El Arte griego
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martes, 31 de agosto de 2010
La Relación de Microbios Oceánicos Con una Sustancia Química Influye en el Clima Global
Una nueva investigación indica que las interacciones de organismos microscópicos en torno a un material orgánico en particular, pueden alterar las propiedades químicas del océano, influyendo en el clima mundial al afectar a la formación de nubes en la atmósfera.
En la Investigación, Justin Seymour (Universidad Tecnológica de Sídney, en Australia) y su equipo han analizado cómo un "pariente" del compuesto químico del cual se valen las aves marinas y las focas para localizar a sus presas, dimetil sulfuro (DMS), podría tener una utilidad similar a escala microbiana, ayudando a los microorganismos marinos a encontrar comida y a procesar productos químicos que son importantes para el clima.
El equipo ha descubierto que las interacciones ecológicas y las respuestas de comportamiento que tienen lugar en volúmenes de agua de mar tan minúsculos como una fracción de una gota, pueden tener una influencia importante en los procesos de reciclaje químico de los océanos.
Usando tecnología microfluídica, el equipo de investigadores detectó a los microbios nadando hacia el compuesto químico DMSP al ser liberado dentro de un pequeño canal ocupado por los microbios.
Los investigadores descubrieron que algunos microbios marinos, incluyendo bacterias, se sienten atraídos por el DMSP porque se alimentan de él, mientras que otros se sienten atraídos hacia el compuesto químico porque les indica la presencia de una presa.
El hecho de que los microbios se desplacen de forma activa hacia el DMSP indica que los pequeños organismos desempeñan un papel relevante en el ciclo oceánico del azufre y en el del carbono. Ambos ciclos ejercen una poderosa influencia sobre el clima de la Tierra.
¿A qué velocidad los microorganismos consumen el DMSP, en vez de convertirlo en DMS? Esta pregunta es crucial porque el DMS está involucrado en la formación de nubes en la atmósfera, lo cual a su vez afecta al balance térmico de la misma.
En los próximos pasos dentro de esta línea de investigación, el equipo piensa pasar de los análisis en el laboratorio a los análisis directos en el mar.
Los científicos están trabajando en un sistema experimental que se puede utilizar en los buques oceanográficos y que permite trabajar con bacterias recogidas directamente del océano.
Seymour, Roman Stocker del MIT, Rafel Simó del Instituto de Ciencias Marinas en Barcelona, España, y Tanvir Ahmed del MIT, llevaron a cabo la investigación en el laboratorio de Stocker en el MIT.
En la Investigación, Justin Seymour (Universidad Tecnológica de Sídney, en Australia) y su equipo han analizado cómo un "pariente" del compuesto químico del cual se valen las aves marinas y las focas para localizar a sus presas, dimetil sulfuro (DMS), podría tener una utilidad similar a escala microbiana, ayudando a los microorganismos marinos a encontrar comida y a procesar productos químicos que son importantes para el clima.
El equipo ha descubierto que las interacciones ecológicas y las respuestas de comportamiento que tienen lugar en volúmenes de agua de mar tan minúsculos como una fracción de una gota, pueden tener una influencia importante en los procesos de reciclaje químico de los océanos.
Usando tecnología microfluídica, el equipo de investigadores detectó a los microbios nadando hacia el compuesto químico DMSP al ser liberado dentro de un pequeño canal ocupado por los microbios.
Los investigadores descubrieron que algunos microbios marinos, incluyendo bacterias, se sienten atraídos por el DMSP porque se alimentan de él, mientras que otros se sienten atraídos hacia el compuesto químico porque les indica la presencia de una presa.
El hecho de que los microbios se desplacen de forma activa hacia el DMSP indica que los pequeños organismos desempeñan un papel relevante en el ciclo oceánico del azufre y en el del carbono. Ambos ciclos ejercen una poderosa influencia sobre el clima de la Tierra.
¿A qué velocidad los microorganismos consumen el DMSP, en vez de convertirlo en DMS? Esta pregunta es crucial porque el DMS está involucrado en la formación de nubes en la atmósfera, lo cual a su vez afecta al balance térmico de la misma.
En los próximos pasos dentro de esta línea de investigación, el equipo piensa pasar de los análisis en el laboratorio a los análisis directos en el mar.
Los científicos están trabajando en un sistema experimental que se puede utilizar en los buques oceanográficos y que permite trabajar con bacterias recogidas directamente del océano.
Seymour, Roman Stocker del MIT, Rafel Simó del Instituto de Ciencias Marinas en Barcelona, España, y Tanvir Ahmed del MIT, llevaron a cabo la investigación en el laboratorio de Stocker en el MIT.
La Relación del Ser Humano Con el Perro Está Cambiando Drásticamente el Cerebro de Este
Por primera vez, se ha demostrado científicamente que la cría selectiva de perros domésticos no sólo está transformando radicalmente la apariencia de estos animales, sino que también está generando grandes cambios en el cerebro canino.
Según los investigadores, los cerebros de muchas razas de perros de hocico corto han rotado hacia delante tanto como 15 grados, mientras que la región cerebral que controla el olor, se ha reubicado.
Las grandes variaciones en el tamaño y la forma del cráneo del perro son el resultado de más de 12.000 años de cría en busca de características funcionales y estéticas.
El descubrimiento de esta importante reorganización del cerebro canino hace que nos preguntemos sobre su impacto en el comportamiento del perro.
El equipo del Dr. Michael Valenzuela, formado por investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur, Australia, y la Universidad de Sídney, utilizó imágenes obtenidas por resonancia magnética para examinar los cerebros de una amplia gama de razas. Descubrieron correlaciones fuertes e independientes entre el tamaño y forma del cráneo de un perro, y la rotación del cerebro y el posicionamiento del lóbulo olfativo.
Ningún otro animal ha contado con el nivel de afecto y compañerismo humanos como el perro, ni ha sido sometido a una influencia sistemática y deliberada en su biología a través de la cría. La propia diversidad canina sugiere un nivel notable de plasticidad en el genoma canino.
Tal como el Dr. Valenzuela indica, los canes parecen ser increíblemente sensibles a la intervención humana a través de la cría. Es asombroso que el cerebro de un perro pueda adaptarse a diferencias tan grandes en la forma del cráneo a través de este tipo de cambios. Es algo que no se ha registrado en otras especies.
El siguiente paso obvio en esta línea de investigación, será tratar de averiguar si estos cambios en la organización cerebral también están vinculados a diferencias sistemáticas en las funciones cerebrales de los perros.
Según los investigadores, los cerebros de muchas razas de perros de hocico corto han rotado hacia delante tanto como 15 grados, mientras que la región cerebral que controla el olor, se ha reubicado.
Las grandes variaciones en el tamaño y la forma del cráneo del perro son el resultado de más de 12.000 años de cría en busca de características funcionales y estéticas.
El descubrimiento de esta importante reorganización del cerebro canino hace que nos preguntemos sobre su impacto en el comportamiento del perro.
El equipo del Dr. Michael Valenzuela, formado por investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur, Australia, y la Universidad de Sídney, utilizó imágenes obtenidas por resonancia magnética para examinar los cerebros de una amplia gama de razas. Descubrieron correlaciones fuertes e independientes entre el tamaño y forma del cráneo de un perro, y la rotación del cerebro y el posicionamiento del lóbulo olfativo.
Ningún otro animal ha contado con el nivel de afecto y compañerismo humanos como el perro, ni ha sido sometido a una influencia sistemática y deliberada en su biología a través de la cría. La propia diversidad canina sugiere un nivel notable de plasticidad en el genoma canino.
Tal como el Dr. Valenzuela indica, los canes parecen ser increíblemente sensibles a la intervención humana a través de la cría. Es asombroso que el cerebro de un perro pueda adaptarse a diferencias tan grandes en la forma del cráneo a través de este tipo de cambios. Es algo que no se ha registrado en otras especies.
El siguiente paso obvio en esta línea de investigación, será tratar de averiguar si estos cambios en la organización cerebral también están vinculados a diferencias sistemáticas en las funciones cerebrales de los perros.
Nanoexplosiones Para Introducir Moléculas, Proteínas y ADN Dentro de Células Vivas
Los científicos han estado intentando durante décadas posicionar de modo más eficiente en las células el ADN y el ARN. Para ello, han recurrido a una amplia variedad de métodos, incluyendo usar virus para transportar el material genético hasta el interior de las células, recubrir ADN y ARN con agentes químicos especiales, o emplear campos eléctricos y ultrasonidos para abrir las membranas celulares. Sin embargo, estos métodos convencionales suelen tener una baja eficiencia o entrañan riesgos para la salud.
Parece que ahora las cosas van a cambiar mucho, gracias al desarrollo de la nueva técnica.
En ésta, nanopartículas de carbono activadas por ráfagas de luz láser desencadenan pequeñas explosiones, que abren agujeros en las membranas celulares el tiempo suficiente para que los agentes terapéuticos contenidos en el fluido circundante puedan penetrar dentro de las células a través de esos agujeros.
Mediante el ajuste de la exposición al láser, el equipo de Mark Prausnitz (de la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular, perteneciente al Instituto Tecnológico de Georgia) logró administrar una pequeña molécula marcadora al 90 por ciento de las células seleccionadas como objetivos, y más del 90 por ciento de las células tratadas sobrevivió.
Esta técnica permitiría inyectar en las células una amplia variedad de moléculas terapéuticas que ahora es muy difícil de introducir en su interior de manera práctica y sin matarlas. Una de las aplicaciones más importantes para esta tecnología sería la terapia genética, que resulta muy prometedora para diversas dolencias difíciles de tratar por otros medios. Hasta ahora, los progresos en el campo de la terapia genética han estado muy limitados por la dificultad de introducir ADN y ARN dentro de las células.
Hasta donde se sabe, este trabajo del equipo de Prausnitz es el primero en el que se utiliza la activación de nanopartículas de carbono reactivas por rayos láser para aplicaciones médicas. Será necesaria una labor de investigación adicional, y también ensayos clínicos, antes de que la técnica pueda utilizarse en humanos
Predicción de Ciclones Mediante Modelos en Supercomputadoras
Cuando era un adolescente en Taiwán, su país natal, Bo-Wen Shen observó con frustración e impotencia como un tifón tras otro golpeaba su pequeña isla. Sin sistemas avanzados de alerta, las tormentas dejaron un sendero de pérdidas humanas y destrucción a su paso. Decidido a encontrar formas de mitigar la devastación, Shen escogió una carrera universitaria en la que poder estudiar el clima tropical y las ciencias atmosféricas.
Ahora, como científico de un proyecto de investigación llevado a cabo en la Universidad de Maryland y la NASA, Shen ha empleado la supercomputadora Pleiades ("Pléyades") de la NASA y datos atmosféricos muy detallados para simular el ciclón tropical Nargis que devastó a Myanmar en el 2008. Como resultado, él y sus colegas han obtenido el primer modelo que predice de manera detallada la formación del ciclón tropical con cinco días de antelación.
Para salvar vidas ante la acción de los fuertes vientos e inundaciones asociados a los ciclones tropicales (también conocidos como huracanes y tifones), los expertos que confeccionan pronósticos meteorológicos necesitan poder alertar de la inminencia de tales catástrofes con tanta antelación como sea posible y con el mayor grado de exactitud sobre cuándo y dónde una tormenta ejercerá su violencia. En una simulación computerizada mediante su modelo de la tormenta ya acaecida, Shen consiguió obtener un pronóstico adecuado de la tormenta cinco días antes de su nacimiento como tal, una antelación vital en una región donde la observación meteorológica y la monitorización de los ciclones están seriamente entorpecidas por la escasez de datos.
La base del trabajo de Shen es un modelo informático avanzado, con el que él y sus colaboradores pueden procesar millones de datos numéricos, sobre parámetros atmosféricos tales como la velocidad del viento, la temperatura, y la humedad. Esto permite obtener datos digitales sobre la ubicación del ciclón y sus condiciones atmosféricas, representados luego en mapas geográficos.
Ahora, los científicos estudian los mapas y los datos del modelo y los comparan con las observaciones reales de la tormenta ocurrida antes de la simulación (como han hecho con el ciclón tropical Nargis) para evaluar la exactitud del modelo. Cuanto más se acerque el modelo a la tormenta real, más confianza tendrán los investigadores de que el modelo pueda emplearse para predecir una situación futura.
"Para hacer pronósticos de huracanes, lo que realmente se necesita es un modelo que pueda representar las condiciones meteorológicas iniciales (los movimientos del aire, las temperaturas, y la precipitación) y que simule cómo estos datos evolucionan e interactúan global y localmente para poner en marcha un ciclón", resume Shen
Ahora, como científico de un proyecto de investigación llevado a cabo en la Universidad de Maryland y la NASA, Shen ha empleado la supercomputadora Pleiades ("Pléyades") de la NASA y datos atmosféricos muy detallados para simular el ciclón tropical Nargis que devastó a Myanmar en el 2008. Como resultado, él y sus colegas han obtenido el primer modelo que predice de manera detallada la formación del ciclón tropical con cinco días de antelación.
Para salvar vidas ante la acción de los fuertes vientos e inundaciones asociados a los ciclones tropicales (también conocidos como huracanes y tifones), los expertos que confeccionan pronósticos meteorológicos necesitan poder alertar de la inminencia de tales catástrofes con tanta antelación como sea posible y con el mayor grado de exactitud sobre cuándo y dónde una tormenta ejercerá su violencia. En una simulación computerizada mediante su modelo de la tormenta ya acaecida, Shen consiguió obtener un pronóstico adecuado de la tormenta cinco días antes de su nacimiento como tal, una antelación vital en una región donde la observación meteorológica y la monitorización de los ciclones están seriamente entorpecidas por la escasez de datos.
La base del trabajo de Shen es un modelo informático avanzado, con el que él y sus colaboradores pueden procesar millones de datos numéricos, sobre parámetros atmosféricos tales como la velocidad del viento, la temperatura, y la humedad. Esto permite obtener datos digitales sobre la ubicación del ciclón y sus condiciones atmosféricas, representados luego en mapas geográficos.
Ahora, los científicos estudian los mapas y los datos del modelo y los comparan con las observaciones reales de la tormenta ocurrida antes de la simulación (como han hecho con el ciclón tropical Nargis) para evaluar la exactitud del modelo. Cuanto más se acerque el modelo a la tormenta real, más confianza tendrán los investigadores de que el modelo pueda emplearse para predecir una situación futura.
"Para hacer pronósticos de huracanes, lo que realmente se necesita es un modelo que pueda representar las condiciones meteorológicas iniciales (los movimientos del aire, las temperaturas, y la precipitación) y que simule cómo estos datos evolucionan e interactúan global y localmente para poner en marcha un ciclón", resume Shen
Síntesis de Sonidos Realistas de Objetos Rompiéndose
Una delicada copa de vino se estrella en el suelo. Una piedra es arrojada contra el cristal de una ventana. Alguien rompe de un martillazo una figurilla de cerámica para ver qué esconde dentro. Los momentos como estos en una película de animación, en un videojuego, o en un entorno de Realidad Virtual, no parecerán reales a menos que el sonido encaje a la perfección con la acción. Sin embargo, esa clase de sonidos es muy difícil de sintetizar.
Un equipo de científicos de la Universidad Cornell está desarrollando tecnología para sintetizar los sonidos que se corresponden con imágenes animadas por ordenador de materiales frágiles siendo destrozados.
Los últimos resultados de esta línea de investigación seguida por el equipo de Doug James y Changxi Zheng han sido presentados en SIGGRAPH 2010, celebrada en Los Ángeles.
A medida que los entornos virtuales se vuelven más realistas y envolventes, los ordenadores tienen que generar con mayor realismo sonidos que coincidan con el comportamiento de los objetos en tiempo real. Incluso en una película de animación, donde los efectos de sonido pueden ser añadidos posteriormente copiándolos de grabaciones de sonidos reales, los sonidos sintetizados tienen el potencial de poder encajar de manera más realista en la acción. Así, el objetivo es comenzar con el modelo informático de un objeto ya creado por los expertos en animación, analizar cómo el objeto vibraría si se cayera al suelo o alguien lo golpease, y cómo esa vibración se transferiría al aire para irradiarse como un sonido.
Cuando un objeto rígido es golpeado, o cae al suelo, puede ser deformado hasta que la tensión estructural excede su fortaleza, y entonces se destroza, liberando la energía acumulada por la deformación. Se ha comprobado que el sonido proviene principalmente de la manera en que todos los fragmentos vibran justo después de la ruptura, y no del objeto aún entero en el instante de fracturarse.
El sistema informático desarrollado por el equipo de James y Zheng tiene en cuenta la cantidad de energía acumulada por la deformación, y calcula, a partir de eso y otros parámetros, cómo vibrará cada pedazo.
En el cálculo se trabaja con parámetros tales como cuán lejos del suelo se dejó caer el objeto, o con cuánta fuerza fue lanzado, para determinar la cantidad de energía disponible. El sistema informático asume que se producirán más fracturas en las áreas que han experimentado mayor tensión estructural, con la consiguiente creación de una cantidad de mayor de fragmentos, y un tamaño menor de los mismos
Un equipo de científicos de la Universidad Cornell está desarrollando tecnología para sintetizar los sonidos que se corresponden con imágenes animadas por ordenador de materiales frágiles siendo destrozados.
Los últimos resultados de esta línea de investigación seguida por el equipo de Doug James y Changxi Zheng han sido presentados en SIGGRAPH 2010, celebrada en Los Ángeles.
A medida que los entornos virtuales se vuelven más realistas y envolventes, los ordenadores tienen que generar con mayor realismo sonidos que coincidan con el comportamiento de los objetos en tiempo real. Incluso en una película de animación, donde los efectos de sonido pueden ser añadidos posteriormente copiándolos de grabaciones de sonidos reales, los sonidos sintetizados tienen el potencial de poder encajar de manera más realista en la acción. Así, el objetivo es comenzar con el modelo informático de un objeto ya creado por los expertos en animación, analizar cómo el objeto vibraría si se cayera al suelo o alguien lo golpease, y cómo esa vibración se transferiría al aire para irradiarse como un sonido.
Cuando un objeto rígido es golpeado, o cae al suelo, puede ser deformado hasta que la tensión estructural excede su fortaleza, y entonces se destroza, liberando la energía acumulada por la deformación. Se ha comprobado que el sonido proviene principalmente de la manera en que todos los fragmentos vibran justo después de la ruptura, y no del objeto aún entero en el instante de fracturarse.
El sistema informático desarrollado por el equipo de James y Zheng tiene en cuenta la cantidad de energía acumulada por la deformación, y calcula, a partir de eso y otros parámetros, cómo vibrará cada pedazo.
En el cálculo se trabaja con parámetros tales como cuán lejos del suelo se dejó caer el objeto, o con cuánta fuerza fue lanzado, para determinar la cantidad de energía disponible. El sistema informático asume que se producirán más fracturas en las áreas que han experimentado mayor tensión estructural, con la consiguiente creación de una cantidad de mayor de fragmentos, y un tamaño menor de los mismos
La Procedencia de las Estrellas Más Antiguas de la Vía Láctea
Muchas de las más antiguas estrellas de la Vía Láctea son ex-integrantes de otras galaxias más pequeñas que fueron destrozadas por violentas colisiones galácticas hace alrededor de cinco mil millones de años, según un nuevo estudio.
Un equipo formado por científicos del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham, Reino Unido, y sus colaboradores del Instituto Max Planck para la Astrofísica, en Alemania, y la Universidad de Groningen, en los Países Bajos, ejecutó extensas simulaciones por ordenador para recrear los inicios de nuestra galaxia.
Las simulaciones revelaron que las estrellas más antiguas, que se encuentran en el halo estelar de "escombros" que rodea a la Vía Láctea, probablemente fueron arrancadas de las galaxias más pequeñas por las fuerzas gravitatorias que actuaron durante la colisión de galaxias.
Los cosmólogos creen que el universo primitivo estaba lleno de pequeñas galaxias de vida corta y violenta. Estas galaxias colisionaron entre sí dejando "escombros", los cuales acabaron formando parte de galaxias como por ejemplo la Vía Láctea.
Los investigadores creen que su hallazgo respalda la teoría de que muchas de las estrellas más antiguas de la Vía Láctea pertenecieron a otras galaxias en vez de ser las primeras estrellas nacidas dentro de la nuestra, cuando ésta comenzó a formarse hace alrededor de 10.000 millones de años.
"Al igual que las capas de roca antigua revelan la historia de la Tierra, el halo estelar conserva un registro de un decisivo período primigenio en la historia de la Vía Láctea, un periodo que terminó mucho antes de que el Sol naciera", subraya el autor principal, Andrew Cooper, del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham.
Las simulaciones por ordenador abarcaron desde poco después del Big Bang, hace alrededor de 13.000 millones de años, y utilizaron las leyes universales de la física para simular la evolución de la materia oscura y las estrellas.
Estas simulaciones son las más realistas llevadas a cabo hasta la fecha, ya que han permitido profundizar en muchos detalles de la estructura del halo estelar.
Una de cada cien estrellas de la Vía Láctea pertenece al halo estelar, el cual es mucho más grande que el disco espiral de la galaxia. Estas estrellas arcaicas del halo son casi tan antiguas como el propio universo.
Un equipo formado por científicos del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham, Reino Unido, y sus colaboradores del Instituto Max Planck para la Astrofísica, en Alemania, y la Universidad de Groningen, en los Países Bajos, ejecutó extensas simulaciones por ordenador para recrear los inicios de nuestra galaxia.
Las simulaciones revelaron que las estrellas más antiguas, que se encuentran en el halo estelar de "escombros" que rodea a la Vía Láctea, probablemente fueron arrancadas de las galaxias más pequeñas por las fuerzas gravitatorias que actuaron durante la colisión de galaxias.
Los cosmólogos creen que el universo primitivo estaba lleno de pequeñas galaxias de vida corta y violenta. Estas galaxias colisionaron entre sí dejando "escombros", los cuales acabaron formando parte de galaxias como por ejemplo la Vía Láctea.
Los investigadores creen que su hallazgo respalda la teoría de que muchas de las estrellas más antiguas de la Vía Láctea pertenecieron a otras galaxias en vez de ser las primeras estrellas nacidas dentro de la nuestra, cuando ésta comenzó a formarse hace alrededor de 10.000 millones de años.
"Al igual que las capas de roca antigua revelan la historia de la Tierra, el halo estelar conserva un registro de un decisivo período primigenio en la historia de la Vía Láctea, un periodo que terminó mucho antes de que el Sol naciera", subraya el autor principal, Andrew Cooper, del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham.
Las simulaciones por ordenador abarcaron desde poco después del Big Bang, hace alrededor de 13.000 millones de años, y utilizaron las leyes universales de la física para simular la evolución de la materia oscura y las estrellas.
Estas simulaciones son las más realistas llevadas a cabo hasta la fecha, ya que han permitido profundizar en muchos detalles de la estructura del halo estelar.
Una de cada cien estrellas de la Vía Láctea pertenece al halo estelar, el cual es mucho más grande que el disco espiral de la galaxia. Estas estrellas arcaicas del halo son casi tan antiguas como el propio universo.
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