESTINALES Y ENFERMEDADES DE LA PIEL $E LAS RECETAS QUE NOS HAN LLEGADO MÈS DE LA MITAD MENCIONABAN SUS TANCIAS DE ORIGEN ANIMAL ,A CIRUGÓA ALCANZØ QUIZÈ CIERTO GRA DO DE ESPECIALIZACIØN ! PROPØSITO DE LOS TUMORES EL PAPIRO DE %BERS HABLA DEL hHOMBRE DEL CAUTERIOv %L REGISTRO ARQUEOLØGICO POR LO DEMÈS HA APOR TADO BISTURÓES CUCHILLAS Y FØRCEPS 0ROTEGÓAN LAS HERIDAS CON LINO ,A ESPECIE ,INUM USITATISSIMUM SE VENÓA CULTIVANDO DESDE MUY ANTIGUO 3US CONVICCIONES RELIGIOSAS LES IMPEDÓA ACOMETER DISECCIONES SOBRE LOS CADÈ VERES LO QUE EXPLICA SUS LIMITACIONES EN ANATOMÓA 6ENAS ARTERIAS O CONDUC TOS LINFÈTICOS TODO ERAN hCANALESv O hVASOSv %LLO NO FUE ØBICE PARA QUE LA FAMA DE LA MEDICINA EGIPCIA RECORRIERA LA CUENCA MEDITERRÈNEA 4ESTIMONIOS PALEOGRÈlCOS Y ARQUEOLØGICOS ALUDEN A MÏDICOS ENVIADOS A CORTES REALES EXTRANJERAS 0OR TABLETAS DE ARCILLA DE 4ELL EL !MARNA SABEMOS DE ALGUNOS IDOS A -ITANNI Y 5GARIT %N ESOS VIAJES NO DUDARON EN APROVECHAR LAS 86
1. Anubis, dios de la muerte, con la momia de Sennutem. (De la tumba de éste en Deir el-Medina.)
POSIBILIDADES ENCONTRADAS EN EL PAÓS DE DESTINO LA TRADICIØN BOTÈNICA DE #RETA POR EJEMPLO O EL RECURSO MI NOICO DE LOS ENCANTAMIENTOS 3E DEBATE HOY HASTA QUÏ PUNTO LA DOCTRINA Y EL EJERCICIO DE LA MEDI CINA REmEJADOS EN LOS PAPIROS PUEDE APLICARSE A OTRAS REGIONES DEL MUNDO CLÈSICO #ONSTIPADOS PNEUMONÓA Y PLEURESÓA ERAN COMUNES EN INVIERNO Y DIARREAS EN VERANO !BUNDAN RELATOS SOBRE LEPRA ENFERMEDADES RENALES Y VESICULARES QUE SE COMPLETAN CON LOS SIGNOS DE FRACTURAS ARTROSIS Y DISLOCA CIONES .ADIE CUESTIONA LA IMPORTAN CIA EN LA ZONA DE LAS ENFERMEDADES INFECCIOSAS LEPRA LA MÈS INSIDIOSA Y PARASITARIAS ALGUNAS PROMOVIDAS POR LA INSTAURACIØN DE LA AGRICULTURA DE IRRIGACIØN 0ARTICULARMENTE NOCIVOS EN EL -EDITERRÈNEO ORIENTAL FUERON LOS HEMOPARÈSITOS 3CHISTOSOMA SP AGENTE DE LA ESQUISTOSOMIASIS Y EL MOSQUITO !NOPHELES PROPAGADOR DE LA MALARIA EN CONCRETO LA MALARIA CAUSADA POR 0LASMODIUM FALCIPARUM UNA DE LAS ENFERMEDADES MÈS VIRU LENTAS E INCAPACITANTES QUE AFECTØ AL %GEO PREHISTØRICO Y CONDICIONØ LA EVOLUCIØN DE LA HISTORIA SOCIAL DE LA REGIØN 0LASMODIUM VIVE EN EL CUERPO DE !NOPHELES Y TRANSMITE LA ENFER MEDAD A LOS HUMANOS A TRAVÏS DE LA PICADURA DE LA HEMBRA ,OS PARÈSITOS AVANZAN VELOZMENTE POR LA CORRIENTE SANGUÓNEA Y LLEGAN AL HÓGADO DONDE SE REPRODUCEN EN UN PERÓODO DE INCU BACIØN DE CATORCE DÓAS $E VUELTA A LA SANGRE ATACAN A LOS ERITROCITOS QUE SE
DISGREGAN 3UELE SER LETAL ,A MALARIA SE DIFUNDIØ POR 'RECIA CONTINENTAL EN PARTICULAR DESDE LOS HUMEDALES DE "EOCIA Y LA !RGØLIDA %N LA PROPAGACIØN DE OTRAS ENFER MEDADES CONTRIBUYERON LAS MIGRA CIONES QUE SUPONÓAN EL TRASIEGO DE GENTES CON LOS ANIMALES DOMÏSTICOS Y SUS PATØGENOS ,OS RESTOS ESQUE LÏTICOS Y LA DENTICIØN NOS FACILITAN EL CUADRO SANITARIO $ESCUBRIMOS ASÓ QUE PARA LOS VARONES LA ESPERANZA DE VIDA EN LA #RETA -INOICA DEBIØ DE VA RIAR ENTRE UN A×OS EN EL PERÓODO -INOICO INICIAL C A# HASTA LOS A×OS EN EL -INOICO TARDÓO C A# PARA LAS MUJERES LA ESPERANZA DE VIDA ERA INFERIOR 9 NOS REVELAN UNA DIETA BASADA EN LA HARINA DE CEREAL ! %GIPTO ACUDIERON 4ALES DE -ILE TO A# Y 0ITÈGORAS A# ESTE ÞLTIMO RECIBIDO POR EL FARAØN !HMOSIS )) 3U PENSAMIENTO LO MISMO QUE EL DE (OMERO 0ÓNDARO 0LATØN (ERODOTO Y 3OLØN FUE CONFOR MADO EN BUENA MEDIDA POR LA CULTU RA DEL .ILO 3E DICE QUE EL PROPIO 0LATØN VISITØ (ELIØPOLIS EN TORNO AL A# 2EPRESENTANTES DE LAS TRES ESCUELAS PRINCIPALES DE LA MEDICINA GRIEGA DE #ROTONA #NIDO Y #OS ES TABLECIERON TAMBIÏN CONTACTO CON MÏ DICOS EGIPCIOS ,AS SEMEJANZAS ENTRE LAS IDEAS DE #NIDO Y %GIPTO SOBRE LOS EFECTOS DE LA ENFERMEDAD EN EL CUER PO RESULTAN LLAMATIVAS EL PRINCIPIO MØRBIDO PERITTOMA DE LA ESCUELA DE #NIDO MUY PARECIDA A LA NOCIØN INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
2. Padiamanet quema incienso en honor de Osiris. (Procedente de un papiro de la Dinastía 22.)
EGIPCIA DE WEKHEDU PUDIERA SER UN CASO DE INmUENCIA DIRECTA %L PROPIO (IPØCRATES RECIBIØ LA INmUENCIA DEL PENSAMIENTO MÏDICO EGIPCIO 0ERO (IPØCRATES ES DEUDOR TAMBIÏN DE SUS ANTECESORES PRESOCRÈTICOS $E (OMERO PARA QUIEN EN TODO EGIPCIO VARØN HAY ESCONDIDO UN MÏDICO PRO FESIØN QUE PARECE HABER EJERCIDO EL RELATOR DE LA )LIADA ENROLADO EN EL EJÏRCITO DE !GAMENØN EN LA BATALLA DE 4ROYA SEGÞN SE DESPRENDE DE LA LEC TURA DE DICHO POEMA Y SU DESCRIPCIØN DE LAS HERIDAS %N ESE PERÓODO PRESO CRÈTICO LOS VÓNCULOS ENTRE LA lLOSOFÓA Y LA MEDICINA SE REMONTAN A 0ITÈGORAS Y 0ARMÏNIDES !QUEL CON SU CONCEP CIØN DE LOS NÞMEROS INmUIRÓA EN LA DOCTRINA DE LOS DÓAS CRÓTICOS DÓAS DE IMPORTANCIA PARTICULAR EN EL CURSO DE UNA ENFERMEDAD -UY DISCUTIDA ES LA lLIACIØN PITAGØRICA DE LA ESCUELA MÏDICA DE #ROTONA REPRESENTADA POR LA lGURA EXIMIA DE !LCMEØN SIGLOS 6) 6 A# DE PARTICULAR RELIEVE EN LA ANATOMÓA DE LOS NERVIOS Y DE LOS VASOS SANGUÓNEOS 3U INTERÏS SE EXTENDIØ HACIA LA EMBRIOLOGÓA Y DIFERENCIACIØN SEXUAL 3OSTUVO UNA RELACIØN DIRECTA DE LOS SENTIDOS CON CENTROS CEREBRALES A TRAVÏS DE DETERMINADOS CANALES 3E ALCANZABA LA SALUD CUANDO SE LOGRABA EL EQUILIBRIO DE CUALIDADES OPUESTAS SE ENFERMABA CUANDO LA ECUACIØN SE DECANTABA HACIA UN MIEMBRO DE LA MISMA .O SE TRATA PUES DE UNA ARMONÓA FUNDADA EN UNA PROPORCIØN ESPECÓlCA SINO DE UNA MEZCLA ABSO LUTA DE TODAS LAS FUERZAS DEL CUERPO NO SON LOS ELEMENTOS SINO LAS CUA LIDADES O POTENCIAS LAS QUE PRECISAN MANTENERSE ! OTRO lLØSOFO NATURAL %MPÏDO CLES VA ASOCIADA LA ESCUELA MÏDICA DE !GRIGENTO 3E LE CONOCE POR HABER ESBOZADO LA DOCTRINA DE LOS CUATRO ELEMENTOS AIRE AGUA FUEGO Y TIERRA CUYAS DIFERENTES RAZONES PROPORCIO NALES EXPLICABAN LA DIVERSIDAD DE SUSTANCIAS ,A SANGRE CONSTITUÓA UN EQUILIBRIO CABAL DE LOS CUATRO ELE MENTOS ! PARTIR DE ELLA SE FORMABA EL TEJIDO MUSCULAR (UESO Y TENDONES TENÓAN DIFERENTES PROPORCIONES %L OJO CONTENÓA LOS CUATRO ELEMENTOS PERO LA VISIØN DEPENDÓA EN BUENA MEDIDA DEL FUEGO Y DEL AGUA ,A DIGESTIØN INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
FORMABA PARTE DE UN PROCESO MECÈNI CO %N LA MEZCLA Y SEPARACIØN DE LOS ELEMENTOS POR DOS PRINCIPIOS OPUES TOS SE FUNDABAN EL ORIGEN DE LA VIDA EL DESARROLLO LA ESTRUCTURA Y FUNCIØN DE LOS ORGANISMOS ASÓ COMO LA SALUD Y LA ENFERMEDAD 0ERO NO TODO EN ÏL FUE GEOMETRÓA Y ESQUEMATISMO %N SU POEMA +ATHARMOI 0URIlCACIONES DEFENDÓA UNA MEDICINA EXPIATORIA %N EL ÞLTIMO TERCIO DEL SIGLO 6 A# mORECIERON DOS lLØSOFOS CON INTERE SES MÏDICOS $IØGENES DE !POLONIA Y $EMØCRITO DE !BDERA %L PRIMERO ABORDØ TEMAS TRATADOS POR !LCMEØN Y PUSO EL ORIGEN DE TODO EN EL AIRE INCLUIDOS PENSAMIENTO Y SENSACIØN 3IN EJERCER LA MEDICINA LA SOMBRA DEL ATOMISTA $EMØCRITO SE EXTEN DIØ HASTA EL PERÓODO ROMANO PARA RESURGIR EN DIFERENTES VERSIONES Y OCASIONES A LO LARGO DE LA HISTORIA DE /CCIDENTE %SCRIBIØ SOBRE PROG NOSIS Y DIETÏTICA )NTERESADO POR LA ANATOMÓA ANIMAL ATRIBUÓA EL PARTO MÞLTIPLE A LA EXISTENCIA DE UNA MATRIZ COMPARTIMENTADA IDEA QUE PASARÓA A UN AUTOR HIPOCRÈTICO PARA EXPLICAR EL PARTO GEMELAR 3E LE ATRIBUYE UN EPISTOLARIO ESPURIO CON (IPØCRATES QUE VIVIØ EN EL SIGLO 6 A# Y ES RE CONOCIDO PROGENITOR DE LA MEDICINA CIENTÓlCA RACIONAL Y SU SISTEMATIZADOR
A TRAVÏS DE UN #ORPUS CUYA REDAC CIØN SE EXTENDIØ EN REALIDAD A LO LARGO DE SEIS O SIETE SIGLOS DESDE EL INICIAL 3OBRE LAS HEBDØMADAS CUYO TÓTULO REMITE A LA IMPORTANCIA CØS MICA DEL NÞMERO SIETE SIETE FASES DE LA LUNA SIETE VIENTOS SIETE PARTES DEL A×O SIETE EDADES HUMANAS Y EL PARALELISMO ENTRE EL MACROCOSMOS Y EL MICROCOSMOS HOMBRE ,A #OLECCIØN HIPOCRÈTICA QUE NOS HA LLEGADO CONSTA DE UNA SESENTENA DE OBRAS ESCRITAS EN DIALECTO JØNICO %N LA FORMA EN QUE LA CONOCEMOS SE CONFORMARÓA EN !LEJANDRÓA DE %GIPTO %L GRUESO DE LA MISMA SE CREA ENTRE LA SEGUNDA MITAD DEL SIGLO 6 A# Y LA PRIMERA DEL )6 0ARTICIPAN DOS ES CUELAS ASCLEPÓADAS LA DE #NIDO Y LA DE #OS $E #NIDO PROCEDEN 3OBRE LAS ENFERMEDADES Y %NFERMEDADES )) QUE SIGUEN LA ORIENTACIØN DE UNAS 3ENTENCIAS CNIDIAS CRITICADAS POR 'ALENO 3OBRE LA GENERACIØN Y 3O BRE LA NATURALEZA DEL NI×O ASÓ COMO LOS DE TEMA TOCOGINECOLØGICO 3OBRE LA NATURALEZA DE LA MUJER 3OBRE LAS ENFERMEDADES DE LA MUJER Y 3OBRE LAS MUJERES ESTÏRILES $E LA ESCUELA DE #OS QUE SE CA RACTERIZA POR UNA MAYOR ATENCIØN AL DIAGNØSTICO Y A LA MODERACIØN EN LA TERAPIA PROCEDEN 3OBRE LA DIETA EN 87
LAS ENFERMEDADES AGUDAS 3OBRE LOS AIRES LAS AGUAS Y LOS LUGARES 3O BRE LA NATURALEZA DEL HOMBRE LOS 0RONØSTICOS !FORISMOS PARTE DE LAS %PIDEMIAS Y LOS TRATADOS QUIRÞRGICOS 3OBRE LAS HERIDAS DE LA CABEZA 3OBRE LAS FRACTURAS Y 3OBRE LAS ARTICULA CIONES %N ESTA ÞLTIMA APARECE LA DESCRIPCIØN CLÈSICA DE UN JOROBADO CUYA DEFORMIDAD ESTABA CAUSADA POR TUBERCULOSIS ,OS SIETE LIBROS DE LAS %PIDEMIAS SE ESCRIBIERON EN TRES FE CHAS DIFERENTES Y EN TORNO AL A# Y EN TORNO AL A # Y ENTRE EL Y A# PROBABLEMENTE POR DIVERSOS AUTORES 3OBRE LA GENERACIØN Y 3OBRE LA NA TURALEZA DEL NI×O INTEGRARÓAN EN UN COMIENZO PARTE DE UNA MISMA OBRA 9 !IRES AGUAS Y LUGARES Y 3OBRE LA ENFERMEDAD SAGRADA PODRÓAN LLEVAR LA lRMA DE UN MISMO ESTUDIOSO ,A ATENCIØN DE LOS SOlSTAS A LAS CUESTIONES DE MÏTODO Y EPISTEMOLØ GICAS SE REmEJA EN LOS TRATADOS RELA CIONADOS CON LA NATURALEZA DE LA ME DICINA CON EL ESTATUTO DEL ARTE 3OBRE
LA NATURALEZA DEL HOMBRE 3OBRE LA MEDICINA ANTIGUA 3OBRE LOS LUGA RES EN EL HOMBRE O 3OBRE LA DIETA -ÈS O MENOS POR LA ÏPOCA EN QUE SE REDACTARON 0LATØN ESCRIBÓA SU 0ROTÈ GORAS DONDE RATIlCA LA PROCEDENCIA COICA DE (IPØCRATES ,A AUTORIDAD DEL IATROS ESTABA LEJOS DE SER ACEPTADA POR TODOS %L AUTOR DE 3OBRE EL ARTE TENÓA QUE DEFENDER LA MEDICINA FRENTE A LOS QUE HABÓAN CONVERTIDO EN ARTE ATACAR AL ARTE Y NEGABAN LA VALIDEZ DE LA MEDICINA PORQUE ALGUNOS SE CURABAN SIN LA INTERVENCIØN DEL MÏ DICO EN TANTO QUE OTROS MORÓAN PESE A LOS ESFUERZOS DE ÏSTE %L AUTOR DE 3OBRE LA MEDICINA ANTIGUA NO SØLO RECHAZABA LA ENTREGA ABSOLUTA AL AZAR SINO QUE ADEMÈS ABOMINA DE LOS FILØSOFOS LÏASE %MPÏDOCLES QUE CREEN EN HIPØTESIS ABSURDAS (IPØ TESIS ABSURDA INDICA EL AUTOR DE 3OBRE LA ENFERMEDAD SAGRADA ES DEFENDER QUE LA EPILEPSIA LA MANÓA Y OTROS TRASTORNOS MENTALES ESTÈN CAUSADOS POR LOS DIOSES Y POR CONSIGUIENTE NECESITAN REMEDIOS RELIGIOSOS
3. Galeno explicando su teoría farmacológica a sus seguidores. Menos entusiastas se muestran Asclepiades, Arquigenes y Erasístrato. (Manuscrito Db 93, folio 390 r. Biblioteca de Dresde.)
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z#UÈL FUE LA RELACIØN DE !RISTØ TELES CON EL HIPOCRATISMO z#ONO CIØ !RISTØTELES ALGUNOS ESCRITOS HI POCRÈTICOS #AROLIN - /SER 'ROTE ENHEBRA UN ANÈLISIS DE UNA MÈS QUE MEDIANA DEPENDENCIA DOCTRINAL 3A BIDO ES QUE EL ESTAGIRITA FUNDØ EN EL DOMINIO DE LA BIOLOGÓA SU lLOSOFÓA NATURAL 0ARTE DEL MÏTODO CIENTÓlCO CUYOS PRINCIPIOS HABÓA ESBOZADO EN LOS !NALYTICA POSTERIORA QUE APLICA A LA ZOOLOGÓA EN EL PRIMER LIBRO DEL $E PARTIBUS ANIMALIUM !RISTØTELES SE SIRVE DE LOS HECHOS DEL MUNDO EMPÓRICO ANALIZA LAS OBSERVACIONES Y LAS CLASIlCA AL TIEMPO QUE CREA UNA NUEVA TERMINOLOGÓA 2EPARTE LOS ORGANISMOS ENTRE DOTADOS DE SANGRE Y EXANGàES LA DIVISIØN QUE ,AMARCK CONVERTIRÓA EN VERTEBRADOS E INVERTE BRADOS !RISTØTELES AGRUPA BAJO ESA DIVISIØN SUS GRANDES GÏNEROS AVES PECES CETÈCEOS HOMBRE TETRÈPODOS TESTÈCEOS CRUSTÈCEOS CEFALØPODOS E INSECTOS %SOS GRANDES GÏNEROS SE SUBDIVIDÓAN A SU VEZ EN GÏNEROS DE ALCANCE MÈS RESTRINGIDO Y ÏSTOS A SU VEZ EN ESPECIES ! ÏSTAS LAS CA RACTERIZABA UNA DIFERENCIA DISTINTIVA FORMAL $E ESE MODO !RISTØTELES SE CONVIRTIØ EN FUNDADOR DE LA ANATO MÓA COMPARADA ,A GRADUACIØN DE LAS DIFERENCIAS LE LLEVØ A LA IDEA DE LA ESCALA DE LOS SERES !L ESTUDIO DE LA ANATOMÓA LA lSIOLOGÓA Y EL COM PORTAMIENTO CONSAGRA VARIAS OBRAS (ISTORIA ANIMALIUM $E PARTIBUS ANI MALIUM Y $E GENERATIONE ANIMALIUM AMÏN DE LOS OPÞSCULOS AGAVILLADOS EN 0ARVA NATURALIA %L INTERÏS DE !RISTØTELES POR LA ANATOMÓA LE VENÓA DE FAMILIA 3U PADRE .IKOMAKOS DEL CLAN DE LOS ASCLEPÓADAS FUE MÏDICO AL SERVICIO DEL REY !MYNTOS ))) DE -ACEDONIA 9 ÏL MISMO EMPRENDIØ UN FAMOSO EXPERIMENTO SOBRE EL DESARROLLO DE LAS AVES DESDE EL HUEVO Y TENDIØ PUENTES DE ANALOGÓA ENTRE ORGANIS MOS ANIMALES Y EL HOMBRE !HORA HABRÈ QUE A×ADIR SU INSPIRACIØN EN 3OBRE LA ENFERMEDAD SAGRADA Y OTROS TRATADOS HIPOCRÈTICOS %N LA #OLECCIØN NO APARECE UN NÞMERO DE HUMORES lJO Y ACORDADO POR TODOS ,O QUE NO OBSTA PARA QUE BUENA PARTE DE LOS AUTORES CONCE DIERAN PREEMINENCIA A DOS mUIDOS VISIBLES LA mEMA Y LA BILIS %N EL PRIMER CASO SU DENOMINACIØN GRIEGA NOS REMITE A UNA SUSTANCIA ASOCIADA CON LA COMBUSTIØN O LA ENFERMEDAD INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
INmAMATORIA 4ODAS LAS ENFERMEDA DES HUMANAS SURGEN DE LA BILIS Y LA mEMA DECLARABA EL AUTOR DE 3OBRE LAS AFECCIONES 0ARA EL MÏDICO HI POCRÈTICO LA ENFERMEDAD ENTRA×ABA UN DESORDEN O DESEQUILIBRIO EN EL SISTEMA DE mUIDOS INTERNOS INCLUIDO EL PROPIO PNEUMA LO MISMO EN EL VARØN QUE EN LA MUJER 0ERO NO SØLO ES MATERIA MØRBIDA LA QUE PARECE EN EXCESO O DEFECTO TAMBIÏN PUEDEN SERLO LOS AIRES ,OS FENØMENOS DEL MUNDO NATURAL REPERCUTEN EN EL ESTADO DE LA SALUD O DE ENFERMEDAD %L AUTOR DE 3OBRE EL RÏGIMEN DECLARA QUE ES NECESARIO QUE EL MÏDICO CONOZCA NO SØLO LA CONSTI TUCIØN DE SU PACIENTE SINO TAMBIÏN LAS ESTACIONES DEL A×O LOS AIRES EL TIEMPO LA REGIØN GEOGRÈlCA EL ORTO Y EL OCASO DEL SOL !IRES AGUAS Y LUGARES CONSTITUYE EL EJEMPLO MÈS CELEBRADO DE ESA MEDICINA GEOGRÈlCA O METEOROLØGICA 0OCOS EPISODIOS DE LA MEDICINA ANTIGUA SE HAN ESTUDIADO CON TAN TA PROFUNDIDAD Y PROVECHO COMO LA APARICIØN Y EL DESARROLLO DE LA ANA TOMÓA HUMANA EN LA PRIMERA MITAD DEL SIGLO ))) A# EN !LEJANDRÓA 5NA EMPRESA QUE CARGARON SOBRE SUS HOM BROS (ERØlLO Y %RASÓSTRATO QUIENES DISECCIØN MEDIANTE REVELARON NUME ROSAS ESTRUCTURAS DEL CUERPO HUMANO (ERØlLO DE #ALCEDONIA DISCREPABA DE LA PROGNOSIS HIPOCRÈTICA Y AUNQUE BASABA SU lSIOLOGÓA Y PATOLOGÓA EN LA TEORÓA DE LOS HUMORES SU INTERPRE TACIØN NO COINCIDÓA NECESARIAMENTE CON LA DE 3OBRE LA NATURALEZA DEL HOMBRE 3ØLO FRAGMENTARIA NOS HA LLEGADO LA INFORMACIØN CONCERNIEN TE A LAS DOCTRINAS DE %RASÓSTRATO DE #EOS 3EGÞN PARECE DESCUBRIØ LAS VÈLVULAS DEL CORAZØN Y OBSERVØ SU FUNCIONAMIENTO ,A ASIMILACIØN DE LA MEDICINA GRIEGA POR EL MUNDO DE LENGUA LATI NA CONSTITUYE UNO DE LOS MOMENTOS DECISIVOS DE LA HISTORIA DE LA CIENCIA 5N SISTEMA DOCTRINAL SE TRANSPLANTØ EN OTRO DE LENGUA Y TRADICIØN DIFE RENTES 3IN ESE TRASVASE LA MEDICINA GRIEGA HUBIERA SIDO UNA MÈS COMO LA BABILØNICA O LA EGIPCIA %L INICIO DEL PROCESO VA UNIDO AL NOMBRE DE !RCAGATHUS HIJO DE ,ISANIAS EN EL A# #ON LA APROBACIØN DEL 3E NADO 2OMANO HACIA MEDIADOS DEL SIGLO ) A# SE HABÓA CONVERTIDO YA EN SIGNO DE DISTINCIØN EL EMPLEO DE UN MÏDICO GRIEGO !REMIDORO MÏDICO INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
4. Comentario de Galeno a los Aforismos de Hipócrates. (Instituto de Estudios Orientales de San Petersburgo.)
PROCEDENTE DE 0ERGA HABÓA ADQUI RIDO LA CIUDADANÓA ROMANA EN TORNO AL A# !UNQUE CON MUCHO EL MÏDICO INMIGRANTE MÈS INmUYENTE DE LA 2OMA REPUBLICANA FUE !SCLE PÓADES DE "ITINIA QUIEN DE CREER A 0LINIO HABÓA SIDO CON ANTERIORIDAD UN FRUSTRADO PROFESOR DE RETØRICA !SCLE PÓADES SOSTENÓA QUE EL CUERPO ESTABA CONSTITUIDO POR PARTÓCULAS INVISIBLES Y QUE LA SALUD CONSTITUÓA UNA FUNCIØN DE SU MOVIMIENTO LIBRE Y EQUILIBRADO A TRAVÏS DE POROS ,A TRANSFORMACIØN DEL MUNDO RO MANO BAJO !UGUSTO QUE REINØ DESDE EL A# HASTA EL D# HEREDERO DE *ULIO #ÏSAR AMÏN DE UN CAMBIO DE FORMA DE GOBIERNO SUPUSO UNA REVO LUCIØN SOCIAL Y GEOGRÈlCA A MEDIDA QUE 2OMA EXTENDÓA SU PODER HASTA EL 2HIN EL $ANUBIO Y EL %UFRATES ,A POBLACIØN DE LA URBE SE MULTIPLICØ !RRIBARON MÏDICOS GRIEGOS DE 4EBAS .ICEA ,AODICEA %SMIRNA Y OTROS PUNTOS CULTIVADOS 5NA MISMA ME DICINA Y CASI UNOS MISMOS FÈRMACOS CIRCULARON EN LATÓN Y EN GRIEGO 3E NOS ADELANTA CON 3CRIBONIUS ,ARGUS Y SUS 2ECETAS FARMACÏUTICAS DE lNALES DEL A×O O PRINCIPIOS DEL %L LIBRO CONSTA DE RECETAS DIVIDI DO EN TRES SECCIONES PRINCIPALES %L GRUPO PRIMERO Y MÈS EXTENSO APARECE ORGANIZADO DE ACUERDO CON LAS ENFERMEDADES DE LA CABEZA A LOS PIES DEL DOLOR DE CABEZA Y LA EPI LEPSIA HASTA LA GOTA #UANDO EN TORNO AL D# 0LINIO EL 6IEJO PONDERABA LOS AVANCES DE LA MEDICINA EN SU (ISTORIA .ATURAL NO AHORRØ RECRIMINACIONES #ONSIDERØ LA RECEPCIØN ACRÓTICA DE LA MEDICI NA GRIEGA POR 2OMA UN REmEJO DEL DECLIVE MORAL EL TRIUNFO DEL LUJO SOBRE LAS VIEJAS VIRTUDES ROMANAS 0ERO EN 2OMA NO HABÓA UN HIPOCRA TISMO ÞNICO SINO UNA MULTIPLICIDAD DE SECTAS %L -ETODISMO LA MÈS GENUINAMENTE ROMANA !SÓ DENOMI NADO POR SU DECLARACIØN DE SEGUIR UN MÏTODO DE SANAR ÞNICO Y ElCAZ DOMINØ EL PANORAMA ROMANO A LO LARGO DE TRES SIGLOS Y AUNQUE SUS ORÓGENES SE ESCONDEN ENTRE LOS MÏ DICOS GRIEGOS RESIDENTES EN 2OMA SU INmUENCIA SE EXTENDIØ POR TODO EL )MPERIO $E LAS PRINCIPALES OBRAS
DEL -ETODISMO SOBRESALEN EL TRATADO 3OBRE LAS ENFERMEDADES CRØNICAS Y AGUDAS DE #AELIUS !URELIANOS ESCRITA EN LATÓN LA 'INECOLOGÓA DE 3ORANUS REDACTADA EN GRIEGO %NTRE SUS RIVALES LOS 0NEUMÈTICOS CON SU ÏNFASIS EN EL PNEUMA COMO FACTOR CONTROLADOR DE LA SALUD Y LA ENFERMEDAD FUERON LOS MÈS IMPORTANTES 0ERO LA MEDICINA IMPERIAL HA PASA DO A LA HISTORIA ASOCIADA A LA lGURA DE 'ALENO CUYA DOCTRINA ANATØMICA Y lSIOLØGICA SE CONVERTIRÓA EN CANON A LO LARGO DE QUINCE SIGLOS .ATURAL DE 0ÏRGAMO Y ESTUDIOSO DE LA MEDICINA EN DIVERSOS CENTROS DE LA CUENCA DEL -EDITERRÈNEO ORIENTAL RECALØ POR lN EN 2OMA DONDE ASISTIØ A CUATRO EMPERADORES !SIMILØ EL PEN SAMIENTO DE !RISTØTELES E (IPØCRATES CON CUYA INTERACCIØN CREØ SU PROPIO SISTEMA !SENTØ SU MEDICINA SOBRE LA ANATOMÓA A LA QUE DEDICØ NUMEROSOS ESCRITOS DESDE OPÞSCULOS ELEMENTALES SOBRE HUESOS NERVIOS VENAS ARTERIAS Y MÞSCULOS HASTA UN MANUAL DE DI SECCIØN !UNQUE ERA CONSCIENTE DEL PELIGRO QUE ENCERRABA LA EXTRAPOLA CIØN DEL BRUTO AL HOMBRE LA VERDAD ES QUE SUS DESCRIPCIONES SE RESIENTEN A MENUDO DE ESA CONFUSIØN 3US DISEC CIONES CON MAMÓFEROS MONOS INCLUI DOS LE REFORZARON SU DOCTRINA DE LOS TRES SISTEMAS EL HÓGADO EL CORAZØN Y EL CEREBRO FUNDABAN TRES SISTEMAS PARALELOS CADA UNO DE LOS CUALES CUMPLÓA UNA FUNCIØN DISTINTA ,5)3 !,/.3/ 89
I DEAS APLICADAS
Mark Fischetti
PROTOTIPADO RAPIDO
Dicho y hecho
!
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%. ,! %34%2%/,)4/'2!&)! UN PROGRA MA INFORMÈTICO CONVIERTE LOS DATOS DE DISE×O DE UN OBJETO EN UNA SERIE DE lNAS SECCIONES TRANSVERSALES 5NA PLATAFORMA PERFORADA SU MERGIDA EN UNA CUBETA LLENA DE UN POLÓMERO LÓQUIDO FOTOSENSIBLE ASCIENDE A LA SUPERlCIE %L LÓQUIDO BORBOTEA A TRAVÏS DE LA PLATAFORMA UNA CUCHILLA BARRE ÏSTA DE UN LADO A OTRO DEJANDO UNA PELÓCULA 5N LÈSER ULTRAVIOLETA ORIENTADO POR UN ESPEJO TRAZA LA PRIMERA SECCIØN TRANSVERSAL CONVIRTIENDO EN SØLIDO PORCIONES PRECISAS DEL RECUBRIMIENTO ,A PLATAFORMA DESCIENDE LIGERAMENTE LA CUCHILLA PULE EL LÓQUIDO INMEDIATO AL ÈREA SOLIDIlCADA %L LÈSER ENDURECE UNA SEGUNDA CAPA SOBRE LA PRIMERA Y ASÓ UNA Y OTRA VEZ HASTA OB TENER LA ESTRUCTURA DESEADA 3I ES NECESARIO SE A×ADEN MONTANTES DE SOPORTE QUE LUEGO SE RETIRAN
'%/2'% 2%43%#+
NTES DE INICIAR LA MANUFACTURA DE UN PRODUCTO NUEVO LAS EMPRESAS FABRICAN DE FORMA AR TESANAL MODELOS O PROTOTIPOS PARA COMPROBAR LA VIABILIDAD DEL DISE×O VALORAR EL ASPECTO ENSAYAR EL AJUSTE Y EL FUNCIONAMIENTO CON OTRAS PIEZAS O HACER LA PUESTA A PUNTO lNAL DE MOLDES Y COQUILLAS $URANTE DECENIOS ESTOS PROTOTIPOS SE HAN VENIDO TRABAJANDO A MANO 5NA PRÈCTICA LENTA Y CARA 0ERO EN A×OS RECIENTES VARIAS TÏCNICAS DE PROTOTIPADO RÈPIDO QUE PRODUCEN DE FORMA AUTOMÈTICA PIEZAS TRIDIMENSIONALES A PARTIR DE DATOS PROCEDENTES DEL DISE×O ASISTIDO POR ORDENADOR HAN ACELERADO ESTE PROCESO PRELIMINAR EL TIEMPO DE PROTOTIPADO SE HA REDUCIDO DE SEMANAS A DÓAS U HORAS &ABRICANTES DE AUTOMOCIØN DE PRODUCTOS DE CON SUMO DE EQUIPAMIENTO MÏDICO Y EN GENERAL TODOS AQUELLOS QUE NECESITAN CONSTRUIR MUESTRAS PARA SUS CLIENTES SON SUS MÈS ÈVIDOS USUARIOS ,OS OBJETOS SE OBTIENEN POR ADICIØN SUCESIVA DE lNAS CAPAS DE RESINA PLÈSTICO EXTRUDIDO O POLVO DE FUNDICIØN QUE LUEGO SE ENDURECEN ,A ESTEREOLITOGRAFÓA FUE LA PRIMERA DE ESTAS TÏC NICAS AHORA ES LA MÈS EXTENDIDA SE ENSAYARON QUIZÈS OTROS TREINTA PROCESOS PERO SØLO CINCO O SEIS HAN RESULTADO ElCACES 3E UTILIZA TAMBIÏN EL MODELADO POR DEPOSICIØN FUNDIDA Y LAS IMPRESORAS $ QUE PRODUCEN PIEZAS EN GRANDES CANTIDADES CON RAPIDEZ Y BARATURA AUNQUE ACASO RESULTEN ALGO MENOS PRECISAS Y DURADERAS 5NA MÈQUINA DE ES TEREOLITOGRAFÓA PUEDE COSTAR DE A EUROS UNA IMPRESORA $ ESTÈ ENTRE LOS Y LOS EUROS %L TAMA×O DE LOS OBJETOS ASÓ FABRICADOS SUELE SER INFERIOR A LOS CENTÓMETROS EN LOS TRES EJES 8 9 Y : 3IN EMBARGO ESTÈN APARECIENDO MÈQUINAS QUE ADMITEN DIMENSIONES MAYORES !LGUNAS PRODUCEN ARTÓCULOS COMERCIALES DIRECTAMENTE SIN NECESIDAD DE MOLDES COQUILLAS Y MECANIZADO 0ERO LA MAYO RÓA DE ESOS PRODUCTOS PUGNAN AÞN POR IGUALAR LAS PROPIEDADES MECÈNICAS TÏRMICAS LA DURABILIDAD Y EL BAJO COSTE DE LOS FABRICADOS DE FORMA ARTESA NAL #ON TODO CUANDO EL VOLUMEN DE PRODUCCIØN ES REDUCIDO EL COSTE ELEVADO Y LA FORMA DEL OBJETO COMPLICADA EL PROTOTIPADO RÈPIDO CONSTITUYE LA MEJOR OPCIØN ,A MAYORÓA DE LOS AUDÓFONOS POR EJEMPLO SE FABRICAN MEDIANTE ESTE MÏTODO YA QUE CADA PIEZA DEBE HACERSE A LA MEDIDA DEL CANAL AUDITIVO DEL PACIENTE %L MERCADO DEL PROTOTIPADO RÈPIDO CRECE VELOZMEN TE 3EGÞN SUS DEFENSORES EL PASO SIGUIENTE SERÈ LA FABRICACIØN RÈPIDA CONFORME SE LOGREN MATERIALES MÈS RESISTENTES Y SE MEJORE LA PRECISIØN
,ÈSER
,/3 02/'2!-!3 $% $)3%º/ 0/2 /2$%.!$/2 PUEDEN DElNIR UN OBJETO COMO UNA SERIE DE TRIÈNGULOS ASÓ CODIlCAN SI BIEN DE FORMA BASTA LOS DATOS DEL MODELADO DEL SØLIDO ,A MÈQUINA DE ESTEREOLITOGRAFÓA REDElNE LUEGO EL MODELO EN FORMA DE CAPAS PARA FABRICACIØN
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
¿SABIA USTED QUE...?
£ !º!$!3% #!,/2 %L PROCESO DE SINTERIZACIØN SELECTIVA
POR LÈSER SE ESTÈ EMPLEANDO CADA VEZ MÈS 5N LÈSER FORMA LAS CAPAS MEDIANTE LA FUSIØN DE NAILON TERMOSENSIBLE O POLVO METÈLICO QUE SE EXTIENDE SOBRE UNA PLATAFORMA SIMILAR A LAS EMPLEADAS EN LA IMPRESIØN $ 0ERMITE OBTENER PRODUCTOS lNALES SE UTILIZA SOBRE TODO EN LA FABRICACIØN DE AUDÓFONOS Y OTROS ARTÓCULOS QUE DEBAN HACERSE A LA MEDIDA DEL CLIENTE ! ESTA TÏCNICA SE RECURRE TAMBIÏN PARA LA FABRICACIØN DE CONDUCTOS DE AIRE PARA LOS CAZAS "OEING & Y PIEZAS PARA LA LANZADERA ESPACIAL ESTADOUNIDENSE O LA %STACIØN %SPACIAL )NTERNACIONAL £ $ #!3%2! 3EGÞN LOS ENTUSIASTAS LLEGARÈ EL DÓA EN QUE
CUALQUIERA PODRÈ CONSTRUIRSE SUS PROPIAS BATERÓAS DE COCINA O PIEZAS PARA EL AUTOMØVIL CON UNA MÈQUINA DE PROTOTIPA DO RÈPIDO INSTALADA EN CASA A PARTIR DE DATOS ENVIADOS EN
LÓNEA POR UN PROVEEDOR /TROS EN CAMBIO OPINAN QUE ELLO NO SUCEDERÈ MIENTRAS LA GENTE TENGA LA OPCIØN DE COMPRAR A BUEN PRECIO EL MISMO PRODUCTO EN EL CENTRO COMERCIAL MÈS CERCANO 1UIZÈ LOS INGENIEROS APOSTARÓAN POR ESTE SISTEMA DE TRABAJO PERO SERÈN LOS NI×OS LOS VERDADEROS PROTAGONISTAS %L JUEGO DE DISE×O POR ORDENADOR 3IM#ITY POR EJEMPLO EMPLEA DATOS $ UNA IMPRESORA $ FABRICARÓA POR TANTO TODA CLASE DE ARTÓCULOS %N DIEZ A×OS SI EL PRECIO DE LAS IMPRESORAS DESCIENDE IMAGÓNENSE QUÏ TRABAJOS ESCOLARES PODRÓAN HACER LOS NI×OS £ $% '!3 ! 3/,)$/ 0ESE A LOS NUMEROSOS MATERIALES
EMPLEADOS EN ESTEREOLITOGRAFÓA LA MEJORA DE LA CALIDAD Y LA REDUCCIØN DE LOS COSTES SE HA LOGRADO MERCED AL CAMBIO DE LOS LÈSERES DE GAS POR LOS DE ESTADO SØLIDO ,OS DE GAS OFRECÓAN MENOR PRECISIØN Y ESCASA DURABILIDAD
&ILAMENTO ,ICUADOR
%SPEJO DIRECCIONABLE ,ENTES
0LATAFORMA
#UCH
%. %, -/$%,!$/ 0/2 $%0/3)#)/. &5.$)$! lLAMENTOS DE TERMOPLÈSTICO SE CALIENTAN Y LICÞAN 5N CABEZAL EXTRUSOR DEPOSITA UNA lNA CUENTA DE MATERIAL SOBRE UNA PLATAFORMA DESCRIBIENDO LA PRIMERA CAPA DEL OBJETO IGUAL QUE EL PASTELERO ADORNA UNA TARTA ,A PLATAFORMA SE MANTIENE FRÓA PARA QUE EL PLÈSTICO SE ENDUREZCA CON PRONTITUD $ESPUÏS DE QUE DESCIEN DA LA PLATAFORMA SE EXTRUDE UNA SEGUNDA CAPA Y ASÓ SUCESIVAMENTE
ILLA
-ODELO
#ABEZAL
#UCHILLA
$EPØSITO DE POLVO 0LATAFORMA
0OLÓMERO LÓQUIDO
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
0LATAFORMA
)-02%3)/. %. $ 5NA CUCHILLA EXTIENDE UNA CAPA lNA DE POLVO DE MATERIAL COMPUESTO CERÈMICA O DE FUNDICIØN SOBRE UNA PLATAFORMA UN CABEZAL IMPRESOR COMO EL DE UNA IMPRESORA DE CHORRO DE TINTA FORMA EL DISE×O DESEADO MEDIANTE EL ROCIADO DE LÓQUIDO AGLOMERANTE QUE ENDURECE EL POLVO EN LAS REGIONES NECESARIAS PARA CREAR LA CAPA INICIAL DEL OBJETO ,A PLATAFORMA DESCIENDE SE EXTIENDE MÈS POLVO EL AGLOMERANTE AlRMA LA SEGUNDA CAPA Y ASÓ SUCESIVAMENTE %L EXCESO DE POLVO SE ELIMINA EN UNA FASE POSTERIOR 0ARA AUMENTAR LA DURABILIDAD LAS ÞLTIMAS PORCIONES SE IMPREGNAN CON CERA O RESINA
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I NDICE ANUAL %STE ÓNDICE CONTIENE LOS TÓTULOS DE LOS ARTÓCULOS Y LOS NOMBRES DE LOS AUTORES APARECIDOS EN )NVESTIGACIØN Y #IENCIA A PARTIR DE ENERO DE
-!4%2)!3 ! TRAVÏS DEL ESPEJO ENERO PÈG !CUEDUCTO DE .ÔMES 6IDA Y MUERTE DEL ABRIL PÈG !DAPTACIØN AL ESTRÏS CELULAR %L PAPEL DE LA CROMATINA ENERO PÈG !ERINITA 2ESOLUCIØN DE SU ESTRUCTURA CRISTALINA ABRIL PÈG !GRICULTURA DEL 4ERCER -UNDO NO VIEMBRE PÈG !GRICULTURA PREHISTØRICA #ÈLCULO DE SU PRODUCTIVIDAD ENERO PÈG !GUA zUN RECURSO ABUNDANTE O ESCA SO %CONOMETRÓA %L OCTUBRE PÈGI NA !GUJEROS NEGROS CUÈNTICOS JULIO PÈ GINA !LMACENAMIENTO DEL DIØXIDO DE CAR BONO BAJO TIERRA SEPTIEMBRE PÈGI NA z!MIGOS PARA SIEMPRE JULIO PÈGI NA !NEURISMA SE COMPLICA #UANDO EL OCTUBRE PÈG !NSIEDAD Y SOBREALIMENTACIØN #O MEDORES REFRENADOS FEBRERO PÈGI NA !NTIGUO %GIPTO %L VINO DE 4UTANKHA MON MAYO PÈG !NTIMATERIA FRÓA #REACIØN DE AGOSTO PÈG !PARICIØN DE LA MENTE MODERNA ,A AGOSTO PÈG !PLICACIONES MICROELECTRØNICAS DE LOS NATOTUBOS ABRIL PÈG !RQUEOMETALURGIA MARZO PÈG !RTE RENACENTISTA /PTICA Y REALISMO EN EL FEBRERO PÈG !SÓ CRECÓAN LOS DINOSAURIOS SEPTIEM BRE PÈG !SÓ NEGOCIAN LOS ANIMALES JUNIO PÈ GINA !STEROIDES z1UÏ CALENTØ LOS JULIO PÈG !URICULARES ANULADORES DEL RUIDO 2E DUCIR EL ESTRUENDO JULIO PÈG !UTOESTIMA %L MITO DE LA MARZO PÈ GINA !UTOMOCIØN POR PILAS DE COMBUSTIBLE MAYO PÈG 92
"ACALAO SALADO 3U ORIGEN Y PREPARA CIØN %L MARZO PÈG "ARRERAS CONTRA EL 30!- JUNIO PÈ GINA "IODIVERSIDAD #ONSERVACIØN DE LA NOVIEMBRE PÈG h"OMBA BIOLØGICAv EN MARES SUBTRO PICALES ,A MAYO PÈG "RECHAS EN LA DEFENSA ANTIMISIL ENE RO PÈG "URBUJA LOCAL Y LA 4IERRA ,A ABRIL PÈGINA "ÞSQUEDA DE ALIMENTO EN UN DESIERTO DE AGUA DICIEMBRE PÈG #ALENTAMIENTO ANTROPOGÏNICO PREIN DUSTRIAL MAYO PÈG #ALIDAD ØPTICA DEL OJO JUNIO PÈG #AMBIO CLIMÈTICO BRUSCO ENERO PÈ GINA #AMBIOS CLIMÈTICOS ,OS GLACIARES DE LA 0ATAGONIA OCTUBRE PÈG #ANALOPATÓAS MAYO PÈG #ASTILLOS DE ARENA HÞMEDA AGOSTO PÈG #AVANILLES %L MÏTODO BOTÈNICO DE JUNIO PÈG #ECA DE )ULIA 4RADUCTA ,A MARZO PÈG #ITOQUINESIS EN CÏLULAS EUCARIOTAS JU LIO PÈG #LAMIDIAS z3E PUEDE DETENER A LAS JULIO PÈG #OCHES HÓBRIDOS NOVIEMBRE PÈG #ØMO Y DØNDE SE ORIGINØ EL MAÓZ AGOSTO PÈG #OMPORTAMIENTO ELÏCTRICO ANØMA LO DEL AGUA 0ELÓCULAS NEGRAS DE .EWTON MARZO PÈG #OMPUTACIØN A LA VELOCIDAD DE LA LUZ FEBRERO PÈG #OMPUTACIØN EN AGUJEROS NEGROS ENERO PÈG #ONDENSADOS DE "OSE %INSTEIN Y MI CROCHIPS ABRIL PÈG #ONSERVACIØN DE LA BIODIVERSIDAD NO VIEMBRE PÈG #ONSERVACIØN DE LA NATURALEZA -ER CADOS PARA LA NOVIEMBRE PÈG #/.34!.3 %L GEN DE LA mORACIØN JULIO PÈG #ONTROL CELULAR DE LA INTEGRINA "ASES ESTRUCTURALES AGOSTO PÈG #ONTROL DEL TRÈlCO AÏREO #IELOS CON CURRIDOS MAYO PÈG #ONVERSACIØN AUTOMÈTICA AGOSTO PÈG
#ORAZØN )NJERTOS PARA EL ENERO PÈ GINA #REACIØN DE ANTIMATERIA FRÓA AGOSTO PÈG #RIBAS Y NÞMEROS PRIMOS AGOSTO PÈG #RIPTOGRAFÓA CUÈNTICA COMERCIAL MAR ZO PÈG #RISTALES DE HIELO EN UNA CÏLULA CON VECTIVA NOVIEMBRE PÈG #UANDO EL ANEURISMA SE COMPLICA OC TUBRE PÈG #UANDO SE ROMPE LA SIMETRÓA (IGGS SUPERSIMETRÓA DIMENSIONES EXTRA ABRIL PÈG #ULMEN DE LA HUMANIDAD %L NOVIEM BRE PÈG $E +OCH A (ELICOBACTER PYLORI NO VIEMBRE PÈG $ECIDIR ANTE UN FUTURO INCIERTO AGOS TO PÈG $EFENSA ANTIMISIL "RECHAS EN LA ENE RO PÈG $EL ORÈCULO A LOS NEMATOMORFOS ABRIL PÈG $EMOGRÈlCAS 4ENDENCIAS NOVIEM BRE PÈG $ENSIDAD MINERAL ØSEA )MPORTANCIA METODOLØGICA ,A DICIEMBRE PÈGI NA $ESARROLLO DE ESTOMAS DICIEMBRE PÈG $ESARROLLO DEL PENSAMIENTO SIMBØLI CO OCTUBRE PÈG $ESCUBRIMIENTO DE .EPTUNO %L FE BRERO PÈG $ETECCIØN DE LAS ONDAS GRAVITATORIAS ,A OCTUBRE PÈG $IENTES PROBETA OCTUBRE PÈG $IBORURO DE MAGNESIO SUPERCONDUC TOR A ALTA TEMPERATURA %L JUNIO PÈG $IMORFISMO SEXUAL CEREBRAL JULIO PÈG $INOSAURIOS !SÓ CRECÓAN LOS SEPTIEM BRE PÈG $INOSAURIOS ÈRTICOS DE !LASKA FEBRE RO PÈG $IØXIDO DE CARBONO BAJO TIERRA !L MACENAMIENTO DEL SEPTIEMBRE PÈGINA $ISONANCIA CØSMICA OCTUBRE PÈG $OTE DEL SULTÈN ,A MARZO PÈG %COlSIOLOGÓA ,A LISA Y LA LEBRANCHA EN "AJA #ALIFORNIA 3UR FEBRERO PÈG INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
%COLOGÓA VEGETAL $ISTRIBUCIØN DE LAS ESPECIES PERENNES EN EL (UIZACHE JULIO PÈG %CONOMÓA EN UN MUNDO REPLETO ,A NOVIEMBRE PÈG %NDOCANNABINOIDES CEREBRALES FEBRE RO PÈG %NSE×ANZA DE LA LECTURA ,A ENERO PÈG %QUIDOS SALVAJES EN PELIGRO MAYO PÈG %SPECIACIØN CROMOSØMICA EN PRIMA TES AGOSTO PÈG %STOMAS $ESARROLLO DE DICIEMBRE PÈG %STRATIGRAFÓA Y RELIEVE DE -ARTE SEP TIEMBRE PÈG %STRUCTURA DEL BOSQUE EUROPEO CADU CIFOLIO %L PAPEL DE LOS REFUGIOS GLA CIARES SEPTIEMBRE PÈG %STRUCTURA DEL CEREBRO HUMANO ENERO PÈG &ÏLIX 4ISSERAND Y EL EFECTO SOMBRA AGOSTO PÈG &IJACIØN DE LA MEMORIA ABRIL PÈGI NA &INALMENTE SUDOKU DICIEMBRE PÈ GINA &ÓSICA Y LOS DIAGRAMAS DE &EYNMAN ,A SEPTIEMBRE PÈG &LORES Y HOJAS ONDULADAS MAYO PÈ GINA &ONDO CØSMICO DE MICROONDAS 0OLA RIZACIØN DEL DICIEMBRE PÈG &ORMA DE UN ICEBERG ,A JUNIO PÈ GINA &OSA DE LAS 3HETLAND DEL 3UR 4RANSI CIØN DE UN MARGEN DE ACTIVO A PASI VO EN LA !NTÈRTIDA AGOSTO PÈG &ØSILES Y LOTERÓA ABRIL PÈG &OTOFRAGMENTACIØN DE LA MOLÏCULA DE DEUTERIO %FECTO FOTOELÏCTRICO DICIEMBRE PÈG &OTOGRAFÓA DIGITAL 0ÓXEL A PÓXEL AGOS TO PÈG 'ASES DE &ERMI ATRAPADOS ØPTICAMEN TE MARZO PÈG 'ENES Y ENFERMEDADES HEREDITARIAS $ATOS INFORMÈTICOS SEPTIEMBRE PÈG 'ENOMA %L OTRO JUNIO PÈG 'EODINAMO ,A JUNIO PÈG 'EOMETRÓA NO CONMUTATIVA Y ESPACIO TIEMPO CUÈNTICO MARZO PÈG 'OTAS NANOSCØPICAS DE HELIO A BAJAS TEMPERATURAS OCTUBRE PÈG 'RAN EXPLOSIØN ,AS PARADOJAS DE LA MAYO PÈG (AGAN SUS APUESTAS OCTUBRE PÈG (ALOGENUROS ORGÈNICOS JULIO PÈGI NA (ELICOBACTER PYLORI ABRIL PÈG INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
(EMOCROMATOSIS HEREDITARIA %L HIERRO NO SIEMPRE ES BUENO DICIEMBRE PÈG (OMBRE DE &LORES %L ABRIL PÈGI NA )NJERTOS PARA EL CORAZØN ENERO PÈGI NA *UEGOS CON EL CENTRO DE MASAS JUNIO PÈG *UEGOS CON ESPEJOS PLANOS FEBRERO PÈG ,AGO 4ANGANICA %L JULIO PÈG ,EGADO MEDIEVAL #ODEX #ALIXTINUS OCTUBRE PÈG ,ØGICA TRANSFORMABLE OCTUBRE PÈGI NA ,OGONE "IRNI Y LOS POBLADOS "A ILA &RACTALES URBANOS AFRICANOS NO VIEMBRE PÈG ,UPUS SUS CAUSAS Y POSIBILIDADES DE TRATAMIENTO %L MAYO PÈG -AÓZ #ØMO Y DØNDE SE ORIGINØ EL AGOSTO PÈG -ANO HUMANA %L ORIGEN DE LA FEBRE RO PÈG -ARCAPASOS -ANTENER EL RITMO ENE RO PÈG -AREAS INTERNAS Y TALUD CONTINENTAL FEBRERO PÈG -ARTE %STRATIGRAFÓA Y RELIEVE DE SEP TIEMBRE PÈG -ÈS PARADOJAS DE ALTERNANCIA SEP TIEMBRE PÈG -ÈS RIQUEZA CON MENOS CARBONO NO VIEMBRE PÈG -ATERIA %L ORIGEN DE LA JUNIO PÈ GINA -ECANISMOS QUÓMICOS DE DEFENSA EN LAS PLANTAS FEBRERO PÈG -ENTE MODERNA ,A APARICIØN DE LA AGOSTO PÈG -ENÞ NAVIDE×O DEDICADO A LOS QUÓMI COS DICIEMBRE PÈG -ERCADOS PARA LA CONSERVACIØN DE LA NATURALEZA NOVIEMBRE PÈG -ETABOLISMO CEREBRAL DEL ALCOHOL &UNCIØN DE LA ENZIMA ALDEHÓDO DES HIDROGENASA JUNIO PÈG -ÏTODO BOTÈNICO DE #AVANILLES %L JUNIO PÈG -ICROBIOLOGÓA EVOLUTIVA ,OS ESTROMA TOLITOS DE #UATRO #IÏNEGAS MARZO PÈG -ICROCUÈSARES 2ECUERDAN EN PEQUE ×A ESCALA A LOS CUÈSARES DE LEJANAS GALAXIAS AGOSTO PÈG -ICROCHORROS Y NANOCHORROS DICIEM BRE PÈG -ICROESTRIACIØN DENTARIA Y DIETA %VO LUCIØN DE LA ALIMENTACIØN EN LAS PO BLACIONES HUMANAS PREHISTØRICAS JULIO PÈG
-INERÓA DE TEXTOS CIENTÓlCOS JULIO PÈG -ISTERIOS DE LA MASA ,OS SEPTIEM BRE PÈG -ITO DE LA AUTOESTIMA %L MARZO PÈ GINA -ONEGROS RIQUEZA ESCONDIDA EN LA SAL DEL DESIERTO OCTUBRE PÈG -OVIMIENTO BROWNIANO SEGÞN %INS TEIN %L DICIEMBRE PÈG -UDA EN !RTRØPODOS 3U PRIMER REGIS TRO FØSIL ,A ENERO PÈG -UERTE APARENTE PREVENTIVA AGOSTO PÈG -ÞSICA Y CEREBRO ENERO PÈG -UTACIONES PIONERAS DICIEMBRE PÈ GINA .ANOCUERPOS OCTUBRE PÈG .ATOTUBOS !PLICACIONES MICROELECTRØ NICAS DE LOS ABRIL PÈG .ATURALEZA DEL !$. $ETERMINA UNA CORRECTA SEGREGACIØN DE LOS CRO MOSOMAS EN LA MITOSIS ,A JUNIO PÈGINA .EPTUNO %L DESCUBRIMIENTO DE FE BRERO PÈG .IKOLA 4ESLA MAYO PÈG .UEVA PERSPECTIVA PARA LA ENFERMEDAD DE 0ARKINSON SEPTIEMBRE PÈG .UEVAS DIANAS FARMACOLØGICAS DI CIEMBRE PÈG .UEVOS BUSCADORES EN LA 2ED ABRIL PÈG .UEVOS RETOS PARA LA SALUD PÞBLICA NOVIEMBRE PÈG .ÞMERO MAYOR Y LA INFORMACIØN MIS TERIOSA %L ENERO PÈG /CEANOGRAFÓA %STRUCTURA lNA TERMO HALINA SEPTIEMBRE PÈG /JO #ALIDAD ØPTICA DEL JUNIO PÈGI NA /JO DEL OBSERVADOR %L MARZO PÈGI NA /NDAS EN EL OCÏANO GALÈCTICO DICIEM BRE PÈG /NDAS GRAVITATORIAS ,A DETECCIØN DE LAS OCTUBRE PÈG /NDAS Y -OHO ABRIL PÈG /PTICA Y REALISMO EN EL ARTE RENACEN TISTA FEBRERO PÈG /RDENADORES Y ALGORITMOS DE VISIØN 5N CIBERGEØLOGO PARA LA EXPLORA CIØN DE -ARTE JULIO PÈG /RIGEN DE LA CÏLULA EUCARIOTA -ETA BOLISMO PROTOMITOCONDRIAL ABRIL PÈG /RIGEN DE LA MANO HUMANA %L FEBRE RO PÈG /RIGEN DE LA MATERIA %L JUNIO PÈG /RIGEN DE LOS ELEMENTOS ,ITIO 7-!0 Y LA GRAN EXPLOSIØN %L AGOSTO PÈ GINA 93
/RÓGENES DE LA COMPLEJIDAD ANIMAL OCTUBRE PÈG /TRO GENOMA %L JUNIO PÈG 0ARADOJAS DE LA GRAN EXPLOSIØN ,AS MAYO PÈG 0ARASITOLOGÓA !SOCIACIØN DE CULTIVOS EN EL CONTROL DE PLAGAS MAYO PÈ GINA 0ARKINSON .UEVA PERSPECTIVA PARA LA ENFERMEDAD DE SEPTIEMBRE PÈGI NA 0ELOTAS DE TENIS 6ARIEDAD UNIFORME SEPTIEMBRE PÈG 0ÏNDULO GRAVIMÏTRICO JULIO PÈG 0ÏRDIDA DEL PUNTO DE CONTROL MITØTI CO !SOCIADA AL PROCESO DE ENVEJE CIMIENTO MAYO PÈG 0IEL ARTIlCIAL 0OR INGENIERÓA TISULAR AGOSTO PÈG 0ILAS DE COMBUSTIBLE !UTOMOCIØN POR MAYO PÈG z0ODRÈ ERRADICARSE LA POBREZA EXTRE MA NOVIEMBRE PÈG 0OLARIZACIØN DEL FONDO CØSMICO DE MICROONDAS DICIEMBRE PÈG z0OR QUÏ SUBE EL NIVEL DEL AGUA DI CIEMBRE PÈG 0RIMATES FØSILES EN LA 0ATAGONIA %LE MENTOS PARA UNA lLOGENIA DE LOS 0LATIRRINOS FEBRERO PÈG 0ROBLEMAS DE APARCAMIENTO FEBRERO PÈG 0RODUCCIØN FORESTAL !PLICACIØN DE LA BIOTECNOLOGÓA FEBRERO PÈG 0ROTECCIØN SÓSMICA !MORTIGUACIØN ABRIL PÈG 0ROTOTIPADO RÈPIDO DICIEMBRE PÈGI NA z1UÏ CALENTØ LOS ASTEROIDES JULIO PÈG 1UIEN RÓE EL ÞLTIMO NOVIEMBRE PÈ GINA 1UIPUS INCAS ,OS DICIEMBRE PÈG 2AYO %L JULIO PÈG 2ECUPERACIØN DEL CORAL ROJO ENERO PÈG 2ED CØSMICA ,A ENERO PÈG 2ED .UEVOS BUSCADORES EN LA ABRIL PÈG 2ETINAS ARTIlCIALES JULIO PÈG 2OBERVAL Y POLIPASTO SEPTIEMBRE PÈG 3ALUD PÞBLICA .UEVOS RETOS PARA LA NOVIEMBRE PÈG z3E PUEDE DETENER A LAS CLAMIDIAS JULIO PÈG 3IMULACIØN TEØRICA DE SOCIEDADES AN TIGUAS SEPTIEMBRE PÈG 3IN LLAVE !BRETE SÏSAMO JUNIO PÈ GINA 3ÓNDROME DE &RASER "ASE GENÏTICA %L NOVIEMBRE PÈG 94
3ISTEMA INMUNITARIO DE ALERTA PRECOZ %L MARZO PÈG 3ORTEOS POLÏMICOS MAYO PÈG 30!- "ARRERAS CONTRA EL JUNIO PÈ GINA 3UDOKU &INALMENTE DICIEMBRE PÈ GINA 3UPERVIENTOS GALÈCTICOS SEPTIEMBRE PÈG 4AN PEQUE×OS Y TAN ABUNDANTES AGOS TO PÈG 4ARRACO "ASÓLICA JURÓDICA Y CAPITOLIO OCTUBRE PÈG 4ÏCNICAS DE FORMACIØN DE IMÈGENES FEBRERO PÈG 4ELEVISORES DELGADOS 4UBOS CATØDICOS MÈS CORTOS OCTUBRE PÈG 4EMPORAL DENTRO DEL AGUA JUNIO PÈ GINA 4ENDENCIAS DEMOGRÈlCAS NOVIEMBRE PÈG z4IENEN VIDA LOS VIRUS FEBRERO PÈ GINA 4IERRA PRIMIGENIA FRÓA 5NA DICIEM BRE PÈG 4IRONES DESLICES Y VIOLINES OCTUBRE PÈG 4ORTILLAS DE MAÓZ $IGESTIBILIDAD DEL ALMIDØN SEPTIEMBRE PÈG 4RANSFERENCIA DE NUTRIENTES ,OS HON GOS ECTOMICORRÓZICOS ABRIL PÈGI NA 4RANSICIØN DEMOGRÈlCA EN -ÏXICO #AMBIOS AJUSTES Y DESAFÓOS EN LA FAMILIA RURAL OCTUBRE PÈG 4RANSMISIØN DE SECRETOS NUCLEARES $URANTE LA SEGUNDA GUERRA MUNDIAL JUNIO PÈG 4RILOBITES ABRIL PÈG 5NA BOMBA BIOLØGICA EN LA !NTÈRTIDA MARZO PÈG z5NA ESPECIE UN ECOSISTEMA NO VIEMBRE PÈG 5NA 4IERRA PRIMIGENIA FRÓA DICIEMBRE PÈG 5NIVERSO MADURO %L MARZO PÈG 6ARIACIØN DE LAS CONSTANTES AGOSTO PÈG 6IDA EN EL LAGO MÈS ALTO DEL PLANETA ,A FEBRERO PÈG 6IDA INCRUSTADA SEPTIEMBRE PÈGI NA 6IDA Y MUERTE DEL ACUEDUCTO DE .Ô MES ABRIL PÈG 6IRUS z4IENEN VIDA LOS FEBRERO PÈ GINA 6IRUS DE LA GRIPE DE %L MARZO PÈG 6IRUS DEL OESTE DEL .ILO %N 9UCATÈN %L ENERO PÈG 9OYØ 4EORÓA DE CUERDAS %L MARZO PÈG
!54/2%3 !ARON !NDY AGOSTO PÈG !GAMA !CEVEDO %DITH SEPTIEMBRE PÈG !GUINAGALDE )TZIAR SEPTIEMBRE PÈ GINA !LBA $AVID - FEBRERO PÈG !LCARAZ 'UILLERMINA FEBRERO PÈGI NA !LEGRÓA *ESÞS ENERO PÈG !LGER "RADLEY % FEBRERO PÈG !LONSO 3ÈEZ ,AURA AGOSTO PÈG !LLEN *OHN 3 ENERO PÈG !LLEY 2ICHARD " ENERO PÈG !NADØN 2ICARDO MARZO PÈG MAYO PÈG !RAUS *OSÏ ,UIS ENERO PÈG !RGàELLES *UAN #ARLOS NOVIEMBRE PÈG !SHLEY 3TEVEN MAYO PÈG !ST 'IL JUNIO PÈG "ALAGUÏ 6ANESSA AGOSTO PÈG "ALANYÈ *UAN #ARLOS AGOSTO PÈGI NA "ALLESTER !NTONIO FEBRERO PÈG "ANKES 3TEVEN # AGOSTO PÈG "ARAT *OSÏ -ANUEL MARZO PÈG "ARGER !MY * MARZO PÈG "ARNOLAS !NTONIO AGOSTO PÈG "ARRANCO -ANUEL OCTUBRE PÈG "ARRERO !NTONIO DICIEMBRE PÈGI NA "ARROW *OHN $ AGOSTO PÈG "AUMEISTER 2OY & MARZO PÈG "AVOIL 0ATRIK - JULIO PÈG "EATY "ARRY * ENERO PÈG "ELLO 0ÏREZ ,UIS !RTURO SEPTIEMBRE PÈG "ENÓTEZ .ARCISO ABRIL PÈG "LASER -ARTIN * ABRIL PÈG "LITVICH "RADLEY * ENERO PÈG "LOOM "ARRY 2 NOVIEMBRE PÈGI NA "OADA -ARC MARZO PÈG JULIO PÈG NOVIEMBRE PÈG "OAHEN +WABENA JULIO PÈG "ORAS *ULIA AGOSTO PÈG "OTTJER $AVID * OCTUBRE PÈG "RAMANTI ,ORENZO ENERO PÈG "RAVO *IMÏNEZ 3ALVADOR MARZO PÈ GINA "RECIANI *OSÏ ABRIL PÈG "RESME &ERNANDO MARZO PÈG "ROGLIO %LISABETTA AGOSTO PÈG "RUSS *OEL ENERO PÈG "UDKO 3ERGEY , JUNIO PÈG "UXØ 2AMØN ENERO PÈG #ACCHIONE $AVID ! FEBRERO PÈG #AHILL ,ARRY JULIO PÈG #AMPBELL *ENNIFER $ MARZO PÈGI NA INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
#ANlELD 0AUL # JUNIO PÈG #A×ELLES -ATILDE ABRIL PÈG #APRINI -ARCO MAYO PÈG #ARDELÞS #LARA AGOSTO PÈG #ARLSON 7 "ERNARD MAYO PÈG #ARPINTERO 3ANTAMARÓA .ATIVIDAD JU NIO PÈG #ARR "ERNARD * JULIO PÈG #ARRILLO -ARISOL ENERO PÈG #ARRILLO 4RACEY MAYO PÈG #ASAMAYOR %MILIO / FEBRERO PÈG OCTUBRE PÈG #ASTA×EDA #ARMEN OCTUBRE PÈG #LINE *AMES - JUNIO PÈG #OHEN *OEL % NOVIEMBRE PÈG #OHEN 3MADAR ENERO PÈG #OLLINS 'RAHAM 0 AGOSTO PÈG #OMBES &RANÎOISE DICIEMBRE PÈGI NA #ORTÏS "ENAVIDES &ELIPE JUNIO PÈ GINA #OSIO %RIC FEBRERO PÈG #OURTY *EAN -ICHEL ENERO PÈG ABRIL PÈG AGOSTO PÈG OC TUBRE PÈG #RUZ )SABEL DICIEMBRE PÈG #HRISTENSEN 0HILIP 2 SEPTIEMBRE PÈG $ALY (ERMAN % NOVIEMBRE PÈGI NA $AMASIO (ANNA ENERO PÈG $ARVILLE 4ONI JULIO PÈG $AVIS 4AMARA - MAYO PÈG $E .ADAL %ULËLIA ENERO PÈG $E 0EREDA *OSÏ - AGOSTO PÈG $E 2ICQLÒS !RMAND SEPTIEMBRE PÈ GINA $E 7AAL &RANS " - JUNIO PÈG $EL 2EY 0OVEDA !LBERTO OCTUBRE PÈG $EL 2ÓO -ARCELA AGOSTO PÈG $E,OACHE *UDY 3 OCTUBRE PÈG $ÓAZ -ARTÓNEZ %NRIQUE JULIO PÈG $ÓAZ Y $ÓAZ -ANUEL # OCTUBRE PÈ GINA $ÓEZ -UI×O 2ICARDO DICIEMBRE PÈ GINA $RAYNA $ENNIS DICIEMBRE PÈG $WYER *OSEPH 2 JULIO PÈG %GLASH 2ON NOVIEMBRE PÈG %GUIARTE ,UIS % MARZO PÈG %IDE %LLEN AGOSTO PÈG %LEFTERIADES *OHN ! OCTUBRE PÈGI NA %LLINGTON *OE * MAYO PÈG %SCARABAJAL !RRIETA - $OLORES JU NIO PÈG &ABRE 'UILHEM ABRIL PÈG &ALCØN ,UISA ) MARZO PÈG &ANNING 4HOMAS ' MARZO PÈG &ARAUDO *ORDI MARZO PÈG &ARFÈN !LE *OSÏ ! ENERO PÈG INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
&ERNÈNDEZ "ARBØN *OSÏ , MARZO PÈG &ERNÈNDEZ #APETILLO /SCAR MAYO PÈG &ERRER -ONTIEL !NTONIO MAYO PÈGI NA &ICHES *EAN ,UC ABRIL PÈG &IELDS 2 $OUGLAS ABRIL PÈG &IORILLO !NTHONY 2 FEBRERO PÈG &ISCHETTI -ARK ENERO PÈG FEBRE RO PÈG MARZO PÈG ABRIL PÈG MAYO PÈG JUNIO PÈG JULIO PÈG AGOSTO PÈG SEPTIEMBRE PÈG OCTUBRE PÈG NOVIEMBRE PÈG DICIEMBRE PÈG &LORES (ÏCTOR % FEBRERO PÈG &ORN )RENE AGOSTO PÈG &ORTEY 2ICHARD ! ABRIL PÈG 'ABALDØN %STEVAN 4ONI ABRIL PÈGI NA 'ALINDO :ALDÓVAR *ESÞS AGOSTO PÈ GINA 'ARCÓA -OYA % JULIO PÈG 'ARCÓA "ELLIDO #APDEVILA $IEGO ENERO PÈG 'ARWIN 2ICHARD , ENERO PÈG 'EHM -ICHAEL % MARZO PÈG 'IBBS 7 7AYT FEBRERO PÈG OC TUBRE PÈG NOVIEMBRE PÈG 'IDDINGS 3TEVEN " JULIO PÈG 'ILI *OSEP -ARIA ENERO PÈG SEPTIEMBRE PÈG 'LATZMAIER 'ARY ! JUNIO PÈG 'ONZÈLEZ ,OSCERTALES )GNACIO DI CIEMBRE PÈG 'OODMAN *OSHUA JUNIO PÈG 'RIBBLE 'ORDON 7 JULIO PÈG 'UASCH *ANÏ -ARÓA 2OSA MAYO PÈ GINA 'UMERMAN 'EORGE * SEPTIEMBRE PÈG 'UTT * SEPTIEMBRE PÈG (ARRISON %MILY MARZO PÈG (ECKERMAN $AVID JUNIO PÈG (EDMAN -ATTHEW DICIEMBRE PÈGI NA (ERNÈNDEZ & *AVIER AGOSTO PÈG (ERRERO )SERN *UAN OCTUBRE PÈG (OLGUÓN 0URIlCACIØN AGOSTO PÈG (ORNER *OHN 2 SEPTIEMBRE PÈG (UERTA -ARTÓNEZ &RANCISCO - JULIO PÈG *ABALOY !NTONIO AGOSTO PÈG *ENKINS #LINTON NOVIEMBRE PÈG *ORCANO *OSÏ ,UIS AGOSTO PÈG +AISER $AVID SEPTIEMBRE PÈG +ALIA 3UNEIL + SEPTIEMBRE PÈG +ANE 'ORDON SEPTIEMBRE PÈG +ATO 9AMAKAKE 4AKEO !NGEL AGOSTO PÈG +ENAKIN 4ERRY DICIEMBRE PÈG
+IERLIK %DOUARD ENERO PÈG ABRIL PÈG AGOSTO PÈG OC TUBRE PÈG +OCH 2EINHOLD OCTUBRE PÈG +ÚHLER -EIKE FEBRERO PÈG +OHLER 4IMOTHY ! SEPTIEMBRE PÈ GINA +OLLERSTROM .ICHOLAS FEBRERO PÈGI NA +RUEGER *OACHIM ) MARZO PÈG ,ARCHER &ERNANDO AGOSTO PÈG ,EMPERT 2OBERT * AGOSTO PÈG ,EOR *ONATHAN ENERO PÈG ,ERMA *UAN MAYO PÈG ,INEWEAVER #HARLES ( MAYO PÈG ,ØPEZ 'ONZÈLEZ 0ABLO * ABRIL PÈ GINA ,ØPEZ 0I×ERO *OSÏ -ARÓA JUNIO PÈ GINA ,ORO×O 0INO -ARÓA ! ENERO PÈGI NA ,OVINS !MORY " NOVIEMBRE PÈGI NA ,OYA 2AMÓREZ *OSÏ 'UADALUPE MAYO PÈG ,OYOLA 6ARGAS 6ÓCTOR - FEBRERO PÈG ,OZANO !NDRÏS - SEPTIEMBRE PÈ GINA ,UCERO 0ULIDO -ARÓA DEL #ARMEN MAYO PÈG ,LOYD 3ETH ENERO PÈG -AÓZ !PELLÈNIZ *ESÞS ABRIL PÈGI NA -ALDONADO !NDRÏS AGOSTO PÈG -ANGIN ,OÕC DICIEMBRE PÈG -ARCOS 3USANA JUNIO PÈG -ARDEN -ICHAEL MAYO PÈG -ÈRQUEZ -ANUEL DICIEMBRE PÈGI NA -ARTÓN #LEMENTE *UAN 0EDRO SEP TIEMBRE PÈG -ARTÓNEZ %SPI×EIRA 2OBERTO OCTUBRE PÈG -ARTÓNEZ -ARTÓNEZ *OSÏ -IGUEL AGOSTO PÈG -AYOL 2ICARDO OCTUBRE PÈG -C'UIRE 0ATRICK # JULIO PÈG -C,AUGHLIN 7ILLIAM ) AGOSTO PÈ GINA -EANA !LVARO AGOSTO PÈG -ELÏNDEZ *ORGE AGOSTO PÈG -ELO 6ERØNICA SEPTIEMBRE PÈG -ILLER 3YLVIA , AGOSTO PÈG -I×ANA "ELÏN DICIEMBRE PÈG -OEHLMAN 0ATRICIA $ MAYO PÈG -OSTAFA *AVED ABRIL PÈG -OYË 3ALVADOR FEBRERO PÈG -U×OZ 4U×ØN #ASIANA SEPTIEMBRE PÈG -U×OZ 5RIAS ! JULIO PÈG -USSER 'EORGE NOVIEMBRE PÈG 95
.AVARRO !RCADI AGOSTO PÈG .AVARRO *ESÞS OCTUBRE PÈG .G 9 *ACK ENERO PÈG .ICOLL 2OGER ! FEBRERO PÈG .YSTUL 4ODD AGOSTO PÈG /JCIUS $AVID - JULIO PÈG /LSON 0ETER JUNIO PÈG /.EILL ,UKE ! * MARZO PÈG /RMÚ *ENS / JULIO PÈG 0ADIAN +EVIN SEPTIEMBRE PÈG 0AILLET *EAN ,OUIS ABRIL PÈG 0ÈRAMO 0EDRO SEPTIEMBRE PÈG 0ARDO -ERCEDES JULIO PÈG 0AREDES *OSEP - AGOSTO PÈG 0ARRONDO *UAN - 2 ENERO PÈG FEBRERO PÈG MARZO PÈG ABRIL PÈG MAYO PÈG JU NIO PÈG JULIO PÈG AGOSTO PÈG SEPTIEMBRE PÈG OCTU BRE PÈG NOVIEMBRE PÈG DICIEMBRE PÈG 0ENA "AIXERAS !LICIA OCTUBRE PÈGI NA 0ÏREZ !YTÏS !NTONIO NOVIEMBRE PÈG 0ÏREZ )RATXETA #AROLINA SEPTIEMBRE PÈG 0ÏREZ -ORENO *ESÞS ABRIL PÈG 0ÏREZ 0ÏREZ !LEJANDRO JULIO PÈG 0ETERS &RANCESC DICIEMBRE PÈG 0ETERS &RANCESC JUNIO PÈG 0ETIT 2EMY SEPTIEMBRE PÈG 0I -ARTÓ OCTUBRE PÈG 0IMM 3TUART , NOVIEMBRE PÈG 0ITRELLI *OHN & AGOSTO PÈG 0LANELLS #ASES 2OSA MAYO PÈG 0OLAK 0AUL NOVIEMBRE PÈG 0OPPER 3TEVEN 7 AGOSTO PÈG 0OSAS &RANCESC ENERO PÈG 0RATSON ,INCOLN & FEBRERO PÈG 2AMÓREZ )VÈN AGOSTO PÈG 2EICHEL *AKOB ABRIL PÈG 2EID !NN ( MARZO PÈG 2ENDØN 6ILLALOBOS 2ODOLFO SEPTIEM BRE PÈG 2EYNOLDS 2OBERT ' SEPTIEMBRE PÈ GINA 2IBØ -ARC AGOSTO PÈG 2IUS 0ALLEIRO *ORDI ABRIL PÈG 2IVERA !NDRÏS OCTUBRE PÈG 2ODRÓGUEZ &ERNÈNDEZ *OSÏ AGOSTO PÈG 2OMAGOSA )GNACIO ENERO PÈG 2OSSI 3ERGIO ENERO PÈG NOVIEM BRE PÈG 2OTH -ARK " AGOSTO PÈG 2OUNTHWAITE 2OBERT JUNIO PÈG 2UBIN !LAN % JULIO PÈG 2UDDIMAN 7ILLIAM & MAYO PÈG 2UIZ DE !RBULO *OAQUÓN OCTUBRE PÈG 3ACHS *EFFREY $ NOVIEMBRE PÈG 96
3ÈNCHEZ %MILIO ENERO PÈG 3ÈNCHEZ -AIKA DICIEMBRE PÈG 3ANZ DE 'ALDEANO #ARLOS AGOSTO PÈG 3ARMENTO (UGO JULIO PÈG 3CHWARZ $OMINIK * OCTUBRE PÈGI NA 3ERNA ,AURA DICIEMBRE PÈG 3HARON %RAN MAYO PÈG 3HARPE 0AUL 4 OCTUBRE PÈG 3HAWHAN 0ETER 3 OCTUBRE PÈG 3HEEHAN 7ILLIAM FEBRERO PÈG 3ILICH 3ERGIY SEPTIEMBRE PÈG 3ILVA *AIME 2 FEBRERO PÈG 3IMCOE 2OBERT ! ENERO PÈG 3LAFER 'USTAVO !RIEL ENERO PÈG 3OCOLOW 2OBERT ( SEPTIEMBRE PÈ GINA 3OMOZA ,UIS AGOSTO PÈG 3OUZA 6ALERIA MARZO PÈG 3TARKMAN 'LENN $ OCTUBRE PÈGI NA 3TIX 'ARY MARZO PÈG ABRIL PÈG JULIO PÈG 3TORK $AVID ' FEBRERO PÈG 3URI×ACH %MMA AGOSTO PÈG 3WINNEY (ARRY , MAYO PÈG 4AUBENBERGER *EFFERY + MARZO PÈ GINA 4EJEDOR -ARCELO & FEBRERO PÈG 4ENORIO 4AGLE 'UILLERMO SEPTIEMBRE PÈG 4HIS (ERVÏ DICIEMBRE PÈG 4HOMAS *OHN % MARZO PÈG 4REITZ .ORBERT FEBRERO PÈG JU NIO PÈG SEPTIEMBRE PÈG DICIEMBRE PÈG 4SOUNIS 'EORGIOS ENERO PÈG 5NREIN &ERNANDO JULIO PÈG 6ALVERDE &EDERICO JULIO PÈG 6ALLEY *OHN 7 DICIEMBRE PÈG 6ÈZQUEZ 4OMÈS AGOSTO PÈG 6ICH (OMS - !NGELES OCTUBRE PÈ GINA 6IEITEZ !NA - FEBRERO PÈG 6IESCA ,ETICIA MAYO PÈG 6ILLARREAL ,UIS 0 FEBRERO PÈG 6IVANCO *ORGE - FEBRERO PÈG 6IVØ $AVID OCTUBRE PÈG 6OHS +ATHLEEN $ MARZO PÈG 7AFF #RAIG " FEBRERO PÈG 7EBB *OHN + AGOSTO PÈG 7EINBERGER .ORMAN - ENERO PÈ GINA 7ITTEN %DWARD ABRIL PÈG 7OLSCHIN 'EORG DICIEMBRE PÈGI NA 7ONG +ATE ABRIL PÈG AGOSTO PÈG 9OUNG #ONAN 3 OCTUBRE PÈG :ABALA - SEPTIEMBRE PÈG :OUALI -ONCEF MAYO PÈG INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 2005
EN EL PROXIMO NUMERO...
...DE ENERO 2006
LA GRAVEDAD ¿UNA ILUSION?, por Juan Maldacena La fuerza de la gravedad y una de las dimensiones del espacio podrían surgir de las peculiares interacciones entre partículas y campos existentes en un dominio bidimensional.
¿PROCEDE LA VIDA DE OTRO MUNDO?, por David Warmflash y Benjamin Weiss Torna la hipótesis de la panespermia. ¿Hubo microorganismos vehiculados por meteoritos?
EVERSION Y CIERRE DE LOS DISCOS IMAGINALES, por José Carlos Pastor Pareja, Enrique Martín Blanco y Antonio García-Bellido El ensamblaje del cuerpo de Drosophila adulta, a partir de 21 discos imaginales, está dirigido, en cada disco, por una población especializada de células que, en el proceso, adquieren capacidad invasiva y migratoria.
PREPARADOS PARA UNA PANDEMIA, por W. Wayt Gibbs y Christine Soares Una variedad de gripe altamente contagiosa y letal azotará la humanidad algún día. Sea esta amenaza inminente o remota, ¿estamos preparados para combatirla?
NEUROBIOLOGIA DEL YO, por Carl Zimmer Se están dando los primeros pasos para explicar de qué modo nuestro cerebro engendra la noción de identidad propia.
