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Siete libros de ciencia para tu maleta veraniega

Por Mar Gulis (CSIC)

Las deseadas y merecidas vacaciones están cerca, por eso nos gustaría proponerte unas lecturas de divulgación con las que disfrutar del verano. Las colecciones ¿Qué sabemos de? y Divulgación (CSIC-Catarata) cuentan con más de 150 títulos de libros fáciles de llevar y leer. Aquí te presentamos algunos de los números más recientes.

¿Existe una filosofía en español?

Decía Heidegger que pensar, lo que se dice pensar, solo es posible en griego y en alemán. Entonces, ¿no es factible la existencia de un pensamiento filosófico en nuestro idioma? El investigador del CSIC Reyes Mate aborda esta cuestión el libro Pensar en español, el primer volumen de estas colecciones dedicado a la filosofía. En un mundo dominado por el inglés, el autor trata de “crear un marco de referencia que nos sitúe frente a otros pensares en otras lenguas y, también, establezca vínculos entre nuestros propios intentos de pensamiento, en el primer caso para diferenciarnos, y en el segundo caso para unirnos”.

Para los que gusten de la reflexión en nuestra lengua, este texto es más que recomendable. Además, viene con contenido extra: un vídeo resumen de un minuto y una entrevista al autor en el nuevo pódcast del CSIC ‘Ciencia para leer’.

La enfermedad de las mil caras

La esclerosis múltiple es una enfermedad crónica, inflamatoria y neurodegenerativa del sistema nervioso central. Tiene un marcado componente autoinmune, y aparece generalmente en personas de entre 20 y 40 años, lo que supone un enorme impacto en su calidad de vida, importantes repercusiones sociales, y un elevado coste sanitario. Esta patología afecta a 2,5 millones de pacientes en el mundo y, a pesar de la investigación desarrollada desde su descubrimiento en el siglo XIX, aún presenta muchos interrogantes.

La esclerosis múltiple afecta a 700.000 personas en Europa. En España, la incidencia es de 100 casos por 100.000 habitantes, en su mayoría mujeres. / CSIC-Catarata

Las científicas Leyre Mestre y Carmen Guaza del Instituto Cajal del CSIC se adentran en su evolución, sintomatología, tratamientos y líneas futuras de estudio en La esclerosis múltiple, un libro que da a conocer una enfermedad muy heterogénea y difícil de tratar.

Los entresijos de la ciencia

Desde que alguien formula una hipótesis en un despacho o laboratorio de cualquier parte del planeta hasta que esa idea aparece publicada en una revista científica en forma de nueva teoría, tecnología o producto existe un largo y complicado proceso poco conocido más allá de los campus universitarios y los centros de investigación. Por qué y cómo se hace la ciencia está escrito “desde dentro” por Pere Puigdomènech, un profesional que ha dedicado su vida a esta labor. “Condensar en un libro de bolsillo un texto sobre la ciencia en sí misma no era tarea fácil, pero esta actividad tiene tal impacto tanto por los millones de personas que se dedican a ella como por su influencia en cómo vivimos y en las decisiones que toman los gobiernos, que merecía la pena intentarlo”, comenta el autor.

Con este libro, el investigador del Centro de Investigación en Agrigenómica adscrito al CSIC pretende describir la evolución histórica de la actividad investigadora, qué papel cumple en nuestra sociedad y cuál es su funcionamiento interno. Sus páginas, idóneas para curiosos y curiosas de los vericuetos científicos, responden a preguntas como quién investiga, dónde lo hace, qué método y reglas sigue o con qué financiación cuenta.

Nanotecnología y desarrollo sostenible

Desde 2010 se han publicado más de un millón de artículos científicos sobre descubrimientos o desarrollos relacionados con la nanotecnología y se han concedido cinco premios Nobel de Física o Química a personas que han realizado aportaciones significativas en este ámbito. Estos dos datos son solo una muestra de la relevancia que ha adquirido la llamada ‘ciencia de lo pequeño’ en los últimos años. Objetos o partículas que miden la milmillonésima parte de un metro (10-9) se perfilan como una de las soluciones para lograr la supervivencia de la especie humana en imprescindible equilibrio con el planeta que habita.

Por su carácter transversal, la nanotecnología impacta en la mayoría de los objetivos de la Agenda 2030. 

El investigador del CSIC en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid Pedro Serena firma Nanotecnología para el desarrollo sostenible, un libro que explica cómo el conocimiento acumulado sobre el nanomundo puede ayudar a mejorar nuestra calidad de vida sin comprometer el futuro de nuestros descendientes. El autor introduce los aspectos fundamentales de la nanotecnología y su salto de los laboratorios al mercado, para luego conectar las aplicaciones existentes y las futuras con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) establecidos por la ONU en su Agenda 2030.

¿Qué tienen en común la niebla y la cerveza?

Rodrigo Moreno, investigador del CSIC en el Instituto de Cerámica y Vidrio es autor de Los coloides, el libro que responde a esta pregunta. El arcoíris, un flan, la ropa deportiva impermeable que transpira y no pesa, la espuma con la que rizamos nuestro pelo o el famoso gel hidroalcohólico que nos aplicamos continuamente. Los coloides están presentes en muchos procesos y productos cotidianos, aunque la mayoría no hayamos oído hablar nunca de ellos. Son mezclas no homogéneas de dos o más fases (gas, líquido o sólido) en las que una de ellas tiene un tamaño menor a un micrómetro (0,001 milímetros) y que hacen posible la existencia de muchos materiales que usamos a diario. También se encuentran detrás de complejas tecnologías que en el futuro podrían permitir reutilizar materias primas o eliminar microplásticos de ríos y océanos. Este texto describe las características, técnicas de preparación y algunas de las numerosas aplicaciones de los sistemas coloidales.

La espuma de la cerveza es un coloide en el que partículas de gas, las burbujas, se encuentran dispersas en un medio líquido. 

La sorprendente vegetación de Atacama

Entre el océano Pacífico y la cordillera de los Andes se extiende un territorio de unos 178.000 kilómetros cuadrados donde predominan los tonos rojizos y, a simple vista, no se percibe rastro alguno de vegetación. Atacama, ubicado en el norte de Chile, es el desierto cálido más árido del mundo. Allí hay lugares donde no llueve en años, incluso en décadas, y otros en los que la media anual de precipitaciones no llega a los 5 milímetros de agua. Las temperaturas oscilan unos 30 grados entre el día y la noche, y la radiación solar es implacable. A pesar de las condiciones climáticas tan extremas, en este desierto se han descrito miles de especies de plantas que el investigador del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC Carlos Pedrós-Alió nos invita a descubrir.

El ‘desierto florido’ es uno de los fenómenos más llamativos que suceden en Atacama. Solo algunos años, y en zonas diferentes, la superficie se transforma en un campo de flores de distintas especies que dura varios meses. / Gerhard Hüdepohl

“Después de veinte años visitando este territorio para estudiar microorganismos, vi que en algunos sitios había plantas. Quise saber de qué especies se trataba, cómo se las arreglan para vivir en este entorno, qué adaptaciones tienen a la aridez, de dónde sacan el agua, cómo se distribuyen y cuánto tiempo hace que aparecieron en la evolución”, cuenta el científico. El resultado de esta investigación es el libro Las plantas de Atacama. El desierto cálido más árido del mundo, un recorrido por una de las zonas naturales más espectaculares del planeta.

La expedición Magallanes-Elcano

El 10 de agosto de 1519 partían desde Sevilla cinco naves con unos 250 tripulantes a bordo. Era el comienzo de la famosa expedición capitaneada por Fernando de Magallanes y finalizada gracias a Juan Sebastián Elcano. Financiada por la Corona de Castilla, su objetivo principal era llegar por occidente a un lugar llamado La Especiería – en el archipiélago de Las Molucas, ubicado en Indonesia– y crear así una ruta marítima alternativa a la establecida por Portugal para controlar el comercio de especias como el clavo de olor, la canela, la nuez moscada y la pimienta negra.

Terra Brasilis y el Atlántico Sur (Atlas Miller, 1519). Imagen del mapa que forma parte de la portada del libro. / CSIC

Más de tres años después, el 6 de septiembre de 1522, 18 europeos y 3 orientales enfermos y agotados arribaron a Sanlúcar de Barrameda. Después de recorrer 14.460 leguas, habían conseguido culminar la primera vuelta al mundo. En la conmemoración de su quinto centenario, Las plantas de la expedición Magallanes-Elcano (1519-1522)  rinde tributo a esta hazaña promovida por la búsqueda de nuevas plantas y nos propone viajar a través de unas páginas impregnadas de olores y sabores exóticos. El libro de la colección Divulgación está coordinado por el investigador del CSIC en el Real Jardín Botánico Pablo Vargas y escrito por una veintena de investigadores e investigadoras procedentes de aquellos países por los que transcurrió esta azarosa singladura.

Sobrevivir en el desierto: ¿cómo se adaptan los cactus a la falta de agua?

Por Carlos Pedrós-Alió y Mar Gulis (CSIC)*

Si hay una planta emblemática del desierto, esa es el cactus. Es difícil imaginar una película del Oeste sin un saguaro o dos (Carnegiea gigantea), pero ¿cómo se las arreglan las especies de esta familia para soportar unas condiciones de aridez tan extremas? Pues básicamente recurriendo a dos estrategias: hacer todo lo posible por no perder agua y esforzarse al máximo por obtenerla.

Para entender cómo los cactus consiguen retener agua hay que tener en cuenta que en un ambiente húmedo una planta está constantemente transpirando. El agua es absorbida por las raíces, sube hacia las hojas como parte de la savia y allí se evapora a través de los estomas. Estas estructuras de la hoja tienen que abrirse para aspirar CO2 y espirar O2, los gases que intervienen en la fotosíntesis. De esa forma, en condiciones normales, una planta pierde el 75% del agua que absorben sus raíces, algo que no tiene ninguna trascendencia en un bosque lluvioso tropical, pero que resulta imposible en un desierto.

Plantas que transpiran solo de noche

Esto ha hecho que los cactus conviertan sus hojas, por donde principalmente pierden agua las plantas, en espinas. No obstante, como sabemos, las hojas hacen la fotosíntesis, y una planta necesita este proceso para vivir. Por eso los cactus han transferido el proceso fotosintético a los tallos. Además, para evitar que se escape el vapor de agua, los cactus cierran los estomas durante el día y solamente los abren durante la noche, cuando la temperatura es baja y no va a haber tanta evaporación.

Sin embargo, durante la noche no hay luz. ¿Cómo compaginar la apertura de estomas con la fotosíntesis, que requiere la energía solar? Los cactus han resuelto el problema separando los dos procesos: durante la noche abren los estomas y absorben el CO2; durante el día cierran los estomas y aprovechan la energía de la luz para hacer la fotosíntesis. Con el fin de conservar el CO2 hasta que llegue la luz del día, los cactus y otras muchas plantas crasas han desarrollado un tipo de metabolismo que les permite almacenarlo en vacuolas por la noche y transportarlo a los cloroplastos cuando sale el sol. De este modo, hacen un uso del agua mucho más eficiente.

Cera impermeabilizante, tallos inclinados y segunda piel de espinas

Aquí no se acaban los recursos que tienen los cactus para no perder agua. Otro de ellos es recubrir su tallo de una cutícula de cera que lo impermeabiliza todavía más y que, al ser de color claro, refleja la radiación solar. Esto contribuye a reducir la temperatura de la planta y, por tanto, la evaporación.

El ecólogo Harold A. Mooney y sus colaboradores estudiaron este fenómeno en Copiapoa gigantea, un cactus que se encuentra en el desierto de Atacama. Insertando sensores de temperatura en el tallo, comprobaron que la temperatura debajo de tejidos cubiertos con cera era de 0,5 a 2 grados menor que bajo las zonas en las que se había perdido esa cubierta.

‘Copiapoa gigantea’ inclinada al norte en el desierto de Atacama. / Carlos Pedrós-Alió

Otro mecanismo observado por Mooney fue que la mayoría de los tallos estaban inclinados hacia el norte, de modo que la radiación solar solamente incidía perpendicularmente sobre la cima del tallo, pero no sobre los lados. Así, estos cactus minimizaban la radiación que les llegaba y esto contribuía a que no se calentaran tanto. Como en el ápice se encuentra el tejido de un cactus capaz de crecer y de producir flores, el ecólogo norteamericano especuló que su elevada temperatura ayudaría a que los procesos de crecimiento, floración y fructificación fueran más rápidos. A mayor temperatura, mayor actividad biológica.

Además, las espinas de los cactus forman una segunda piel unos milímetros más allá del tallo. Esta piel refleja una parte de la radiación solar y crea una capa de aire parcialmente aislante alrededor del tallo que reduce la temperatura y la evaporación en su superficie. La arquitectura del siglo XXI también ha descubierto este mecanismo y muchos de los edificios actuales tienen una segunda piel de vidrio separada de la cortina de cristal principal. El aire entre las dos superficies de cristal se calienta, sube y crea así corrientes que contribuyen a refrigerar el edificio.

Sección transversal de un cactus del género ‘Cereus’. Espinas y pelos surgen de las areolas, en las que se interrumpe la dermis y la cutícula que la protege. En el interior, de fuera hacia dentro, encontramos el clorénquima, donde se realiza la fotosíntesis; el hidrénquima, que es el tejido que puede acumular agua; el sistema vascular, que transporta la savia y los nutrientes de una parte a otra de la planta; y el parénquima medular. / Wikipedia

Capacidad para condensar agua

Todos estos mecanismos hacen que un cactus pierda poca agua. Pero, ¿cómo se las ingenia para conseguirla? La estrategia de algunas especies estudiadas por el propio Mooney es tener en sus espinas ranuras que hacen que las gotas de agua se deslicen hacia el tallo. En su recorrido por la espina, las gotas se encuentran con una serie de pelos que quedan empapados y hacen que el agua se escurra hasta el suelo, donde pueden absorberla las raíces.

Esta capacidad para condensar agua a partir de la niebla tiene un potencial de aplicaciones enorme. Si se lograran reproducir las propiedades de los cactus, podrían instalarse sistemas artificiales para atrapar las nieblas en muchos lugares áridos de la Tierra. De hecho, en los últimos años este tema ha recibido una gran atención. Estudiando la estructura microscópica de las espinas y los tricomas –apéndices finos– de un cactus mexicano, Opuntia microdasys, investigadores del Laboratorio Nacional de Pekín para Estudios Moleculares descubrieron que las gotas de agua siempre se deslizaban hacia el tallo, incluso cuando la espina se colocaba cabeza abajo y las gotas tenían que desafiar a la gravedad. Este fenómeno era posible gracias a la forma cónica de las espinas y sus ranuras longitudinales, más gruesas cuanto más cerca están del tallo.

Más recientemente, un grupo de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (Corea del Sur) ha demostrado que las espinas de este mismo cactus condensan el vapor de agua en pequeñas gotas, que luego se depositan sobre los tricomas. Estos tricomas son hidrofóbicos, de modo que la gota reposa sobre ellos sin mojarlos mientras se va evaporando poco a poco. Cuando el tamaño de la gota es el adecuado, es absorbida en microsegundos por la zona hidrofílica que hay por debajo de los tricomas.

Microscopía óptica de la recolección de gotas de agua por las espinas del cactus orientadas de distintas maneras. Las gotas se desplazan hacia la base de la espina incluso en contra de la gravedad. / Ju et al. (2012) y Springer Nature

Por otra parte, algunos cactus tienen un sistema radicular capaz de absorber mucha agua cuando llueve. Por ejemplo, se ha estimado que un saguaro puede llegar a recoger 760 litros después de una tormenta. Para que esto sea posible, el cactus tiene que ser capaz de almacenar el agua. Y esto es justamente lo que permite la estructura en acordeón del tallo: los cactus tienen costillas gracias a las cuales pueden aumentar su volumen cuando hay agua disponible y disminuirlo a medida que la van perdiendo.

En resumen, que un cactus puede ser perfectamente feliz en el desierto.

* Carlos Pedrós-Alió es investigador del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología y autor de los libros de divulgación La vida al límite y Las plantas de Atacama (CSIC-Catarata), del que ha sido adaptado este texto.