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Diseño por naturaleza ¿Qué tiene aletas de ballena, piel de lagarto y ojos de polilla? El futuro de la ingeniería. Un despejado día de mediados de febrero, durante el verano australiano, el biólogo evolucionista Andrew Parker se arrodilló en la candente arena roja del desierto, al sur de Alice Springs, e introdujo cuidadosamente la pata trasera derecha de un diablillo espinoso (Moloch horridus) en un plato de agua. La maniobra no era tan riesgosa como parece: aunque cubierto de agudas espinas, el reptil medía apenas dos centímetros de altura hasta la cruz y miraba con temor a Parker, como un bebé dinosaurio que ha perdido a su madre. Resultaba casi demasiado encantador para aquel riguroso entorno, hogar de un porcentaje alarmantemente alto de las serpientes más venenosas del mundo, como la taipán del interior (Oxyuranus microlepidotus), capaz de matar a cien personas con 30 gramos de su veneno, y la víbora de la muerte del desierto (Acanthophis pyrrhus), cuyo nombre lo dice todo; un lugar donde el viento silba entre los árboles mulga (Acacia aneura) como una secadora de cabello en la máxima potencia, y el Sol luce tres veces más grande que en las regiones templadas. Recordatorios constantes de que ahí, en la más árida región del continente habitado más árido del mundo, es mejor contar con un buen plan para encontrar el siguiente sorbo de agua. Esto bien lo sabe el diablillo espinoso y lo demuestra con una elegancia y una certidumbre que cautivan a Parker al extremo de olvidar el peligro de las serpientes y la insolación. “¡Mira, mira! –exclama–. ¡Tiene el lomo completamente empapado!”. En efecto, luego de 30 segundos, el agua del plato ha subido por la extremidad del lagarto y reluce en la erizada piel. Poco después, el líquido llega al hocico y el reptil abre y cierra la boca con evidente satisfacción. Lo que acaba de hacer es, en esencia, beber por la pata. Con más tiempo, el diablillo espinoso podría realizar el mismo truco en un pequeño espacio de arena húmeda –ventaja competitiva vital en el desierto–. Parker ha viajado hasta allí para descubrir exactamente cómo lo hace, mas no por simple curiosidad biológica, sino con un objetivo muy concreto: crear un dispositivo inspirado en el diablillo espinoso que ayude a la gente a colectar agua en el desierto. “Su piel es mucho más hidrófoba de lo que pensé. Bien puede ser que haya capilares ocultos que conducen el agua hacia la boca”. Luego de concluir su último experimento, recogimos su equipo y regresamos a la Land Cruiser. Cuando el pequeño lagarto nos ve partir, parece tener un aire de aflicción. “Haber visto al diablillo en su ambiente natural fue decisivo para comprender la naturaleza de sus adaptaciones, la textura de la arena, la cantidad de sombra, la calidad de la luz –comenta Parker mientras conducimos de regreso al campamento–. Hemos hecho el trabajo macroscópico. Ahora estoy listo para estudiar la estructura microscópica de su piel”. Miembro del equipo de investigadores del Museo de Historia Natural de Londres y de la Universidad de Sydney, Parker es un importante defensor de la Biomimética, la aplicación de diseños naturales para resolver problemas de ingeniería, ciencia de materiales, medicina y otros campos. Ha investigado la iridiscencia de mariposas y escarabajos, así como el recubrimiento antirreflectante de los ojos de las polillas, estudios que han dado resultado en pantallas más brillantes para teléfonos celulares y técnicas contra la falsificación tan secretas que no puede siquiera divulgar el nombre de la compañía responsable del desarrollo. Incluso se inspira en el pasado de la naturaleza: al estudiar el ojo de una mosca de 45 millones de años atrapada en ámbar, parte de la colección de un museo de Varsovia, Polonia, detectó estrías microscópicas que reducían la reflexión de la luz, un elemento que se está integrando en los paneles solares. El trabajo de Parker no es más que una pequeña parte del activo movimiento de la biomimética mundial. Ingenieros de Bath, Inglaterra, y West Chester, Pensilvania, analizan los abultamientos en el borde anterior de las aletas del ballena jorobada con miras a diseñar alas que permitan un vuelo más ágil. En Berlín, Alemania, las plumas primarias dactiloformes de las aves de presa inspiran a los ingenieros en el desarrollo de alas que puedan cambiar de forma en las alturas para reducir la resistencia y mejorar el rendimiento de combustible. Arquitectos de Zimbabwe estudian a las termitas para averiguar cómo controlan la temperatura, la humedad y el flujo de aire en sus nidos, para construir edificios más cómodos, mientras que investigadores médicos japoneses reducen el dolor de las inyecciones con agujas hipodérmicas de filo microserrado, parecidas a la probóscide del mosquito, que minimiza la estimulación nerviosa. “La Biomimética introduce toda una serie de nuevas herramientas e ideas que de otro modo no tendríamos”, asevera el científico de materiales Michael Rubner, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), donde la biomimética ya forma parte del plan de estudios. “Ahora se ha integrado a nuestra cultura de grupo”. Poco después de nuestro viaje al desierto australiano volví a reunirme con Andrew Parker, esta vez en Londres, para observar la siguiente etapa de su investigación del diablillo espinoso. Mientras caminábamos desde la entrada del Museo de Historia Natural hasta su laboratorio en el sexto piso, cruzamos salones amplios como bodegas repletos de la más exuberante variedad de organismos en conservación. En uno había frascos de alcohol tan grandes que llegaban a la cintura y contenían nutrias marinas haciendo muecas, pitones, hormigueros espinosos equidnas y walabies, así como un cajón de 20 metros de largo que albergaba un calamar gigante. Para Parker, aquello no era sólo una colección de especímenes, sino “un tesoro de geniales diseños”. Cada especie, incluso las extintas, representa una historia de éxito perfeccionada a través de millones de años de selección natural. ¿Por qué no aprender de lo que ha creado la evolución? Mientras recorríamos los salones, Parker explicó que los brillos metálicos y deslumbrantes colores de las aves tropicales y los escarabajos no son el resultado de pigmentos, sino de la manera en que nuestros ojos interpretan la reflexión de la luz: microestructuras cuidadosamente espaciadas que reflejan ondas de luz específicas. Esas estructuras sobre la superficie de objetos que afectan la manera en que vemos el color, que nunca se destiñen y son más intensas que el pigmento, son de gran interés para los fabricantes de pinturas, cosméticos y los pequeños hologramas de las tarjetas de crédito. El pico del tucán es un excelente ejemplo de fuerza y ligereza (puede romper nueces, pero a la vez es lo bastante liviano para no comprometer el vuelo del ave), mientras que las púas del erizo y del puerco espín son maravillas de resistencia y economía estructural. La seda de la araña es mucho más dúctil y cinco veces más resistente en relación con su peso que el acero de mayor grado. La luciérnaga produce luz fría con una pérdida de energía casi nula (una bombilla incandescente normal desperdicia 98.% de su energía en forma de calor) y en su parte trasera, los escarabajos bombarderos (Carabidae) poseen una cámara de combustión muy eficaz que dispara sustancias químicas hirvientes contra los posibles depredadores. El escarabajo Melanophila, que desova en madera recién quemada, ha desarrollado una estructura capaz de detectar la radiación infrarroja exacta que produce un incendio forestal y ubicarlo a cientos de kilómetros de distancia. La Fuerza Aérea de EUA está explorando ese talento. “Podríamos recorrer estas habitaciones y encontrar 50 proyectos de biomimética en media hora –afirmó Parker–. Trato de no pasar por aquí en las tardes, porque me dejo llevar y acabo trabajando hasta medianoche”. Durante una de esas creativas sesiones nocturnas, hace ocho años, Parker decidió investigar la capacidad para colectar agua de un escarabajo del desierto, para lo cual construyó una enorme duna de arena en su laboratorio. Este escarabajo tenebriónido vive en el Desierto de Namibia, en el suroeste de África, uno de los ambientes más áridos y calurosos del mundo; bebe recogiendo la humedad de la niebla matutina, para lo cual se vuelve de cara al viento y levanta la parte posterior del cuerpo, donde unos abultamientos hidrófilos atrapan la bruma condensándola en gotas más grandes que resbalan por unos canales cerosos e hidrófobos situados entre dichos abultamientos y que conducen el agua a la boca. Parker importó varias docenas de escarabajos de Namibia, los cuales comenzaron a correr por todo el laboratorio tan pronto abrió la caja, hasta que se establecieron, satisfechos, en la duna. Una vez ahí, usando varios humidificadores, una secadora de pelo y rociadores, Parker simuló las condiciones del desierto de Namibia con suficiente precisión para entender el mecanismo de los escarabajos. Luego reprodujo el sistema en un portaobjetos, con diminutas cuentas de vidrio en vez de abultamientos, y cera como canales. A pesar de la sofisticación de la naturaleza, muchos de sus diseños más ingeniosos utilizan materiales simples como queratina, carbonato de calcio y sílice, los cuales manipula para crear estructuras de complejidad, fuerza y resistencia fantásticas. Por ejemplo, el abulón produce su concha con carbonato de calcio, la misma sustancia de la blanda tiza. Sin embargo, al acomodar este material en paredes de ladrillos escalonados a nanoescala y gracias a una sutil interacción proteínica, crea una armadura tan resistente como el Kevlar y 3 000 veces más dura que la tiza. Entender las estructuras de microescala y nanoescala de las cuales dependen las excepcionales propiedades de la materia viva es esencial para hacer una recreación sintética. De modo que hoy, Andrew Parker ha hecho preparativos para ver la piel de un ejemplar de diablillo espinoso del museo bajo un microscopio electrónico de barrido, con la esperanza de detectar las estructuras ocultas que le permiten absorber y conducir el agua de manera tan eficaz. A mitad del recorrido por la prominencia, el biólogo notó una serie de nódulos organizados en hileras que parecían disminuir en tamaño hasta llegar a una estructura de recolección de agua. Por último, nos introdujimos en una fisura en la base de la púa y encontramos un campo con aspecto de colmena compuesto por muescas, cada una de 25 micrómetros de ancho. “¡Ah-ja! –exclamó Parker, como Sherlock Holmes al descubrir una pista–. Es, obviamente, una superficie superhidrófoba para conducir agua entre las escamas”. El examen ulterior de la piel del diablillo espinoso con un instrumento llamado escáner de microtomografía computarizada confirmó su teoría y reveló diminutos capilares entre las escamas que, a todas luces, tenían la función de conducir el agua hasta la boca del lagarto. “Creo que hemos desentrañado bastante bien la estructura del diablillo espinoso –declaró–. Estamos listos para elaborar el prototipo”. Entran los ingenieros. El siguiente paso en su cruzada para crear un dispositivo de recolección de agua inspirado en el lagarto fue enviar sus observaciones y resultados experimentales a Michael Rubner y su colega Robert Cohen, ingeniero químico del MIT, con quienes ha colaborado en varios proyectos de biomimética. La comunión entre las observaciones biológicas y el pragmatismo de la ingeniería es fundamental para el éxito de la Biomimética, y en el caso de Parker, Rubner y Cohen, ha conducido a varias aplicaciones prometedoras inspiradas en el escarabajo de Namibia y otros insectos. Así, esperan, en breve, crear una superficie sintética inspirada en la piel del diablillo espinoso. Aunque, impresionados por las estructuras biológicas, Cohen y Rubner consideran que la naturaleza no es más que el punto de partida para la innovación. “No hace falta reproducir la piel de un lagarto para desarrollar un dispositivo recolector de agua, o el ojo de una polilla para crear un recubrimiento antirreflectante –apunta Cohen–. La estructura natural ofrece pistas respecto a lo que es útil en un mecanismo, pero quizá sea posible mejorarlo”. Lo aprendido con el diablillo espinoso podría enriquecer la tecnología de captación de agua que han desarrollado basados en la microestructura del escarabajo de Namibia, con la cual trabajan para producir materiales para recolección de agua, pinturas resistentes al graffiti, y superficies autodescontaminantes, para cocinas y hospitales. O bien, la investigación puede llevarlos hacia direcciones completamente nuevas. En última instancia, consideran que un proyecto de biomimética sólo es exitoso cuando ofrece el potencial para originar una herramienta útil para la gente. Esto último, por supuesto, es lo difícil. Una de las representaciones potencialmente más útiles del diseño natural es el robot de inspiración biológica, el cual podría desplegarse en lugares donde las personas resultaran demasiado conspicuas, se aburrieran tremendamente o corrieran el riesgo de morir. Sin embargo, dichos robots son en extremo difíciles de construir. Ronald Fearing, profesor de Ingeniería Eléctrica en la Universidad de California, Berkeley, ha aceptado uno de los retos más grandes de todos: crear una mosca robot en miniatura que sea rápida, pequeña y lo bastante maniobrable para utilizarla en operaciones de vigilancia o de búsqueda y rescate. Si un moscardón hubiese entrado zumbando en la oficina de Fearing cuando nos sentamos a charlar por primera vez en una cálida tarde de marzo, con las ventanas abiertas hacia el cuidado campus de Berkeley, lo habría ahuyentado de un manotazo sin pensarlo dos veces. Pero luego de que Fearing concluyera su explicación del porqué había elegido al insecto como modelo para su aeronave en miniatura, me habría postrado para rendir pleitesía al bicho. Con alas que baten 150 veces por segundo, es capaz de permanecer suspendido en el aire, elevarse y lanzarse en picada con asombrosa agilidad. Durante un vuelo en línea recta puede girar 90.º en menos de 50 milisegundos, maniobra que haría trizas a un caza Stealth. La clave para lograr que el insecto volador micromecánico (MFI, por sus siglas en inglés) funcione, explicó Fearing, no estriba en intentar copiar el vuelo sino en aislar las estructuras cruciales para sus destrezas y encontrar opciones más simples (y quizá mejores) para efectuar operaciones muy complejas. “Hay 20 músculos que controlan el ala de la mosca, algunos de los cuales sólo se contraen cada cinco aleteos, lo que es desconcertante para los científicos –agrega Fearing–. Algunas cosas son demasiado misteriosas y complicadas para reproducirlas”. Después de que Michael Dickinson, neurobiólogo de CalTech, utilizara alas de plástico de 30 centímetros de longitud batiendo en dos toneladas de aceite mineral para demostrar la manera en que el aleteo en “U” de la mosca le permitía mantenerse en el aire, Fearing redujo la compleja articulación del ala a algo que él mismo pudiera fabricar, y fue así como diseñó un dispositivo semejante a un minúsculo diferencial de automóvil que, si bien carece de la mística poesía de los 20 músculos de la mosca, puede producir aleteos en “U” a gran velocidad. Para impulsar el ala necesitó mandos piezoeléctricos que, a frecuencias altas, pueden generar más potencia que los músculos de la mosca. No obstante, cuando pidió a diversos mecánicos que le fabricaran un mando de 10 miligramos, por respuesta obtuvo miradas de incredulidad. “Muchos dijeron: ‘¡Por Dios! Puedo hacerle uno de 10 gramos’, el cual sería más grande que toda nuestra mosca”. Así, Fearing procedió a fabricar su propio mando, mismo que me mostró con unas tenacillas: una varita de escasos 11 milímetros de largo y apenas más gruesa que el bigote de un gato. Fearing se ha visto obligado a fabricar muchos de los diminutos componentes de su mosca. Con el microláser corta las alas de la mosca de una lámina de poliéster de dos micras, tan delicada que se arruga tan sólo por respirar sobre ella, de modo que debe reforzarla con varillas de fibra de carbono. Las alas del modelo más reciente baten 275 veces por segundo (más rápido que las del insecto real) y emite el zumbido característico del moscardón. “La fibra de carbono es superior a la quitina de la mosca”, afirmó con un dejo de orgullo. Me enseñó entonces una caja protectora de plástico en la banca del laboratorio, donde se encontraba la mosca robot en persona: un delicado armazón, parecido a una figura de origami, hecha de fibra de carbono y delicados cables del grueso de un cabello que, como cabe suponer, en nada se parecía a una mosca de verdad. Un mes después de nuestra entrevista, hizo que despegara en un vuelo controlado. Fearing espera que, en dos o tres años, la mosca robot pueda permanecer suspendida en el aire y a la larga, volar con el virtuosismo de una mosca real. Para observar un robot biomimético en pleno funcionamiento –o al menos, algo parecido– sólo tuve que cruzar la bahía para ir a Palo Alto. Desde el siglo V a.C., cuando Aristóteles expresó su admiración por la capacidad de un gecko para “subir y bajar por un árbol en cualquier posición, incluso con la cabeza hacia abajo”, la gente se ha preguntado cómo el pequeño lagarto logra desafiar a la gravedad, de modo que hace dos años Mark Cutkosky, experto en robótica de la Universidad de Stanford, se dio a la tarea de desentrañar el misterio con un trepador inspirado en el gecko, al cual impuso el nombre de Stickybot. En realidad, las patas del gecko no son pegajosas, sino secas y lisas al tacto, y deben su admirable adhesividad a unos dos mil millones de filamentos con terminaciones en espátula distribuidos en cada centímetro cuadrado de los cojinetes de los dedos. Cada filamento, de sólo 100 nanómetros de grosor, es tan pequeño que interactúa en el ámbito molecular con la superficie por donde camina el lagarto, y aprovecha las fuerzas de van der Waals de bajo nivel generadas por las efímeras cargas positivas y negativas de las moléculas, causando la atracción de dos objetos adyacentes cualesquiera. Para desarrollar los cojinetes de los dedos del Stickybot, Cutkosky y el estudiante de doctorado Sangbae Kim, principal diseñador del robot, produjeron una tela de uretano con minúsculas cerdas que terminan en puntas de 30 micras. Aunque no son tan flexibles y adherentes como las del propio reptil, pueden sostener al robot de 500 gramos en una superficie vertical. Sin embargo, Cutkosky descubrió que la adhesión es sólo una parte del truco del gecko. Para moverse con rapidez (el animal es capaz de subir por una superficie vertical a una velocidad de un metro por segundo) sus patas también deben despegarse sin el menor esfuerzo y de manera instantánea. Con el objeto de entender mejor el proceso, Cutkosky pidió ayuda a los biólogos Bob Full, experto en locomoción animal, y Kellar Autumn, probablemente la máxima autoridad mundial en el tema de la adhesividad del gecko. Mediante minuciosos estudios anatómicos, pruebas de fuerza con vellosidades individuales y análisis en cámara lenta de la carrera de este animal sobre una banda vertical, Full y Autumn descubrieron que la adhesión es direccional; es decir, los dedos sólo se adhieren cuando los arrastra hacia abajo y se sueltan al invertir la dirección de la tracción. Con base en este principio, Cutkosky equipó a su robot con dedos de siete segmentos que se arrastran y sueltan como los del reptil. Luego, en un artículo sobre la anatomía del gecko, notó que el reptil tenía tendones ramificados para distribuir su peso de manera homogénea en toda la superficie de los dedos. ¡Eureka! “Cuando vi aquello, pensé: ‘¡Vaya, es fantástico!’”, y procedió a integrar un “tendón” de tela de poliéster en las extremidades del robot, a fin de distribuir su carga de la misma manera. Ahora, Stickybot puede trepar por superficies verticales de vidrio, plástico y azulejo de cerámica vidriada, aunque pasará algún tiempo antes de que logre competir con un gecko real. Por el momento, sólo se desplaza sobre superficies lisas a escasos cuatro centímetros por segundo, una fracción de la velocidad de su arquetipo biológico. El adhesivo seco que recubre los dedos del Stickybot tampoco se elimina por sí solo como ocurre con el lagarto, de manera que rápidamente se cubre de suciedad. “El gecko posee muchas características que tuvimos que pasar por alto”, reconoce Cutkosky. No obstante, ya se están produciendo varias aplicaciones en el mundo real. La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA, por sus siglas en inglés), organismo del Departamento de Defensa estadounidense, que patrocina el proyecto, está considerando a Stickybot para operaciones de vigilancia: un autómata que pueda trepar sigilosamente por un edificio y permanecer ahí horas o días monitoreando el terreno desde las alturas. Cutkosky, por su parte, ha visualizado muchas otras aplicaciones civiles. “Estoy tratando de llevar a los robots adonde jamás han llegado”, dijo. Pese al poder del paradigma de la biomimética y los brillantes individuos que la practican, la inspiración biológica ha dado origen a muy pocos dispositivos de producción masiva y posiblemente sólo uno de uso mundial: el velcro, inventado en 1948 por el químico suizo George de Mestral, quien copió el mecanismo en que las semillas con espinas ganchudas del cadillo se pegaban al pelaje de su perro. Además del laboratorio de Cutkosky, otros cinco equipos de investigación están tratando de imitar la adhesión del gecko, aunque hasta ahora ninguno ha conseguido reproducir la sujeción direccional y autolimpiadora del lagarto. Del mismo modo, los científicos todavía no consiguen recrear, de una manera que sea aplicable, la nanoestructura que explica la fuerza de la concha de abulón; y no obstante sus abundantes fondos, varias empresas de biotecnología han ido a la quiebra tratando de producir seda de araña artificial. ¿Por qué? Algunos especialistas en biomimética responsabilizan a la industria, que abriga expectativas de corto plazo en torno al tiempo de conclusión y la rentabilidad de un proyecto, las cuales chocan contra la inevitable lentitud de la investigación en biomimética. Otros se lamentan por las dificultades para coordinar el trabajo conjunto de distintas disciplinas académicas e industriales, indispensable para entender las estructuras naturales y reproducir sus acciones. Sin embargo, la razón principal por la cual la biomimética no ha alcanzado plena madurez es que, desde la perspectiva de la ingeniería, el mundo natural es extraordinariamente complejo. La evolución no “diseña” el ala de una mosca o la pata de un lagarto para lograr un objetivo final, como haría un ingeniero; simplemente improvisa con infinidad de experimentos aleatorios a lo largo de miles de generaciones, lo que da por resultado organismos que no son perfectamente funcionales, cuya única finalidad es vivir el tiempo suficiente para producir la siguiente generación y dar inicio a una nueva ronda de experimentos aleatorios. Para hacer tan dura la concha del abulón, 15 proteínas interpretan una danza cuidadosamente coreografiada aún incomprensible para varios equipos de científicos. El poder de la seda de araña radica no sólo en la mezcla de proteínas que la componen, sino en los misterios de los órganos productores de seda, donde 600 glándulas secretoras denominadas hileras crean siete tipos diferentes de seda en configuraciones muy resistentes. Los múltiples niveles de gran parte de los diseños de la ingeniería natural dificultan su comprensión e individualización. Por ahora, nadie puede tener la esperanza de reproducir nanoacertijos tan complejos. Sin embargo, la naturaleza los monta con gran facilidad siguiendo la receta de complejidad codificada en el ADN. En palabras del ingeniero Mark Cutkosky: “El precio que pagamos por la complejidad a pequeñas escalas es mucho mayor que el que paga la naturaleza”. No obstante, la brecha con la naturaleza se cierra poco a poco. Diversos investigadores utilizan microscopios electrónicos y atómicos, microtomografías y computadoras de alta velocidad para ver cada vez más de cerca los secretos de la naturaleza en micro y nanoescala, y una gama creciente de materiales avanzados para imitarlos con mayor exactitud que nunca antes. E incluso antes de alcanzar su madurez como una industria comercial, la biomimética se ha convertido ya en una nueva y poderosa herramienta para entender la vida. Bob Full, experto en locomoción animal, de Berkeley, aplica lo que aprende a la construcción de robots que corren, escalan y se arrastran y estos, a su vez, le han enseñado ciertas reglas fundamentales del movimiento animal. Por ejemplo, ha descubierto que todo criatura terrestre, desde el ciempiés hasta el canguro pasando por el hombre, posee exactamente la misma resistencia en las extremidades y genera idéntica energía relativa al correr. Kellar Autumn, especialista en la adhesividad del gecko y antiguo estudiante de Full, suele tomar prestadas partes del Stickybot de Cutkosky para compararlas con las estructuras naturales del lagarto y poner a prueba suposiciones básicas sobre su biología, las cuales no pueden esclarecerse directamente con el animal. “No es problema aplicar una precarga de 0.2 de newtons a un parche de adhesivo de gecko y arrastrarlo en dirección distal a un micrómetro por segundo –señala Autumn–. Pero pídale al reptil que haga lo mismo con su pata y probablemente lo morderá”. Web:

Científicos españoles y croatas han descubierto que las especies de arañas que viven, se alimentan, se reproducen y se mueven cabeza abajo han modificado su morfología para ahorrar energía. El trabajo aparece publicado en el último número de Public Library of Science (PLoS) ONE. En concreto, las arañas que viven en posición invertida han desarrollado patas desproporcionadamente largas en comparación con las arañas más habituales. Esto les permite a estos artrópodos “moverse más rápido, con movimientos similares a los de los monos”, explica Jordi Moya-Laraño, investigador de la Estación Experimental de Zonas Áridas (CSIC) y coautor del estudio. La mayoría de los animales terrestres evolucionaron para utilizar el suelo como el soporte principal para moverse, con patas capaces de soportar el peso de sus cuerpos. Sin embargo las arañas "colgantes" encontraron una solución más cómoda y pasaron a vivir cabeza abajo, colgadas de sus largas patas, que crecieron hasta alcanzar un tamaño suficiente para poder pendular. Moya-Laraño y sus colaboradores han estudiado la eficiencia energética de la locomoción de 105 especies distintas de arácnidos, entre las que se encuentras los fólcidos (Pholcidae) que suelen pasearse por el interior de las casas y la viuda negra ibérica (Latrodectus lilianae).Y con la ayuda del astrofísico croata Dejan Vinković, de la Universidad de Split, han demostrado que su locomoción se basan en los mismos principios físicos que hacen funcionar un reloj antiguo: el movimiento de un péndulo bajo la influencia de la gravedad. Las arañas no son los únicos seres que pasan la mayor parte de su tiempo con la cabeza apuntando al suelo. Eulalia Moreno, coautora de la investigación, estudió hace unos años cómo funcionan las patas de los carboneros, unos pájaros que se alimentan colgando cabeza abajo. “Ahora entendemos mucho mejor cómo debe evolucionar la forma de un animal que pasa mucho tiempo en esta posición”, señala Moreno. Web: http://www.muyinteresante.es/index.php?option=com_conten http://martin-detodounpoco.blogspot.com/

Su taza de café en las mañanas podría estar haciendo algo más que ayudarlo a despertar. Según un nuevo estudio una dosis diaria de cafeína podría reducir el riesgo de demencia bloqueando los daños que causa en el cerebro el colesterol. Anteriormente ya se había vinculado al café con una reducción en el riesgo de Alzheimer, una forma de demencia. Pero ahora el estudio de los investigadores de la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud de la Universidad de Dakota del Norte explica por qué ocurre este efecto. Protección La investigación, publicada en Journal of Neuroinflammation (Revista de Neuroinflamación) afirma que una dosis diaria de cafeína protege a la llamada barrera hematoencefálica (BHE). La BHE es una barrera vital entre el cerebro y el abastecimiento sanguíneo del organismo que impide la penetración de sustancias tóxicas y permite el paso de nutrientes y oxígeno. Para reducir la demencia se recomienda una dieta sana baja en grasas y hacer ejercicio. Esta permeabilidad de la BHE ocurre en varios trastornos neurológicos, incluida la enfermedad de Alzheimer. El estudio fue llevado a cabo con conejos alimentados con una dieta rica en grasas. Los científicos dieron a los animales 3 MG. de cafeína cada día, el equivalente a una tasa de café para un adulto de talla promedio. Después de 12 semanas, los análisis de estos conejos mostraron que su BHE estaba en mucho mejor condición que en conejos que no recibieron la dosis de cafeína. Filtración "La cafeína parece bloquear varios de los efectos perjudiciales del colesterol que causan filtración en la BHE" afirma el doctor Jonathan Geiger, quien dirigió el estudio. "Los altos niveles de colesterol son un factor de riesgo de la enfermedad de Alzheimer, quizás porque compromete la naturaleza protectora de la barrera hematoencefálica". "Y por primera vez logramos demostrar que el consumo diario de cafeína protege a la BHE de la filtración provocada por el colesterol", agrega el investigador. La cafeína, dicen los autores, es segura, está disponible fácilmente y su capacidad para estabilizar la BHE significa que podría jugar un papel importante en los tratamientos para trastornos neurológicos. Los expertos subrayan, sin embargo, que todavía falta confirmar estos resultados en humanos. Pero como se sabe que el alto nivel de colesterol también causa problemas cardiovasculares, se recomienda consumir una dieta sana baja en grasas y hacer ejercicio para reducir los riesgos de la enfermedad. Web: http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_7328000/7328137.stm http://martin-detodounpoco.blogspot.com/

Los adolescentes que consumen cantidades inmoderadas de alcohol corren el riesgo de sufrir lagunas mentales y problemas de memoria días después de una juerga, según un estudio de las universidades británicas de Northumbria y Keele.Un equipo de científicos de ambos centros comparó pruebas de memoria de 26 jóvenes que bebieron en exceso y 34 que no, y determinó que el primer grupo tuvo peores resultados que el segundo.En una conferencia de la Sociedad Británica de Psicología, los académicos advirtieron que el consumo excesivo de alcohol puede dañar el cerebro de una persona en pleno desarrollo.Un portavoz de la organización no gubernamental Addaction señaló que beber cantidades exageradas pone en peligro a los jóvenes.Pero aunque ya se sabía que beber en exceso puede afectar la memoria, el estudio de Northumbria y Keeley se concentró en estudiantes entre 17 y 19 años cuyos cerebros todavía están desarrollándose. Se considera que una persona consume cantidades excesivas de alcohol cuando bebe una o dos veces por semana y consume al menos ocho unidades en una sesión si es hombre o seis si es mujer.Los investigadores indicaron que los bebedores que participaron en el estudio consumieron alrededor de 30 unidades en dos sesiones.Según el sistema británico, una copa de 125 mililitros de vino tiene 1,5 unidades de alcohol; una botella de cerveza tiene 1,7 unidades, y una copa de 50 mililitros de licor tiene dos. Acumulación de problemasLos adolescentes se sometieron a nuevas pruebas tres o cuatro días después de su última sesión de tragos, cuando sus organismos estaban limpios de alcohol. Los científicos les preguntaron con qué frecuencia olvidan hacer cosas que pensaban hacer, como reunirse con amigos, y les mostraron el video de un día de compras.Después les dieron un par de minutos para memorizar una serie de tareas basadas en algunas claves del video, como enviar un mensaje de texto a un amigo, o revisar sus cuentas bancarias después de ver a una persona sentada en una banca.El director del estudio, doctor Thomas Heffernan, de la Universidad de Northumbria, señaló que "no se encontraron diferencias entre quienes beben mucho y quienes beben poco en los cuestionarios, pero se vio una diferencia significativa en lo relativo a lo que recordaron del video". Según el doctor Heffernan, "aunque los bebedores afirman que tienen buena memoria, no tuvieron tan buenos resultados en la prueba del video, y recordaron menos que los otros".El académico sugirió que la corteza pre-frontal del cerebro, conocida como hipocampo, había sufrido daños."Hay señales de que el exceso de alcohol daña partes del cerebro relacionadas con la memoria cotidiana. Esos adolescentes podrían no sólo estar perjudicando su memoria, sino que además podrían estar creando problemas que los afectarán en el futuro".Un portavoz de Addaction señaló que cuando datos oficiales indican que hay cada vez menos jóvenes que beben en general, "un pequeño grupo de adolescentes bebe más antes de tiempo. Muchos de ellos todavía están en la escuela primaria y consumen más del doble de la cantidad recomendada para mujeres adultas".El tiempo dirá qué consecuencias tienen esos tragos en su desarrollo. Web: http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_7332000/7332461.stm

Con un tamaño similar al de la luna llena cuando se ve desde el hemisferio sur en una noche despejada, el cúmulo globular Omega Centauri es uno de los objetos más misteriosos del universo. Recientes imágenes obtenidas por el Telescopio Espacial Hubble, junto a nuevos datos del espectógrafo del telescopio Gemini Sur (Chile), han revelado que hospeda un agujero negro de masa intermedia en su centro.Omega Centauri ha dado mucho que hablar entre los astrónomos desde hace siglos. Inicialmente fue clasificado como una estrella en el catálogo de Ptolomeo, hace cerca de 2000 años. En 1677 Edmund Halley lo identificó como una nebulosa. Un siglo más tarde, el inglés John Herschel fue el primero en reconocerlo como cúmulo globular. Y ahora, el hallazgo del nuevo agujero negro sugiere que podría tratarse más bien de una galaxia enana. Además, los científicos sospechan que podría tratarse del predecesor de un agujero negro supermasivo, con un peso equivalente a billones de masas solares.Web: http://www.muyinteresante.es/index.php?option=com_content&task=view&id=1353&Itemid=133

Astrónomos de la Universidad de St. Andrews, en el Reino Unido, descubrieron un sistema planetario con muchas similitudes a nuestro Sistema Solar.Dos de los planetas de ese sistema -que orbitan una estrella de casi la mitad del tamaño del Sol- son, incluso, parecidos a Júpiter y a Saturno. Martin Dominik, de la Universidad de St. Andrews, dijo que el hallazgo sugiere la posibilidad de que haya muchos más sistemas solares de lo que se pensaba parecidos al nuestro.Al presentar el descubrimiento en el encuentro nacional de la Royal Astronomical Society, en Belfast, Dominik añadió que se está a punto de hallar muchos más sistemas con esas características.El científico no descartó que el sistema planetario recién descubierto, y muchos otros, tengan planetas parecidos a la Tierra.Y es sólo cuestión de tiempo antes de que esos planetas con condiciones similares a la Tierra sean hallados, aseguró el experto."Muy pronto"En declaraciones al periodista de la BBC Paul Rincon en la reunión de Belfast, Dominik manifestó: "Encontramos un sistema con dos planetas que asumen los papeles de Júpiter y Saturno en nuestro Sistema Solar al tener masas similares y órbitas y períodos orbitales similares.Dominik agregó: "Parece que se formaron de un modo similar a nuestros planetas. Esto mostraría que nuestro Sistema Solar no es único en el Universo y tendría que haber otros sistemas similares que podrían acoger planetas como la Tierra". El nuevo sistema planetario, que orbita la estrella OGLE-2006-BLG-109L, es más compacto que el nuestro y se encuentra a unos 5.000 años luz."Se trata de una versión reducida de nuestro Sistema Solar. La estrella que los planetas orbitan tiene la mitad del tamaño nuestro Sol", manifestó.El experto agregó que el desarrollo de tecnologías como la de los microlentes gravitacionales hará que muy pronto sea posible el hallazgo de planetas muy similares a la Tierra y a Marte."Eso ocurrirá muy pronto", dijo. "En los próximos años veremos eventos muy emocionantes".Hasta el momento, los astrónomos no habían podido hallar sistemas planetarios parecidos al nuestro.Web:http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_7334000/7334122.stm

Las abejas macho pueden localizar a 60 metros a la reina gracias a una sustancia que detectan con sus antenasUn receptor de olor permite a las abejas de la miel macho detectar a la reina en pleno vuelo y de esta forma iniciar el ritual de apareamiento. El receptor está situado en las antenas de los zánganos y tiene un radio de acción de 60 metros. El hallazgo es obra de un equipo de científicos liderados por la Universidad de Illinois, que ha publicado los resultados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).Aunque la sustancia que emite la reina, un tipo de feromona (9-ODA), ya se conocía hace décadas, los científicos han empezado a comprender recientemente su estructura y su rol en la colmena. En este caso, se trata de la primera vez que un receptor de olor se relaciona con una feromona específica en las abejas de la miel (melíferas).El responsable principal de la investigación, el profesor de Entomología Hugh Robertson (en la imagen), explica que el cerebro del zángano le avisa de que ha detectado una sustancia química. Si se trata de la 9-ODA, sólo significa una cosa: que hay una reina cerca, por lo que tiene que ir a buscarla.Para encontrar este vínculo, los investigadores se han valido de las últimas técnicas genómicas. En este sentido, Robertson formó parte del equipo que el año pasado publicó el genoma completo de la abeja melífera, lo que permitió a su laboratorio identificar 170 receptores de olor en estos insectos.Web: http://e-ciencia.com/blog/divulgacion/%c2%a1que-bien-hueles-reina/

El cerebro dispone de una “memoria de trabajo”, una especie de memoria RAM utilizada por los ordenadores, que nos permite disponer de información útil mucho más rápidamente que la almacenada en la memoria principal. Investigadores norteamericanos han conseguido ahora descifrar su funcionamiento, descubriendo que la memoria de trabajo actúa como una cámara de alta resolución, recogiendo del entorno características u objetos en alta resolución, desechando el resto de lo que vemos o notamos, es decir, eliminando el “ruido” sensorial. Una serie de pruebas realizadas con voluntarios demostraron que, actuando de esta forma, la memoria de trabajo nos ayuda a llevar a cabo actividades como resolver problemas nuevos o aprender nuevo vocabulario. Por Yaiza Martínez.Investigadores del Center for Mind and Brain de la Universidad de California en Davis han conseguido demostrar cómo funciona la llamada “memoria de trabajo”, un tipo de memoria que nos permite mantener activada una cantidad limitada de información necesaria para guiar nuestras conductas inmediatas.El término fue acuñado en 1976 por el psicólogo Alan Baddeley para definir la memoria temporal que los humanos utilizamos en ciertas tareas y para resolver ciertos problemas.La memoria de trabajo funciona cuando necesitamos disponer de una representación mental tanto del objetivo como de cualquier otra información relevante acerca de su situación.Según explican los científicos Steven J. Luck y Weiwei Zhang, autores de la investigación, en un comunicado de la Universidad de California en Davis, utilizamos la memoria de trabajo miles de veces cada día sin que nos demos cuenta.Memoria para resolver problemasDe hecho, la necesitamos para mantener los objetivos en la resolución de problemas, para razonar, o para la comprensión del lenguaje; y cualquier interferencia en ella condiciona negativamente nuestra capacidad de razonamiento.Pero, ¿cómo funciona la memoria de trabajo? Según explican en un artículo escrito por Luck y Zhang en la revista Nature, cuando a los humanos se nos presentan más de unos cuantos objetos para observar, almacenamos una representación de alta resolución de un subconjunto de ellos, y no retenemos información acerca del resto.Es decir, que la memoria de trabajo funciona reteniendo un número limitado de imágenes de alta resolución durante varios segundos, en lugar de una gran cantidad de impresiones borrosas.En lo que se refiere a la visión, los humanos normalmente miramos haciendo “saltar” nuestros ojos de objeto a objeto. El sistema visual se desconecta brevemente para reducir el “ruido” visual, explican los científicos, y, de esta forma, el cerebro obtiene una serie de instantáneas de alrededor de un cuarto de segundo, separadas por breves intervalos.El sistema de memoria de trabajo, por su parte, retiene recuerdos de cada una de estas instantáneas que el sistema visual ha registrado, y las ensambla todas juntas. Estos recuerdos duran sólo unos cuantos segundos, afirma Luck.Demostración del funcionamientoLos investigadores realizaron un estudio para probar si la memoria de trabajo almacena un número fijo y limitado de imágenes de alta resolución, o si, por el contrario, es un sistema más fluido que puede almacenar un pequeño o un gran número de estas imágenes.Durante la investigación, se mostró a un grupo de voluntarios un patrón de cuadrados de colores durante una décima de segundo, y después se les pidió que recordaran el color de uno de los cuadrados pulsando sobre una rueda de color. En ocasiones los participantes fueron completamente incapaces de recordar el color y pulsaron aleatoriamente cualquier punto de dicha rueda. Sin embargo, cuando pudieron recordar el cuadrado, normalmente pulsaron sobre un color que era muy parecido al color original.Zhang desarrolló una técnica que permitió utilizar estas respuestas para cuantificar el número de piezas de información que puede almacenar un sujeto en la memoria y hasta que punto eran precisos sus recuerdos.Gracias a ella, demostraron que la memoria de trabajo actúa como una cámara de alta resolución, reteniendo tres o cuatro características con gran detalle. Estas características permiten al cerebro relacionar entre sí imágenes sucesivas.Sin embargo, mientras la mayoría de las cámaras digitales permiten al usuario elegir una resolución menor y, por tanto, ganar espacio en la memoria para almacenar más imágenes, la resolución de la memoria de trabajo parece ser constante en cada individuo. Los participantes sí difirieron entre sí en esta capacidad de resolución para cada característica, así como en el número de rasgos que podían almacenar.Según Luck, la gente que puede albergar más información en la memoria de trabajo tiene niveles más altos de “inteligencia fluida”, es decir, mayor habilidad para resolver problemas nuevos. La memoria de trabajo también es importante para seguir objetos que desaparecen temporalmente de nuestra vista, y parece que también es usada cuando necesitamos reconocer objetos en entornos desconocidos.Memoria rápidaMás allá del dominio visual, la memoria de trabajo se utiliza para hacer acopio de opciones. También parece que juega un importante papel en el aprendizaje de vocabulario, quizá permitiendo que el sonido de una nueva palabra permanezca activo en el cerebro del que la escucha hasta que se forma la memoria a largo plazo de dicha palabra.Luck compara el sistema de la memoria de trabajo humano con los registros de memoria interna de un chip informático (memoria RAM), que permite hacer una serie de cálculos independientemente de la memoria principal. Nuestra memoria a largo plazo nos sirve para albergar grandes cantidades de información durante largos periodos de tiempo, pero se accede a ella mucho más lentamente que a la memoria de trabajo.Luck y Zhang están interesados ahora en conocer cómo funciona la memoria de trabajo en personas con ciertos condicionantes, como déficit de atención, hiperactividad y esquizofrenia. Y es que, tal y como explican los investigadores en Nature, los límites en la capacidad de almacenamiento de la memoria de trabajo afectan significativamente las habilidades cognitivas en una amplia gama de dominios.Hasta la fecha, algunos investigadores habían propuesto que la memoria de trabajo almacena un número limitado de representaciones individuales, de resolución fija, mientras que otros señalaban que la memoria de trabajo consistía en un paquete de recursos que podían destinarse de manera flexible a obtener un pequeño número de representaciones de alta resolución o un gran número de representaciones de baja resolución. Zhang y Luck aseguran haber acabado con esta controversia gracias a sus mediciones independientes de capacidad y resolución en individuos aislados.Web: http://www.tendencias21.net/La-memoria-RAM-del-cerebro-funciona-como-una-camara-de-alta-resolucion_a2174.html?PHPSESSID=83ec2ab2d19687333fc1f1224c6c5483

Los científicos de una de las agencias del Pentágono trabajan para crear un ejército de ciberinsectos que puedan ser controlados de forma remota para detectar explosivos y enviar transmisiones.Los científicos insertarían microchips en la fase de crisálida, informa la BBC, en un momento en el que puedan ser tolerados por el cuerpo de los insectos.El proyecto está impulsado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada del Departamento de Defensa (Darpa). Los científicos de la agencia creen que pueden aprovecharse de la evolución de los insectos en la fase de crisálida."El cuerpo del insecto pasa por un proceso de renovación en el que puede curar heridas y reposicionar los órganos internos alrededor de objetos extraños", se asegura en el documento de la agencia estadounidense.En teoría, estos chips implantados permitirían a los insectos detectar ciertos componentes químicos, incluidos aquellos presentes en los explosivos, así como realizar transmisiones de información.No es la primera vezDarpa ya intentó experimentos similares con avispas en el pasado, pero los instintos alimenticio y reproductivo resultaron fuerzas imposibles de controlar.La mayoría de los entomólogos consultados por la BBC se mostraron escépticos acerca de las posibilidades de éxito del proyecto, y algunos calificaron las ideas como "ridículas".Fuente: Axxón Web: http://axxon.com.ar/mus/info06/060073.htm

RAAIDA MANNAAMADRID.- Un grupo de investigadores ha confirmado el primer caso de una rana que respira sin pulmones. La especie de rana acuática 'Barbourula kalimantanensis', propia de Indonesia, obtiene todo el oxígeno que necesita a través de la piel.El estudio, publicado en la revista Current Biology, fue desarrollado por biólogos de la Universidad Nacional de Singapur, que encontraron dos nuevas poblaciones de esta especie durante una reciente expedición a la Isla de Borneo en Indonesia.Esta singular variedad de rana, de la que sólo se habían llegado a conocer dos ejemplares, fue estudiada en los años 70, pero los biólogos no tenían idea de que no posee pulmones."Sabíamos que seríamos muy afortunados si tan sólo hubiésemos encontrado a la rana", afirmó David Bickford, miembro del equipo de investigadores. "Se había tratado por 30 años de encontrarla y descubrir, además, que puede respirar sin necesidad de pulmones, cosa que al comienzo de las disecciones dudábamos, fue una muy grata sorpresa", añadió.Las 'Barbourula kalimantanensis' viven en aguas frías y de corriente rápida. Según las observaciones, la falta de pulmones en esta especie pude deberse a la adaptación a una serie de factores como los altos niveles de oxígeno en el ambiente, su bajo rango metabólico, las severas zonas planas de su cuerpo que incrementan el área de su piel y el hecho de que son más propensas a hundirse que a flotar.Los investigadores han alertado sobre la preservación de esta especie, que muere debido a las operaciones ilegales de extracción de oro propias de la zona, que contaminan las corrientes de agua donde ésta habita.El descubrimiento de esta rana reafirma la idea de que los pulmones son un rasgo flexible en los anfibios, que representan, según los investigadores, el grupo hermano de todos los otros tetrápodos.Web: http://www.elmundo.es/elmundo/2008/04/08/ciencia/1207650022.html