Investigación y Ciencia

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FÍSica

Superposición cuántica en una triple rendija evolución

¿Por qué necesita el cerebro que hagamos ejercicio?medicina

Nuevos tratamientos contra las bacterias multirresistentes

marzo 2020 • n.o 522 • 6,90 € • investigacionyciencia.es Edición española de sCiEnTiFiC AmEriCAn

Nuevas simulaciones de la Vía Láctea sugieren que no hemos coincidido con otras civilizaciones porque nos hallamos fuera de sus rutas de exploración

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Marzo 2020, InvestigacionyCiencia.es 1

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50 ARTÍCULOs

INTELIGENCIA EXTRATERRESTRE

22 Una solución a la paradoja de FermiAun si la Vía Láctea estuviera repleta de viajeros espaciales extraterrestres, no debería sorprendernos que no hayan visitado todavía nuestro planeta. Por Caleb Scharf

EVOLUCIÓN

30 ¿Por qué necesita el cerebro que hagamos ejercicio?Puede que algunas transiciones fundamentales de nuestra historia evolutiva hayan conectado cuerpo y mente de formas que podemos utilizar para ralentizar el envejecimiento del cerebro. Por David A. Raichlen y Gene E. Alexander

FÍSICA CUÁNTICA

38 El experimento de la triple rendijaUna nueva versión de un célebre experimento modifica nuestra visión de la física fundamental y sugiere una estrategia alternativa para la computación cuántica. Por Urbasi Sinha

Marzo 2020, Número 522

EVOLUCIÓN

50 Parasitismo de cría en las aves: más allá de la puestaLa «guerra» coevolutiva entre los parásitos de cría y sus hospedadores ha dado lugar a algunas de las adaptaciones biológicas más asombrosas. Por Francisco Ruiz-Raya y Manuel Soler

FARMACOLOGÍA

58 El poder terapéutico de las esferas de ADNPermiten tratar enfermedades que no responden a los fármacos tradicionales. Por Chad A. Mirkin, Christine Laramy y Kacper Skakuj

GEOFÍSICA

64 La dinamo terrestre, un desafío centenarioCálculos teóricos, simulaciones y experimentos parecen confirmar las ideas de Joseph Larmor sobre el campo magnético de la Tierra. Por Emmanuel Dormy

MEDICINA

74 ¿Vuelve la fagoterapia para quedarse?Un tratamiento que data de la Primera Guerra Mundial comienza a resurgir en la lucha contra las mortíferas infecciones multirresistentes. Por Charles Schmidt

2 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, marzo 2020

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Hace 70 años que los astrónomos intentan encontrar una solu-ción a la llamada «paradoja de Fermi»: si la vida inteligente es común en el universo, ¿por qué no hemos detectado indicios de civilizaciones extraterrestres? Tras décadas de propuestas dispares, las simulaciones informáticas de la Vía Láctea han sugerido una nueva solución. Al igual que una isla remota del Pacífico, nuestro planeta bien podría haberse quedado apartado de la actividad colonizadora de otras especies.

sECCIONEs

3 Cartas de los lectores

4 ApuntesDetectores de fibra oscura. Mejorar la audición con ruido de fondo. El límite meridional de la última gla- ciación. Señales de alarma vegetales. Esculpir con luz. Transición de fase en una bandada. Las imitaciones de la carne. Estiércol problemático.

11 Agenda

12 PanoramaEl peor escenario climático posible no es el más proba-ble. Por Zeke Hausfather y Glen P. Peters Nuevas pistas sobre el origen del bipedismo. Por Tracy L. Kivell ¿Producen los reactores nucleares neutrinos estériles? Por Alejandro Algora y José Luis Taín

44 De cercaLarvas defoliadoras de los bosques australes. Por Sergio A. Estay, Roberto Chávez y Álvaro Gutiérrez

46 Filosofía de la cienciaEl gran error de Galileo. Por Philip Goff

48 Foro científicoLa ciencia necesita mejores teorías Por Paul Smaldino

49 Ciencia y gastronomíaEl pan. Por Pere Castells y Claudi Mans

82 Curiosidades de la físicaVórtices en la taza de té. Por H. Joachim Schlichting

84 CorrespondenciasLaplace, la Revolución y Napoleón. Por J. M. Sánchez Ron

89 Juegos matemáticosTeclados numéricos. Por Bartolo Luque

92 LibrosLa vida vegetal y el futuro de la humanidad. El sentimiento de estar vivo. Por Luis Alonso El legado de la misión Spitzer. Por Rafael Bachiller

96 Hace...50, 100 y 150 años.

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Cartas de los [email protected]

CONsTANTEs ELEMENTALEsEl artículo de Bartolo Luque «La función de Lambert» [Investigación y Ciencia, di-ciembre de 2019] concluye con una com-paración entre cierta constante llama-da W, presentada a partir de la función W de Lambert, y los números p y e.

Desconozco si W tiene una definición independiente y «anterior» a la dada por el valor W(1). Sin embargo, de los núme-ros p y e sí puede decirse que su definición precede a la de las funciones trigonomé-tricas y logarítmicas, respectivamente. Por tanto, sí parece haber una diferencia entre W y los números p y e (con indepen-dencia de que la función W de Lambert se considere elemental o no).

Ubaldo UsunárizMadrid

Responde Luque: Mi intención al escribir la columna, además de presentar la fun-ción W de Lambert y esbozar algunas de sus aplicaciones, era hacer pensar al lec-tor en qué hace que una función se conside-re elemental. Probablemente, ¡la mayoría de nosotros ni siquiera nos lo habíamos planteado nunca! Me alegra por tanto el comentario del lector, pues apunta a una posible crítica a la candidatura de W a función elemental.

Coincido en que el número p es anterior a las funciones trigonométricas. Sin em-bargo, el número e es hijo del análisis. El primero que lo definió sin género de dudas fue Jacob Bernoulli en 1683 (como el conoci-do límite que surge al tratar el interés com-puesto). Todas las insinuaciones anterio-

res a su existencia, como las de John Neper en sus trabajos sobre logaritmos (de 1618), son del siglo xvii, por lo que esta constante matemática es contemporánea o posterior a la función logaritmo. De la constante W podemos decir algo parecido.

Podríamos contestar que, mientras que el número e aparece hasta en la sopa, pro-bablemente la mayor parte de los lectores hayan visto W por primera vez en esta co-lumna. Pero en los tiempos de Neper y los Bernoulli la situación con el número e de-bió de ser similar, ¿no?

ENERGÍA Y EsPACIOTIEMPOEl artículo «Una nueva explicación para la energía oscura», de Daniel Sudarsky [Investigación y Ciencia, febrero de 2020], expone que un espaciotiempo granular ex- plicaría la existencia de la energía del va-cío a partir de la pérdida de la energía de movimiento de la materia debido a su in-teracción con las «rugosidades» del espa-ciotiempo. Sin embargo, si se considera el universo como un sistema formado por la materia y el vacío, ¿no es esta una expli-cación basada en el principio de conser-vación de la energía, contrariamente a lo que se indica en el artículo?

Enric Ruiz MorillasVallmoll, Tarragona

Responde Sudarsky: La pregunta es muy razonable y toca un aspecto delicado. Que una bolita se detenga tras rodar sobre el piso nos lleva a pensar que la energía de su movimiento no se perdió, sino que se transfirió al suelo en forma de calor. Sin embargo, en un caso como este hay que notar dos puntos. Primero, que después del paso de la bolita, el estado del piso ha cambiado, de modo que se puede decir que ahora posee mayor energía (sus átomos vi-bran con mayor intensidad y el suelo está, efectivamente, más caliente). Segundo, que para poder mantener lo anterior, los áto-mos del piso deben perdurar en el tiempo; es decir, deben ser «los mismos átomos» que antes, solo que ahora en un nuevo es-tado (en este caso, de vibración).

En el caso del espaciotiempo (y nótese que no se trata solo del espacio, ya que se-gún la teoría de la relatividad espacio y tiempo deben tratarse como un todo uni-ficado), el asunto se torna más problemáti-co. Según el enfoque descrito en el artículo, los grados de libertad relevantes no cam-biarían de la manera adecuada para po-der afirmar que la energía perdida «reside ahora en el espaciotiempo». Al tratarse de

grados de libertad espaciotemporales, no parece natural, en vista de las ideas rela-tivistas, considerarlos como entes que pre-servan su existencia en el tiempo. Los entes que causaron la pérdida de energía de la partícula simplemente ya no existirían en otro tiempo, de modo que no podrían «lle-var consigo» esa energía.

Debo reconocer que algunos de mis co-legas adoptan un punto de vista más cer-cano al del lector, con el que yo sin em-bargo discrepo. Mi opinión se sustenta en un marco que cuestiona la noción de ener-gía como un ente constitutivo básico que, en línea con las ideas de ciertos filósofos griegos, «ni se crea ni se destruye, solo se transforma». Al respecto, puede consul-tarse el artículo «On the status of con-servation laws in physics: Implications for semiclassical gravity» (Tim Maud- lin, Elías Okon y Daniel Sudarsky en Stu-dies in History and Philosophy of Modern Physics, en prensa; disponible en arxiv.org/abs/1910.06473).

Diciembre 2019

Febrero 2020

c A R tA s D e LO s L e c tO R e s

Investigación y Ciencia agradece la opinión de los lectores. Le animamos a enviar sus comentarios a:

PRensA cientÍFicA, s. A. Muntaner 339, pral. 1.

a, 08021 BARceLOnA

o a la dirección de correo electrónico: [email protected]

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se reserva el derecho a resumirlas por cuestiones de espacio o claridad. no se garantiza la respuesta

a todas las cartas publicadas.


Apuntes

Enviar luz láser a lo largo de cables de fibra óptica puede servir para medir vibraciones de forma muy detallada.


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sismoLogÍA

Detectores de fibra oscuraLos cables de fibra óptica dispuestos bajo las ciudades, sobre los glaciares y a lo largo del fondo marino podrían captar las vibraciones sísmicas

Celeste Labedz escuchó un sonido similar a un trueno que atravesaba la masa de hielo. Se encontraba sobre el glaciar Taku, en Alaska, una vasta extensión de hielo cu-bierta de nieve y flanqueada por imponentes montañas, cuando se produjo el «terremoto glacial»: un efíme-ro temblor sísmico causado por el movimiento repen-tino del glaciar. Enseguida buscó su libreta y anotó la hora. Más tarde Labedz, estudiante de doctorado en el Instituto de Tecnología de California, cotejaría esa hora con los datos de un cable de fibra óptica que acababa de instalar junto a sus colaboradores para estudiar ese tipo de seísmos. Se trata de un método nuevo y prome-tedor que está revolucionando la geología y otras disci-plinas afines.

La información se transmite a través de un cable de fibra óptica mediante pulsos de luz láser. La mayoría de la luz avanza a través de los finísimos hilos de vidrio, pero es inevitable que una pequeña fracción tropiece con defectos microscópicos del cable y regrese en di-rección a la fuente. Esta reflexión varía cuando el cable se estira o se curva en respuesta a vibraciones del suelo, como las causadas por un terremoto o el paso de un ca-mión. Así, observando cambios en la luz retrodispersa-da, los científicos pueden cuantificar los temblores. De-sarrollada hace un década por la industria del petróleo, esta técnica, conocida como detección acústica distri-buida (DAS), se ha introducido hace poco en la ciencia. «La comunidad [que investiga en DAS] ha crecido rá-pidamente en el último par de años», afirma Jonathan Ajo-Franklin, geofísico de la Universidad Rice, en Hous-ton. El pasado diciembre, una conferencia organizada por la Unión Geofísica Americana reunió a científicos que habían empleado esta técnica para estudiar glacia-res, seguir la evolución de tormentas eléctricas y aso-marse a las profundidades oceánicas.

Apuntes


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Una de las principales ventajas de la DAS es que los cables de fi-bra óptica pueden extenderse a lo largo de muchos kilómetros, y uno solo de ellos puede actuar como una red de miles de sensores que cubren cada metro de su recorrido. Por el contrario, los sismómetros convencionales registran los movimientos del suelo en un único pun-to, lo que constituye un obstáculo importante a la hora de caracteri-zar el interior de la Tierra. Por ejemplo, cuando el monte Santa Elena comenzó a retumbar antes de su catastrófica erupción de 1980, el he-cho de que solo hubiera un sismómetro en las inmediaciones impidió a los científicos determinar si las sacudidas respondían realmente al despertar del volcán. «Podemos pensar en ello en términos de faro-las», explica Nathaniel Lindsey, geofísico que actualmente trabaja en la Universidad Stanford. «Si solo disponemos de unas pocas farolas para iluminar todo el volcán, no funcionará demasiado bien.»

Una segunda ventaja es que los cables de fibra óptica ya atravie-san el planeta. Aunque en algunos lugares, como el glaciar Taku, to-davía hay que instalarlos, en otros (como algunas ciudades o pun-tos del fondo marino) ya existen cables que no se usan o que pueden adaptarse para la DAS. Mucha de esa disponibilidad se debe a la bur-buja de las puntocom en la década de los noventa, cuando las compa-ñías de telecomunicaciones desplegaron una extensa red de cables; algunos de ellos, conocidos colectivamente como fibra oscura, no es-tán siendo explotados. Los científicos no tienen más que conectar uno de sus extremos a una unidad «interrogadora», que emite pulsos láser hacia el otro extremo y registra la retrodispersión, y ya tendrán lista una nueva red de detección de ondas sísmicas.

El año pasado, Tieyuan Zhu, geofísico de la Universidad Estatal de Pensilvania, adaptó algunos cables de fibra sin usar de la red universi-taria para buscar leves vibraciones bajo el campus. Le sorprendió ha-llar múltiples ruidos en sus datos durante una tormenta eléctrica noc-turna. Aunque los científicos saben desde hace tiempo que las vibra-ciones del aire producidas por estruendos pueden inducir temblores en la superficie terrestre, no estaba claro que la nueva técnica fuera

capaz de detectarlos. Pero cuando Zhu sincronizó sus resultados con los datos de la NASA, no hubo lugar a dudas. «Creo que esta tecno-logía tiene un gran potencial para “iluminar” las áreas urbanas», sos-tiene el científico. «Y no solo en cuanto al estudio de terremotos, sino también de riesgos geológicos [como deslizamientos y tsunamis] y fenómenos meteorológicos.»

Otros investigadores apuntan más lejos. En un trabajo publicado el pasado noviembre en Science, Lindsey, Ajo-Franklin y Craig Dawe, del Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterrey, conectaron una unidad interrogadora a un cable de fibra óptica de 20 kilómetros que normalmente se emplea para transmitir los datos de los instrumentos científicos instalados en el fondo marino de la bahía de Monterrey, en California. El sistema se encontraba fuera de servicio por mantenimiento, lo que brindó a los científicos la oportu-nidad de buscar vibraciones. En solo cuatro días cartografiaron múl-tiples zonas de fallas submarinas y caracterizaron los temblores del fondo marino causados por el oleaje superficial. Unos mapas más de-tallados del fondo marino permitirían a los científicos predecir mejor los terremotos y las erupciones submarinas, fenómenos que pueden originar tsunamis potencialmente mortales.

Respecto a su aplicación en glaciares, Labedz y sus colaboradores han convertido un único cable en 3000 detectores sísmicos. Los pri-meros resultados muestran un período de cinco horas con 100 terre-motos glaciales, muchos de ellos probablemente originados por el agua de deshielo al abrir grietas en el glaciar. Zhongwen Zhan, sis-mólogo del Instituto de Tecnología de California y director de tesis de Labedz, espera colocar algún día cables de fibra óptica permanen-tes en Groenlandia o en la Antártida, a fin de entender mejor cómo contribuye la fusión de los glaciares causada por el cambio climático a la subida del nivel del mar.

Pero Zhan tiene un sueño aún más ambicioso: implementar el equivalente a un millón de sensores en California empleando unos 1000 kilómetros de fibra oscura. Ya ha transformado 37 kilómetros

nEUroCiEnCiA

Mejorar la audición con ruido de fondoEl ruido blanco ayudaría a quien lo escucha a distinguir sonidos similaresEl procesamiento auditivo suele analizar-se en entornos silenciosos y artificiales, pero en condiciones reales normalmente viene acompañado de un trasfondo sonoro, como el repiqueteo de los teclados, los murmu-llos de voces o la bocina de algún automóvil. Hace poco que los expertos se han lanzado a estudiar ese procesamiento en presencia de sonido ambiental, concretamente del mo-nótono ruido blanco, similar al de la «nieve» de los viejos televisores analógicos.

Tania Rinaldi Barkat, neurocientífica en la Universidad de Basilea y una de las autoras del estudio, publicado el noviembre pasado

en Cell Reports, opina que la conclusión pare-ce ilógica: el fondo de ruido blanco, lejos de afectar a la audición, facilita que los ratones diferencien los tonos parecidos.

Es fácil reconocer las notas situadas en los extremos del teclado de un piano, pero si se tocan dos teclas contiguas, hasta el oído más fino puede tener problemas para dis-tinguirlas. La razón es el modo en que la vía auditiva procesa los sonidos más simples, lla-mados tonos de frecuencia puros: las neuro-nas próximas entre sí responden a tonos si-

milares, pero cada una responde mejor a una frecuencia concreta. El grado en que cada neurona responde a una frecuencia dada se denomina curva de sintonización.

Los investigadores han descubierto que reproducir el ruido blanco estrecha las cur-vas de sintonización de frecuencia de las neuronas en el cerebro del ratón. «En pala-bras sencillas: el ruido blanco de fondo que se emite continuamente con una intensidad sonora fija disminuye la respuesta de las neu-ronas a un tono reproducido por encima de ese ruido», explica Barkat. Y al reducir el nú-mero de neuronas que responden simultá-neamente a la misma frecuencia, el cerebro discrimina mejor entre los sonidos similares.

A fin de averiguar si los ratones diferen-cian los tonos, recurrieron a un test de con-ducta en que los roedores han de reaccio-nar a una frecuencia específica. A semejanza los humanos, reconocen sin dificultad tonos muy distintos y tienen problemas con los si-milares, pero cuando se añadió el ruido blan-co, supieron reconocer mejor estos últimos. Indagaron más midiendo la actividad neu-


en una red de vigilancia sísmica permanen-te bajo Pasadena y pretende hacer lo pro-pio en otras ciudades del estado. Los datos podrían servir para revelar vulnerabilidades en las infraestructuras urbanas y para aler-tar a la población al iniciarse un terremo-to. «Resultará de gran ayuda para preparar a la población», asegura Zhan. De momen-to, los científicos no son capaces de prede-cir los terremotos, pero comprender mejor los temblores precursores que en ocasiones conducen a un gran seísmo no puede venir-les mal.

«Cualquier nuevo dato sobre el modo exacto en que comienzan y se gestan los terremotos podría representar un punto de inflexión», señala Robert Mellors, sismólogo del Laboratorio Nacional Lawrence en Liver-more que no participó en la investigación.

Sin embargo, el volumen de datos tam-bién plantea un problema de procesamiento. Un único cable de fibra óptica de un sistema de DAS puede generar 10 teraoctetos dia-rios; en 100 días se llegaría a un petaocteto, una cifra superior a la que contiene el repo-sitorio internacional que reúne todos los da-tos sísmicos disponibles en el mundo. Antes de empezar a aprovechar la fibra oscura y a desplegar cables en áreas remotas, los cien-tíficos deberán concebir un método para al-macenar y compartir cantidades ingentes de información.

—Shannon Hall

ral en la corteza auditiva del ratón cuando se emitía el ruido blanco, además de estimular directamente ciertas neuronas para desenca-denar el efecto supresor de la curva.

Futuras investigaciones deberán desen-trañar los pormenores de este mecanismo, afirma Kishore Kuchibhotla, investigador del cerebro en la Universidad Johns Hopkins, ajeno al estudio. «Se sigue sin saber si guar-dará relación con la percepción humana y de qué modo», añade.

Es posible que entender este efecto ayu-de a mejorar algún día la audición de la gen-te. «Introducir ruido en el oído no servirá de nada para alguien que padezca hipoacusia», matiza Daniel Polley, experto en neurocien-cia de la audición en la Universidad Harvard, que no ha participado en el estudio. «Pero descubrir cómo puede rebajarse la hiperex-citabilidad en el cerebro de una persona con hipoacusia puede ser útil para reconocer so-nidos entre el ruido, así como en otros tras-tornos relacionados, como los acúfenos o la hiperacusia [hipersensibilidad a los sonidos fuertes].» —Jillian Kramer

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FRANCIA

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AUSTRIA

ESLOVENIA

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ESLOVAQUIA

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Extensión de los hielosdurante el últimomáximo glacial

Los puntos señalanel hábitat actual delos opiliones estudiados

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El límite meridional de la última glaciaciónUnos arácnidos cavernícolas ayudan a cartografiar hasta dónde se extendió el hielo

El hogar actual de unos opiliones propios de las cuevas resigue el límite meridional que los glaciares alcanzaron en el auge de la última gran glaciación, hace 22.000 años, apunta una nueva investigación. «Tal vez sea posible reconstruir ese máximo glacial estudiando la distribución de estos arác-nidos», explica Stefano Mammola, ecólo-go en el Instituto de Hidrología del Consejo Nacional de Investigación italiano y autor principal del trabajo, publicado el pasado agosto en Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research.

A los opiliones, vulgarmente llamados segadores, se les confunde a menudo con las arañas. Algunos, armados de grandes pedipalpos prensiles, habitan en grutas húmedas y frías de los Pirineos, los Alpes y los Balcanes, que conforman una estre-cha franja que atraviesa Europa de oeste a este. Mammola y sus colaboradores han comparado esa área de distribución con modelos geológicos del casquete helado de la última glaciación y han comprobado que esa franja coincide casi exactamente con el límite sur de los glaciares, con solo ligeras variaciones.

Afirma que los arácnidos seguramen-te no habrían sobrevivido si el hielo hubie-ra cubierto sus grutas, pero que tampoco habrían soportado las temperaturas más

cálidas al sur del casquete. (Desde enton-ces, la temperatura ha ascendido en el in-terior de las cuevas pero, según Mammo-la, de forma progresiva, por lo que se han podido adaptar.) «Hubo un equilibrio en-tre las condiciones frías y una gruta que no quedó cubierta en su totalidad», destaca. «Lo que vemos ahora es justamente el tra-zo de una distribución que fue más extensa en el pasado.»

Mercedes Burns, bióloga en la Univer-sidad de Maryland en Baltimore y espe-cialista en opiliones, cree desde la distan-cia que tiene sentido que el área de dis-tribución de esos arácnidos siga aún ese antiguo límite. «Es buena idea recurrir a la presencia de esas especies para seguir el rastro de cambios geográficos dilata-dos en el tiempo, pues debido a su esca-so desplazamiento, tanto durante su vida como entre generaciones, son indicadoras de la variación geográfica.» Añade que otros han demostrado que algunas plan-tas reflejan de modo similar la geografía pretérita. Según Mammola, cartografiar la distribución de especies subterráneas como los opiliones y otros artrópodos puede servir como prueba complementa-ria para quienes investigan las condiciones paleoclimáticas.

—Joshua Rapp Learn

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Señales de alarma vegetalesUna variedad de boniato alerta a sus vecinas para mantener a raya las plagas

Cuando las hojas de una variedad de batata son mordisqueadas, liberan una sustancia de olor penetrante que incita a las demás hojas, de la misma planta o de otras cercanas, a producir proteínas defensivas que las hacen indigestas. Nuevas investigaciones siguen el rastro a este sistema de alarma oloroso.

«Es un tipo de respuesta rápida», afirma Axel Mithöfer, ecólogo vegetal en el Institu-to Max Planck de Ecología Química en Jena, uno de los autores del estudio, que se publi-có el pasado noviembre en Scientific Reports. Otras plantas poseen sistemas químicos de alarma que avisan a las vecinas de que se preparen para el ataque, pero las hojas no suelen fabricar compuestos defensivos hasta

que no son mordidas. En cambio, las hojas de esta planta sintetizan el compuesto en cuanto las vecinas son mordidas.

Para investigar esta respuesta, Mithöfer y sus colaboradores depositaron orugas so-bre una variedad de batata resistente a las plagas, la Tainong (TN) 57, y su prima más sensible, la TN66, originarias de Taiwán. Am-bas «exhalaron» una cuarentena de sus-tancias al ser atacadas, pero las hojas de la TN57 liberaron el doble de DMNT, un com-puesto hallado en otras respuestas defensi-vas vegetales.

Como paso siguiente, colocaron en una urna de vidrio cerrada una planta TN57 sana junto a otra a la que se le habían perforado

algunas hojas con unas pinzas de laborato-rio. A las 24 horas, las hojas intactas de am-bas contenían niveles elevados de esporami-na. Esta proteína también está presente en los tubérculos de la planta, donde dificulta su digestión en el estómago humano cuan-do están crudos y causa problemas simila-res en el intestino de los insectos. Cuando el DMNT sintetizado se liberó en una urna que albergaba plantas sanas, el follaje no tardó en producir la esporamina.

El equipo de Mithöfer estudia ahora el mecanismo del que se sirven las hojas de la TN57 para captar y reconocer el DMNT. También espera analizar si otras sustancias liberadas por el follaje activan las defensas.

César Rodríguez-Saona, entomólogo de la Universidad Rutgers ajeno al estudio, con-sidera fascinante este mecanismo defensivo, aunque matiza que la exposición al DMNT en las urnas cerradas podría ser mayor que la que las plantas experimentan en campo abierto, con el viento. Quizá también las plan-tas TN57 indemnes no siempre destinen su energía a esta estrategia rápida de defensa.

—Priyanka Runwal

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Esculpir con luzUna nueva técnica para ahuecar cristales diminutos podría ayudar a capturar el carbono atmosférico

Por primera vez,� los investigadores han em-pleado luz para controlar la forma de nano-partículas y crear estructuras huecas micro-métricas a partir de cristales de óxido cupro-so (cobre y oxígeno). Tales partículas podrían servir para mejorar la obtención de imágenes microscópicas o como catalizadores de bajo coste para retirar el exceso de dióxido de car-bono de la atmósfera, según Bryce Sadtler, químico de la Universidad de Washington en San Luis y autor principal de un trabajo sobre la nueva técnica publicado en octubre en la revista Chemistry of Materials.

El proceso de vaciado requiere luz visible, una solución alcalina y una fuente de volta-je, explica Sadtler. Al iluminar un microcristal de óxido cuproso, sus electrones se excitan y se unen a los iones de cobre para formar áto-mos del metal. Esos átomos ya no están liga-dos al oxígeno y pueden saltar a la superficie de la partícula, formando un recubrimiento de cobre que protege algunas partes del cristal contra los efectos de la solución.

La estructura cristalina determina qué ca-ras quedan protegidas y cuáles se disuelven: la disposición de los átomos en algunas ca-ras permite que los electrones se exciten con más facilidad y atrae más átomos metálicos a la superficie. Pero las caras desprotegidas se disuelven rápidamente, lo que esculpe el cristal a lo largo de líneas geométricas bien definidas. Por razones similares, «solo es po-sible cortar los diamantes [fácilmente] de un cierto número de maneras», señala Sadtler. Es más sencillo romperlos en la dirección de las filas de átomos de su estructura cristalina.

Stephen Maldonado, químico de la Uni-versidad de Michigan que no participó en el estudio, afirma que los hallazgos «podrían resultar útiles para diseñar catalizadores de alta eficiencia para reducir el CO2, o en otras áreas».

Sadtler apunta que los cristales ahueca-dos podrían tener otras aplicaciones, aparte de agilizar las reacciones asociadas a la cap-tura de carbono, gracias a su gran superficie y particular forma. Por ejemplo, los métodos actuales de obtención de imágenes micros-cópicas funcionan muy bien con los mate-riales sólidos cristalinos, pero tienen proble-mas para identificar biomoléculas. De acuer-do con Sadtler, sería posible usar estructuras huecas de este tipo para rodear moléculas orgánicas, tal vez en muestras de sangre u orina, y potenciar la señal de las sustancias difíciles de detectar. Los expertos también estudian otros materiales que interaccionan intensamente con la luz, como los óxidos de hierro y manganeso, compuestos promete-dores para el diseño de pilas de combustible de hidrógeno. —Leto Sapunar

Batata o boniato

1 2 3 4 5Tiempo bajo una lámpara halógena (minutos)

1 micraMicrocristal de óxido cuproso


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La grajilla (Corvus monedula) emplea dos conjuntos de reglas para el vuelo en gru-po con resultados distintos, según una nue-va investigación. Las bandadas que se diri-gen a los dormideros invernales son ordena-das, sea cual sea su tamaño, mientras que las que se congregan para ahuyentar a los de-predadores son desorganizadas al inicio en tanto son pequeñas, pero devienen súbita-mente ordenadas si alcanzan cierto número de integrantes.

Las bacterias que nadan, las nubes de langostas, los bancos de peces y las banda-das de aves se desplazan como unidades cohesionadas. Este fenómeno aparece cuan-do se congregan individuos que siguen las mismas reglas, afirma Alex Thornton, que es-tudia la evolución de la cognición en la Uni-versidad de Exeter. «Solemos pensar en el comportamiento colectivo como si fuera un fenómeno casi físico. Así que la idea de que los animales puedan cambiar las normas que aplican cuando el entorno y lo que es-tán intentando conseguir son distintos resul-ta novedosa e interesante», afirma. Thorn-ton es uno de los artífices del nuevo traba-jo, descrito el noviembre pasado en Nature Communications.

Los autores filmaron el vuelo de grajillas silvestres en Cornualles con cuatro cáma-ras de alta velocidad sincronizadas, y carto-grafiaron la posición y la trayectoria de cada individuo.

De las 16 bandadas grabadas, seis eran de paso, pues regresaban a sus dormide-ros en las tardes de invierno. En esos grupos, fueran grandes o pequeños, cada grajilla va-riaba su trayectoria tomando como referen-cia un número fijo de vecinas y manteniendo siempre un orden.

Para provocar la formación de las «ban-dadas de acoso», mostraron a las aves un zorro disecado que sujetaba un pájaro falso aleteando y reprodujeron los graznidos que suelen lanzar para pedir auxilio contra los enemigos. En esa situación, las grajillas vo-laron siguiendo a todas las iguales que esta-ban situadas a una distancia fija. «Con esas normas [el acoso a un depredador], vemos cómo del caos brota el orden. Las bandadas son desorganizadas al principio, cuando son pequeñas, pero si su densidad alcanza cier-to nivel, de pronto surge el orden —algo pa-recido a la licuefacción de un gas», explica. Esas transiciones nunca se habían observado en los pájaros, añade.

«La novedad reside en haber compara-do la misma especie en distintos contextos ecológicos, que los investigadores propicia-ron mediante una técnica ingeniosa», acla-ra Shashi Thutupalli, estudioso de la autoor-ganización de los sistemas vivos en el Cen-tro Nacional de Ciencias Biológicas de la India que no participó en la investigación. Se pregunta si serían los individuos influyentes quienes encabezarían esos cambios de ma-niobra y si otras especies se comportan de modo parecido.

«Lo que nuestro trabajo pone de mani-fiesto es que no se puede prescindir del am-biente cuando se intenta modelizar el com-portamiento colectivo en los sistemas bioló-gicos», afirma Nicholas Ouellette, físico de la Universidad Stanford y uno de los autores del estudio. Según él, tomando como fuen-te de inspiración a la grajilla, tal vez los inge-nieros usen algún día las respuestas depen-dientes del contexto para organizar flotas de drones destinadas a tareas de extinción de incendios, vigilancia o búsqueda y rescate: «Nos permite pensar en el diseño de siste-mas más flexibles, que puedan modificar las normas para hacer el comportamiento más robusto.» —Harini Barath

Una bandada de grajillas.

ComporTAmiEnTo Anim AL

Transición de fase en una bandadaUn estudio indica que las grajillas en vuelo alternan entre el caos y el orden

Apuntes


MsJ

On

esn

yc

Ingredientes

Información nutricional(porcentaje de la ingesta diariarecomendada)

Calorías

AguaAlubias negras cocidasAceite de colza prensadoArroz integral cocidoMaíz amarillo asadoCebollaPasta de tomateConcentrado de proteína de sojaPimiento rojo y verde asadoAzúcar de caña orgánicoFécula de patataGoma vegetal modificadaSal marinaExtracto de levaduraCebolla en polvoEspeciasAjo en polvoPimentónAlubia negra en polvoAromas naturalesTomate en polvoÁcido cítricoÁcido lácticoCafé instantáneoMelaza

AguaConcentrado de proteína de sojaAceite de colzaGluten de trigo elásticoCebollaAislado de proteína de sojaMetilcelulosaExtracto de levaduraExtracto de maltaCebolla en polvoAjo en polvoHarina orgánica de cereales antiguosAjo secoVinagre orgánico destiladoAromas naturalesAzúcar de cañaFécula de patataSal marinaSalSemilla de apioAzúcar de caña orgánicoAroma de humoExtractos de especiasEspeciasProteína de guisante

AguaConcentrado de proteína de sojaAceite de cocoAceite de girasolAromas naturalesProteína de patataMetilcelulosaExtracto de levaduraDextrosa cultivadaAlmidón alimentariomodificadoLeghemoglobina de sojaSalAislado de proteína de soja

Carne de vacunode pasto

GrasasGrasas saturadas

ColesterolSodio

Hidratos de carbonoFibra alimentaria

ProteínasVitamina A

CalcioHierro

Vitamina C

34250

192

123202

2590

1840

0163

11310

15250

1300

247

1987599

263525

300

4200

150

290 240 188 186 240

1100

194

162708

200

Aislado de proteína de guisanteAceite de colza prensadoAceite de coco refinadoAguaExtracto de levaduraMaltodextrinaAromas naturalesGoma arábigaAceite de girasolSalÁcido succínicoÁcido acéticoAlmidón alimentario NMG*

* NMG: no modificado genéticamente

Celulosa de bambúMetilcelulosaFécula de patataExtracto de zumo de remolachaÁcido ascórbicoExtracto de achioteExtracto de cítricosGlicerina vegetal

HAMBURGUESADE VACUNO(WESTERN)

HAMBURGUESASIN CARNE(GARDEIN)

HAMBURGUESADE ALUBIAS NEGRAS

(GARDEIN)

BEYONDBURGER

IMPOSSIBLEBURGER

Más

, en

peso

Men

os

Las imitaciones de la carne¿Qué hay en esa hamburguesa que me estoy comiendo?

Las hamburguesas sin carne como la Impossible Burger y la Beyond Burger (que ya se comercializa en España) se están poniendo de moda rápidamente. Pero ¿de qué están hechas? Y ¿cuál es su valor nutricional en comparación con la carne real y sus alternativas clásicas (hamburguesa vegana y de alubias negras)? Este gráfico compara la información consignada en las etiquetas de cinco productos. La Beyond Burger emplea proteína de guisante y la Impossible Burger, de soja y patata;

las grasas proceden de diversos aceites. El modo en que los fabricantes obtienen el sabroso gusto umami es un secreto de cocina. Algunos consumidores eligen las versiones sin car-ne para reducir su ingesta de vacuno por razones personales o ambientales, mientras que a otros simplemente les gustan más las variedades veganas. Pero es discutible si alguna de las opciones es más «saludable» que el resto.

—Mark Fischetti

La carne de vacuno tiene más colesterol que las alternativas veganas, pero estas tienen más sodio.

La leghemoglobina de soja, un compuesto extraído de la raíz de la soja y con una estructura similar a la hemoglobina de los animales, sirve para imitar la textura y el aspecto de la carne.

Todos los valores corresponden a una ración de 113 gramos.

La metilcelulosa es un espesante no digerible.

El agua y los aceites ocupan un lugar destacado en las hamburguesas sin carne.

Los valores nutricionales pueden variar ligeramente de un paquete a otro para una misma marca.

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