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 Viernes, 24 marzo 2017 Biología Tejido cardiaco humano creciendo en hojas de espinaca Unos investigadores han recurrido al sistema vascular de las plantas para resolver un importante problema de bioingeniería que está bloqueando la regeneración de tejidos y órganos humanos. Los científicos del sector se enfrentan a un desafío fundamental mientras buscan ampliar la escala de la regeneración de tejidos desde pequeñas muestras de laboratorio a tejidos más extensos, incluyendo piezas óseas e incluso órganos completos, para implantarlos en personas y tratar enfermedades o lesiones graves: cómo establecer un sistema vascular que suministre sangre al interior del tejido en desarrollo. Las actuales técnicas de bioingeniería, incluyendo la impresión 3D, no pueden fabricar la red ramificada de vasos sanguíneos hasta el nivel capilar que se requiere para proporcionar el oxígeno, los nutrientes y las sustancias esenciales que se precisan para un adecuado crecimiento de los tejidos. A fin de solventar este problema, un equipo de investigación multidisciplinar del Instituto Politécnico de Worcester, la Universidad de Wisconsin-Madison y la Universidad Estatal de Arkansas en Jonesboro, todas estas instituciones en Estados Unidos, ha decidido recurrir a las plantas. Estos investigadores han explorado la posibilidad de usar plantas descelularizadas como andamios, con capacidad de perfusión, para ingeniería de tejidos. Las plantas y los animales explotan métodos fundamentalmente diferentes para transportar fluidos, sustancias y macromoléculas, pero existen similitudes sorprendentes en sus estructuras de red vascular. El desarrollo de plantas descelularizadas para servir como andamio abre otro capítulo en una nueva rama de la ciencia que investiga el mimetismo entre lo vegetal y lo animal. En una serie de experimentos, el equipo de Glenn Gaudette cultivó células cardiacas humanas que podían latir sobre hojas de espinaca a las cuales se despojó de células vegetales. Hicieron fluir fluidos y microesferas parecidas en tamaño a los glóbulos sanguíneos humanos a través de la vasculatura de la espinaca, y sembraron con éxito las venas de esta última con las células humanas que recubren los vasos sanguíneos. Los investigadores pudieron así cultivar células cardíacas que latían sobre tales hojas descelularizadas. Esto abre la puerta hacia el uso de múltiples hojas de espinaca para hacer crecer capas de músculo cardiaco sano que permitan dar tratamientos médicos avanzados a pacientes que han sufrido ataques al corazón. Jueves, 23 marzo 2017 Astronomía Marte, ¿un planeta con anillos temporales? En la niñez, aprendimos a identificar a los distintos planetas de nuestro sistema solar a través de algunas de sus características principales. Por ejemplo, sabemos que Júpiter es el más grande y que Saturno tiene anillos muy vistosos. Marte, por su parte, es rojo, pero es posible que ese mundo, vecino de la Tierra, también tuviera anillos en alguna época de su pasado, y podría tenerlos de nuevo algún día. Esa es la teoría propuesta por el equipo de David Minton y Andrew Hesselbrock, de la Universidad Purdue en West Lafayette, Indiana, Estados Unidos. El modelo que estos científicos han desarrollado sugiere que los "escombros" que fueron enviados al espacio en la colisión de un asteroide u otro cuerpo contra Marte hace unos 4.300 millones de años van alternando entre convertirse en un anillo planetario y agruparse mucho más hasta formar una luna. Una teoría sugiere que la gran Cuenca Polar del Norte (Cuenca Borealis) de Marte, que cubre alrededor del 40 por ciento del planeta en su hemisferio norte, fue creada por ese impacto, enviando escombros al espacio. El gran choque habría enviado suficiente material desde la superficie de Marte como para formar un anillo, según los cálculos realizados por estos científicos. El modelo de Hesselbrock y Minton sugiere que a medida que se formaba el anillo, y que los escombros se alejaban lentamente del Planeta Rojo y se esparcían, estos se iban agrupando, hasta que acabaron conformando una luna. Con el paso del tiempo, el tirón gravitatorio de Marte habría atraído a esa luna hacia el planeta hasta alcanzar el límite de Roche, la distancia al planeta por debajo de la cual las fuerzas de marea de dicho planeta destrozan un cuerpo celeste cuya cohesión se conserve esencialmente solo por efecto de su gravedad. Fobos, una de las lunas de Marte, se está acercando al planeta. Según el modelo, no resistirá el tirón gravitatorio del Planeta Rojo, y se fragmentará al alcanzar el límite de Roche, esparciéndose sus pedacitos por una franja orbital alrededor de Marte, hasta convertirse en un conjunto de anillos dentro de unos 70 millones de años. Dependiendo de dónde esté el límite de Roche, Minton y Hesselbrock creen que este ciclo podría haberse repetido entre tres y siete veces a lo largo de los varios miles de millones de años de historia de Marte. Cada vez que una luna se deshacía y se volvía formar a partir del anillo resultante, la sucesora sería cinco veces más pequeña que la última, según el modelo, y caerían escombros sobre el planeta. Esto último podría explicar los enigmáticos depósitos sedimentarios encontrados cerca del ecuador de Marte. Miércoles, 22 marzo 2017 Ingeniería Telas que cambian de color ante distintas temperaturas Imaginemos una pieza de tela de un único color que de pronto muestra un patrón de múltiples colores cuando cambia la temperatura ambiental. Y con cada cambio de este tipo, aparece un patrón completamente diferente. Marjan Kooroshnia, de la Universidad de Borås en Suecia, ha desarrollado métodos que permiten justamente tales cambios. Esta investigadora se ha basado para sus diseños en una serie de experimentos con tintes termocrómicos, que han dado pie a la creación de varios métodos de trabajo y a dos herramientas pedagógicas en el contexto del diseño textil. Ahora ella espera que otros diseñadores e investigadores puedan desarrollar aún más estos métodos. Kooroshnia empezó su investigación sobre descripciones ya existentes de algunas clases de tintes termocrómicos; por debajo de su temperatura de activación, están coloreados, y por encima de ella adquieren un tono claro. Además, normalmente se hallan combinados con pigmentos estáticos, lo que contribuye a marcar sus cambios de color. Ella quería explorar las propiedades de diseño y la potencialidad de los tintes termocrómicos al ser usados sobre telas, y facilitar una mejor comprensión y un diseño más hábil de patrones de superficie dinámicos en el contexto del diseño textil. Kooroshnia empezó cada experimento haciéndose varias preguntas del tipo “¿qué pasaría si…?” y ensayándolas en la práctica. En total, ha llevado a cabo seis series de experimentos. Después de muchas pruebas en el laboratorio de impresión, consiguió mezclar los tintes de manera que parecían similares cuando estaban en un estado no calentado, y cambiaban a diferentes colores como resultado de incrementarse la temperatura. Después, exploró los tintes termocrómicos con diferentes temperaturas de activación para crear un amplio espectro de colores que aparecerían a distintas temperaturas. Utilizó tintes termocrómicos con temperaturas de activación de 27, 37 y 47 grados centígrados para crear un patrón dinámico por el cual el paulatino incremento de temperatura proporcionaba colores cambiantes siguiendo una secuencia específica; por ejemplo, el patrón poseía un color a 27 grados centígrados, otro a 37, y otro más a 47. Martes, 21 marzo 2017 Zoología La población mundial de arañas consume más carne que la humanidad Se ha sospechado desde hace tiempo que las arañas son uno de los grupos de depredadores de insectos más importantes. Unos zoólogos acaban de mostrar cuán cierto es esto: las arañas pueden matar un número astronómico de insectos a escala global. La población mundial de arañas (con un peso total de unos 25 millones de toneladas) devora cada año entre 400 y 800 millones de toneladas de presas. Esto sitúa a la araña como un carnívoro principal, en comparación con otras formas de vida. Por ejemplo, según la Organización para la Agricultura y la Alimentación (FAO), de las Organización de las Naciones Unidas, la población humana mundial consume alrededor de 400 millones de toneladas de carne y pescado al año. El consumo de carne por las arañas puede incluso igualar o superar al ejercido por la población mundial de ballenas (Cetacea). Estos animales comen una cantidad anual de presas de entre 280 y 500 millones de toneladas. Con más de 45.000 especies y una gran densidad de población, las arañas son uno de los grupos de depredadores con más especies y mayor distribución del mundo. Debido a su estilo de vida reservado (muchas arañas son nocturnas o viven bien camufladas en la vegetación) había sido previamente difícil demostrar su papel ecológico, pero la investigación llevada a cabo por Martin Nyffeler, de la Universidad de Basilea en Suiza, y Klaus Birkhofer, de la de Lund en Suecia, ha permitido hacer una estimación bastante precisa de la cantidad de carne consumida cada año por la población mundial de arañas, y llegar a la conclusión de que estas efectivamente ejercen un enorme impacto ecológico como enemigos naturales de los insectos. Más del 90 por ciento de las presas devoradas por las arañas son insectos y colémbolos. Además, las grandes arañas tropicales devoran ocasionalmente pequeños vertebrados (ranas, lagartos, serpientes, peces, pájaros y murciélagos). También se alimentan un poco de las plantas. Los resultados del estudio se han hecho públicos a través de la revista académica The Science of Nature, editada por Springer. Lunes, 20 marzo 2017 Ciencia de los materiales Cerámica transparente Unos científicos han sintetizado una muestra de la primera versión transparente de una popular cerámica industrial. Este avance se ha logrado en el DESY (Sincrotrón Alemán de Electrones). La cerámica de esa clase, hecha de nitruro de silicio cúbico, se usa principalmente para rodamientos, herramientas de corte y piezas de motor en la industria de la automoción y en la aeronáutica. La cerámica es muy estable, porque el enlace silicio-nitrógeno es muy robusto. A presiones típicas en nuestro entorno natural, el nitruro de silicio posee una estructura cristalina hexagonal y la cerámica sinterizada de esta fase es opaca. La sinterización es el proceso de formar estructuras macroscópicas a partir de material granulado usando calor y presión. La técnica se utiliza ampliamente en la industria para una extensa gama de productos, desde dientes artificiales a rodamientos de cerámica. El equipo de Norimasa Nishiyama, ahora en el Instituto de Tecnología de Tokio en Japón, expuso nitruro de silicio hexagonal a altas presiones y temperaturas. A aproximadamente 156.000 veces la presión atmosférica a nivel del mar (15,6 gigapascales) y una temperatura de 1.800 grados centígrados, se formó un trozo transparente de nitruro de silicio cúbico con un diámetro de unos dos milímetros. Es la primera muestra de una versión transparente de este material. El análisis de la estructura cristalina a través de la fuente de rayos X PETRA III, en el DESY, mostró que el nitruro de silicio había adoptado por completo una fase cúbica. Dicha transformación es parecida a la del carbono, que también tiene una estructura cristalina hexagonal en condiciones ambientales como las de nuestro entorno cotidiano y se transforma en la fase cúbica transparente que conocemos como diamante, a altas presiones. ESPECIAL Divulgación El origen del universo (programa 1 de Órbita Laika La Nueva Generación) Video del programa que incluye entrevista a Stephen Hawking, quizá el físico más célebre de nuestros tiempos. Radio Televisión Española (RTVE) ya tiene disponible online el programa 1 del espacio televisivo de divulgación científica "Órbita Laika La Nueva Generación", un espacio en el que los fundadores de NCYT de Amazings tenemos el placer de colaborar. Está coproducido por RTVE y la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), en colaboración con la productora de televisión Estudio Brainstorm. El espacio aborda esta tarea divulgativa con un estilo ideado para llegar no solo a los apasionados de la ciencia sino también para despertar el interés por ella en el resto de la población. A tal fin se ha recurrido a un atractivo planteamiento que agrega el humor como un ingrediente principal, y también toques de ciencia-ficción. El presentador es Goyo Jiménez, de interesante trayectoria televisiva y grandes dotes para el humor. |
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