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17 de enero de 2018
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¿Cómo ves?
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Ráfagas

No. 34

Crisis ambiental… en el precámbrico

Hace 2 200 millones de años, en el periodo precámbrico, gran cantidad de poblaciones biológicas murieron debido a una disminución en la atmósfera de compuestos que contenían un elemento esencial para el desarrollo de la vida: el nitrógeno.

El hallazgo de lo ocurrido en el precámbrico fue hecho por el investigador Rafael Navarro- González, del Laboratorio de Química de Plasmas y Estudios Planetarios del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM, y sus colaboradores del Centro de Investigaciones Ames de la NASA. Los investigadores diseñaron un experimento en el que recrearon las condiciones de la atmósfera primitiva de nuestro planeta y los relámpagos producidos por tormentas eléctricas.

Desde aquellos tiempos el nitrógeno ha estado presente en la atmósfera en su forma estable, N2, pero entonces aún no existía una ruta metabólica que lo incorporara directamente a la materia orgánica. Para poder aprovechar al nitrógeno éste tenía que transformarse en otras moléculas, lo que requería de una fuente de energía (como los relámpagos, que se producían continuamente y podían alcanzar temperaturas de hasta 20 000° C). Esa energía disociaba las moléculas de N2 en átomos de nitrógeno y las de dióxido de carbono (CO2, que también era abundante en la atmósfera) en átomos de oxígeno y monóxido de carbono (CO). Los átomos de oxígeno reaccionaban con los de nitrógeno produciendo nuevas moléculas, como el óxido nítrico NO, que fueron la fuente del nitrógeno necesario para el desarrollo de las primeras formas de vida.f

A través de su experimento, los investigadores infieren que por más de un millón de años se dieron una serie de cambios en la composición de la atmósfera primitiva, entre otros la disminución en la cantidad de CO2 atmosférico, cuya presencia era abundante, pero al ser soluble en agua descendió de la atmósfera a la superficie de la Tierra y se mezcló con otros elementos químicos formando las rocas sedimentarias. Esto tuvo como consecuencia una disminución en la cantidad de NO y por lo tanto del nitrógeno indispensable para la vida. A pesar de que esta reducción en la producción de NO fue temporal, tuvo una duración suficiente para producir dos cambios drásticos: en primer lugar causó una grave crisis ecológica que llevó a la desaparición de gran número de las especies que habitaban en esas épocas en el planeta, y además indujo el desarrollo de la fijación biológica del nitrógeno, es decir, aparecieron seres vivos con un metabolismo capaz de utilizar directamente el nitrógeno atmosférico, como lo hacen actualmente algunos microbios.

Esta investigación es de suma importancia no sólo para entender cómo se dieron las primeras etapas en la evolución química de la vida, es también una prueba (una más) de que si afectamos la atmósfera lanzado miles de millones de toneladas de gases tóxicos, esto tendrá necesariamente un efecto directo en la evolución y la preservación de la vida.

Nuevos equipos para determinar la edad de objetos

Cuando un arqueólogo descubre un entierro antiguo, o un paleontólogo logra recuperar un fósil, necesitan saber la edad de los objetos encontrados. Para apoyar estos estudios ha empezado a operar, en el Laboratorio de Fechamiento del Instituto de Investigaciones Antropológicas de la UNAM, un nuevo equipo de fechamiento por medio de carbono 14.

En este laboratorio los investigadores intentan aprovechar la mayor parte de los materiales recuperados de una excavación para obtener información cronológica. Para este fin, aplican varias técnicas como la del colágeno residual en el material óseo, que da información sobre el tiempo que ha transcurrido desde la muerte de un animal vertebrado; la termoluminiscencia, que informa sobre el tiempo transcurrido desde la última vez que una cerámica fue sometida a calentamiento, y el fechamiento por carbono 14 (14C), que nos informa del tiempo que ha pasado desde la muerte de un organismo vivo (véase el artículo "Un cronómetro para el pasado", en ¿Cómo ves?, No.16).

En la naturaleza existen tres isótopos del carbono (átomos de un mismo elemento, carbono en este caso, que tienen un distinto número de neutrones en sus núcleos) 12C, 13C (ambos estables) y 14C (inestable y radioactivo). Éstos se encuentran en una proporción muy diferente, así por cada átomo de 14C existen en la materia viva un billón de átomos de 12C. El 14C se forma en las partes más altas de la atmósfera, se combina químicamente con el oxígeno y se dispersa en forma de CO2. Las plantas y animales lo absorben a través de la fotosíntesis y la cadena alimenticia. El número de átomos de 14C que existe dentro de un organismo se mantiene estable durante la vida, pero al morir y terminar su función metabólica, se inicia su decaimiento o desintegración. A finales de los años 40, investigadores estadounidenses descubrieron que esta desintegración ocurre de manera constante: cada 5 568 años la mitad de los átomos de 14C de una muestra dada se habrán desintegrado y después de otros 5 568 años, lo habrán hecho la mitad de esta mitad y así sucesivamente. Esta medida se conoce como vida media. Pasadas 10 vidas medias existe muy poca cantidad de 14C en la muestra, por lo que esta técnica se utiliza para materiales de no más de 60 000 años de antigüedad. Al medir la cantidad de 14C presente en una muestra y compararla con los niveles originales, es posible conocer la cantidad de 14C que se ha desintegrado y por lo tanto el tiempo que ha transcurrido desde la muerte de la muestra estudiada. Debido a que esta técnica utiliza materia orgánica para realizar el fechamiento, sólo puede usarse en materiales que tienen este origen, como son textiles, madera, concha, papel y hueso.

En México ya existía otro laboratorio que da este servicio en el Instituto Nacional de Antropología e Historia, pero era insuficiente para atender la gran demanda de fechamientos que requieren tanto arqueólogos como geólogos, geógrafos, geofísicos y paleontólogos. Con el equipo nuevo, se podrán tener resultados en un lapso mucho menor.

Más lunas en Saturno

En el último año, un equipo internacional de astrónomos de Francia, Canadá y los Estados Unidos descubrió 12 nuevas lunas orbitando alrededor de Saturno.

Todas las lunas de Saturno conocidas con anterioridad, excepto Febe, giran en una trayectoria casi circular, en la misma dirección de rotación que el planeta, por lo que son conocidas como satélites regulares. Las lunas recientemente descubiertas giran en dirección contraria, o retrógrada, a la de Saturno, siguen órbitas irregulares y algunas están muy próximas unas a las otras, como formando un racimo. Además giran a una distancia de Saturno considerablemente mayor que las regulares, entre 10 y 20 millones de kilómetros, y son mucho más pequeñas: su tamaño varía de 50 a apenas unos cuantos kilómetros de diámetro.

Las diferencias en sus características sugieren que los satélites regulares y los irregulares se formaron por mecanismos distintos: los investigadores piensan que los satélites regulares se formaron por acumulación de material de las rocas y el polvo que rodea al planeta —como un Sistema Solar en miniatura—, mientras que las lunas irregulares parecen provenir de capturas de restos de colisiones de satélites más grandes que se fragmentaron cuando ya orbitaban alrededor de Saturno.

Por sus anillos Saturno es quizá el planeta más espectacular del Sistema Solar y el que más ha capturado la atención del público. Galileo lo vio por primera vez en 1610; debido a la baja resolución de su telescopio, pensó que se trataba de un sistema de tres cuerpos, con el mayor al centro y dos más orbitando alrededor. Tiempo después se descubrió que se trataba de un planeta rodeado por un anillo de polvo y rocas.

Hasta ahora los planetas con el mayor número de lunas conocidas son Saturno con 30, Júpiter con 28, Urano con 21 y Neptuno con 8. Pero esta lista tiene un orden diferente al del año pasado y ésta a su vez, es distinta a la del año anterior. Brett Gladman, astrónomo del Observatorio de la Cote d’Azur, de Francia, y director del proyecto, opina que en poco tiempo Júpiter volverá a colocarse en el primer lugar de la lista.

Desde los viajes de las naves Voyager en los años 80 no se habían descubierto tantas lunas en tan poco tiempo. "El mayor problema que tenemos ahora es encontrar los nombres apropiados para todas estas nuevas lunas", dijo en tono de broma J. J. Kavelaars, astrónomo canadiense que participó en el descubrimiento de 10 de los satélites.

Conversa, nueva revista de divulgación de la ciencia

En el mes de julio, vio la luz una nueva revista mensual del Instituto Politécnico Nacional (IPN), Conversa, en la que se abordan distintos temas de divulgación de la ciencia y la tecnología, o como dice su lema: Donde la ciencia se convierte en cultura. El director de la nueva revista, Jesús Mendoza Álvarez, aseguró que el propósito de esta empresa editorial es dar a conocer los avances científicos y tecnológicos que los investigadores, académicos y estudiantes llevan a cabo tanto en el IPN como en otras instituciones de México y el mundo.

La revista cuenta con cuatro columnas: "Guía Financiera", "Informática", "Huellas" y "Fotón", donde se da información, respectivamente, sobre el ritmo de la economía y las finanzas, los últimos desarrollos en computación e informática, la historia de los descubrimientos en ciencia y tecnología y temas de vanguardia. Asimismo, tiene varias secciones fijas. En una de ellas, llamada "Investigación Hoy", se darán a conocer los distintos aportes que realizan los investigadores del IPN. En este primer número, la sección trata sobre los lugares que se han considerado para construir el nuevo aeropuerto de la Ciudad de México y sus áreas de influencia, y está escrita por el ingeniero Demetrio Galíndez López, egresado del IPN y miembro del grupo de especialistas encargados de hacer los estudios de la localización del nuevo aeropuerto. Por su parte, Octavio Plaisant entrevista al doctor Miguel Ángel Valenzuela, de la Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, en el texto titulado "Reacciones contra la contaminación ambiental" y el doctor José Antonio Arias Montaño considera la posibilidad de una vacuna contra el Alzheimer.

La ciencia es una actividad humana que no compete únicamente a sus hacedores. Como nunca antes, los resultados que se obtienen en los centros de investigación tienen una influencia directa y en un lapso muy reducido en toda la población. Por ello es indispensable que la gente conozca los avances que produce la investigación científica y pueda tomar medidas informadas sobre los temas que le atañen. Felicitamos calurosamente al IPN por este nuevo esfuerzo y deseamos larga vida a Conversa.

Hay de éxtasis a éxtasis

El uso de la droga conocida comúnmente como Éxtasis causa una severa reducción en la cantidad de serotonina en el cerebro, de acuerdo con estudios realizados por Stephen Kish del Center for Addiction and Mental Health de Toronto, Canadá.

La serotonina es un neurotransmisor, es decir, un químico cerebral que ayuda a que fluya la información de una neurona a la siguiente y al hacerlo regula una gran cantidad de actividades mentales. La serotonina participa en la regulación del estado de ánimo, la percepción de dolor, el comportamiento agresivo, la actividad sexual, el sueño, el apetito y las emociones. Algunos investigadores aseguran que niveles bajos de serotonina están ligados a pérdida de memoria.

Stephen Kish comparó el cerebro de un hombre de 26 años muerto por una sobredosis de Éxtasis con los de 11 personas que nunca usaron drogas; encontró que los niveles de serotonina y otros químicos cerebrales asociados con ella eran de 50 a 80% más bajos en el que usaba la droga.

El Éxtasis se conoce químicamente como metilendioximetanfetamina, o MDMA, y está relacionado estructuralmente con la mezcalina y con las anfetaminas. Al igual que estas drogas, inicialmente aumenta la cantidad de serotonina que se libera en el cerebro. De acuerdo al investigador, las personas que usan el Éxtasis al principio sienten un aumento en la percepción de sus emociones y en la sensación de empatía con la gente que los rodea, pero posteriormente, al terminar los efectos de la droga, entran en un estado depresivo con problemas de insomnio, ansiedad y confusión. Estos cambios en la conducta probablemente están relacionados con la liberación masiva en los niveles de serotonina, en el momento de ingerir la droga, y su posterior reducción cuando pasa el efecto. Otros investigadores, George Ricaurte y Una McCann, del John Hopkins Medical institution, realizaron pruebas de memoria en 24 personas que tomaban Éxtasis y 24 que no lo hacían. Encontraron que los que la usaban tuvieron más problemas para recordar lo que habían visto u oído durante la prueba. Otra de sus conclusiones es que la pérdida de memoria depende directamente de la dosis de la droga ingerida.

En la producción del Éxtasis se añaden otras drogas psicoactivas, como cafeína y efedrina. Los laboratorios clandestinos que lo producen utilizan gran variedad de combinaciones de drogas distintas, algunas más tóxicas que otras. Al ser una droga ilegal, los consumidores no pueden tener la menor idea de qué compuestos tiene la pastilla de Éxtasis que están ingiriendo. Pero eso no es todo: un gran problema relacionado con el Éxtasis es que, a diferencia de otras drogas, desconocemos con exactitud sus efectos negativos.

 

Martha Duhne

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