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24 de junio de 2018
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Ráfagas

No. 138

La comida chatarra es adictiva

Ingerir comida rica en calorías y grasas genera un comportamiento adictivo como el que causan la cocaína y la heroína, de acuerdo con un reciente estudio dirigido por Paul Johnson y Paul Kenny, del Instituto de Investigación Scripps de Florida.

Para entender cómo afecta este tipo de comida al sistema de recompensa del cerebro (las redes neuronales que producen un sentimiento de bienestar), los investigadores dieron a un grupo de ratas su alimento acostumbrado rico en nutrientes y bajo en calorías, y a otro lo alimentaron con tocino, salchichas y pasteles. Las ratas del segundo grupo no tardaron en desarrollar hábitos alimentarios compulsivos y se pusieron obesas. Pero además la química de sus cerebros se modificó. Por medio de electrodos, los investigadores descubrieron que esas ratas habían desarrollado tolerancia al placer que les daba la comida y necesitaban comer cada vez más para desencadenar la misma sensación de bienestar. "Perdían el control", señaló Kenny, lo mismo que sucede en otro tipo de adicciones.

Para medir la magnitud de la adicción de los animales los investigadores ofrecieron la comida grasosa a ambos grupos de ratas, pero acompañada de una descarga eléctrica en las patas. Las ratas que no habían estado expuestas a este tipo de comida pronto dejaron de comerla, pero las del otro grupo siguieron haciéndolo a pesar del dolor. Cuando les retiraron la comida chatarra y les ofrecieron comida nutritiva, las ratas obesas dejaron de comer durante más de dos semanas.

En estudios previos, otras ratas mostraron conductas similares cuando les dieron cocaína o heroína en cantidades ilimitadas, soportando cualquier castigo con tal de seguir consumiendo las drogas.

El neurotransmisor dopamina, que participa en las sensaciones de placer, parece estar relacionado con el comportamiento de comer compulsivamente, según los resultados de este estudio, publicado en el mes de marzo en la revista Nature Neuroscience. Las ratas obesas tenían niveles de dopamina bajos, lo que se ha asociado también con el consumo de drogas.

Ventajas de reproducirse sin sexo

Cada año, los agricultores de todo el mundo gastan millones de dólares en semillas especialmente producidas para poseer ciertas características, como resistencia a las plagas o a las temperaturas extremas. Las plantas florecen, son fecundadas y producen nuevas semillas. Pero, por ser cruza de dos progenitores, estas semillas pueden no tener esas características deseables. Así pues, hay que volver a comprar las semillas. Producirlas cada año es un trabajo laborioso y caro.

Algunas especies vegetales, como los dientes de león y los álamos, tienen la capacidad de reproducirse asexualmente: un individuo puede producir descendencia sin que haya intercambio genético con otro. Los descendientes tienen, por tanto, las mismas características que el progenitor, sin mezcla. Son clones naturales. Un equipo internacional de científicos dirigido por Jean-Philippe Vielle- Calzada, del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, en Irapuato, decidió estudiar la genética que rige la reproducción asexual de algunas plantas para intentar inducirla en plantas que se reproducen sexualmente. De resultar exitoso, este método tendría enormes repercusiones en la agricultura.

La planta Arabidopsis thaliana sólo se reproduce sexualmente. Los investigadores mostraron que, si se desactiva en la planta la producción de una proteína conocida como Argonauta 9, que también se encuentra en otras esepcies, la Arabidopsis thaliana puede llegar a reproducirse asexualmente.

La planta posee un óvulo que produce un solo gameto femenino, el cual formará una semilla si es fertilizado. Vielle y sus colegas modificaron los genes que norman la producción de la proteína Argonauta 9 y esperaron a ver qué sucedía. El resultado fue que el óvulo produjo muchos gametos, y no sólo uno. Este hallazgo se publicó en marzo pasado en la revista Nature y sugiere que muchas plantas podrían reproducirse asexualmente si no fuera por la acción de la proteína Argonauta 9.

Aunque han dado un paso importante, los investigadores seguirán trabajando para perfeccionar este proceso, que podría revolucionar la forma en que se producen muchos cultivos hoy Arabidopsis thaliana. en día.

La frontera del mundo de los átomos

Si algo distingue a la mecánica cuántica de la física que todos aprendemos en la escuela (llamada física clásica) es que no se aplica a los objetos macroscópicos. La mecánica cuántica se construyó a lo largo de las primeras décadas del siglo XX para describir el comportamiento de los átomos, las moléculas y las partículas de luz. Para sorpresa de los físicos de la época, la teoría implicaba, al parecer, que los objetos atómicos podían estar en muchos lugares al mismo tiempo, y en general, hacer cosas contradictorias simultáneamente, como desintegrarse y no desintegrarse u orientarse al derecho y al revés en un campo magnético. Por suerte, los objetos cotidianos no presentaban este comportamiento, conocido técnicamente como superposición de estados coherentes.

Pero, ¿por qué? Si los objetos cotidianos están hechos de átomos y moléculas, ¿no deberían heredar las propiedades de éstos? La mecánica cuántica, la teoría más fundamental de la física, tendría que ser válida para todas las cosas, sin importar su tamaño. El problema de la transición cuántico-clásica se resolvió teóricamente en los años 60, cuando el físico H. Dieter Zeh señaló que las superposiciones de estados coherentes son tan delicadas, que sólo se pueden observar en átomos completamente aislados, sin el menor contacto con su entorno. El más leve soplo de energía las destruye. Los objetos macroscópicos, hechos de números inimaginables de átomos, están mucho más expuestos a contingencias que los átomos individuales. Es imposible aislarlos de su entorno y por eso nunca los vemos en superposiciones coherentes. Los físicos se interesaron entonces en determinar de qué tamaño tenía que ser un objeto para dejar de ser cuántico.

En los años 30, las peculiaridades de la mecánica cuántica inquietaron a algunos físicos, entre ellos Albert Einstein y Erwin Schrödinger. Éste último ideó un experimento mental para visualizar lo absurdo que le parecía extender el comportamiento cuántico a los objetos macroscópicos: el experimento del gato de Schrödinger. El físico concluyó que, si la mecánica cuántica era correcta, en ciertas circunstancias un gato, por ejemplo, podría estar vivo y muerto al mismo tiempo.

Hasta hace poco, el objeto más grande en el que se había observado comportamiento puramente cuántico era una molécula de 60 átomos, conocida como buckminsterfullereno. Pero en el número del 17 de marzo de la revista Nature unos investigadores de la Universidad de California en Santa Bárbara informan que lograron poner en una superposición coherente un objeto suficientemente grande para verse sin ayuda de instrumentos. El objeto es una especie de varilla vibradora de aluminio que mide unas 40 micras de longitud y está formada por alrededor de un billón de átomos. La varilla puede vibrar 6 000 millones de veces por segundo. Los investigadores, dirigidos por Andrew Cleland, redujeron la frecuencia de las vibraciones de este resonador al valor mínimo permitido por la mecánica cuántica bajándole la temperatura hasta menos de un décimo de grado sobre cero absoluto (-273 º C), lo que ya es una proeza. Manipulando el objeto por medio de un circuito electrónico sujeto a las leyes de la mecánica cuántica, pudieron ponerlo en un estado en que está vibrando y quieto al mismo tiempo. Cleland da a entender que hay buenas razones para probar las leyes de la mecánica cuántica con objetos cada vez más grandes. Al mismo tiempo reconoce que no se le ocurre ninguna aplicación práctica de su resonador cuántico. No tiene importancia. Este experimento ayudará a disipar el misterio que aún envuelve la frontera entre el mundo cuántico y el mundo cotidiano.

Sergio de Régules

La genética de un ave cantora

Un consorcio internacional de más de 20 laboratorios de Estados Unidos, Oriente Medio y Europa determinó la secuencia de genes del pinzón cebra (Taeniopygia guttata), un diminuto pajaro cantor, que pesa cerca de 15 gramos y es originario de Australia. Esta especie fue elegida porque se comunica por vocalizaciones aprendidas, lo que la hace muy interesante para las neurociencias.

Al nacer, el pinzón cebra cacarea como una gallina, pero al poco tiempo aprende de su padre el complejo canto de su especie, con tonalidades únicas que poseen sólo los miembros de su familia. Si permaneciera aislado no cantaría. Y si un polluelo es separado de su familia, aprenderá un lenguaje diferente al de sus parientes, como sucedería con un bebé mexicano que fuera criado en Mongolia. Los pinzones cebra aprenden a comunicarse de una manera similar a como lo hacen los niños, una característica peculiar que comparten con ballenas, loros y elefantes.

La única otra ave cuyo genoma ha sido secuenciado es la gallina. Comparando los genomas de ambas especies se podrán detectar los genes implicados en la capacidad de aprender un lenguaje.

Hasta hoy se conocía sólo un gen fundamental para el lenguaje humano entre los más de 20,000 que tenemos. Los autores del estudio, coordinado por Wesley Warren de la Universidad de Washington, han detectado 800 genes que se activan cuando el pájaro aprende a cantar. Los seres humanos tenemos nuestras propias versiones de esos genes.

Conocer el genoma del pinzón cebra ofrece "una oportunidad única para comprender las bases genéticas de las conexiones que se establecen en nuestro cerebro cuando aprendemos y memorizamos", según el Consejo de Investigación de la Biotecnología y las Ciencias Biológicas del Reino Unido, que participó en el financiamiento del proyecto. Los resultados fueron publicados en la revista Nature en el mes de abril.

 

Martha Duhne

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