martes, 28 de febrero de 2012

Aves que explotan a otras aves

DIALOGO CON VANINA FIORINI, DOCTORA EN CIENCIAS BIOLOGICAS E INVESTIGADORA DEL CONICET

Algunas especies dejan sus huevos en nidos ajenos para que otro ejemplar los empolle y los críe. Trepando árboles, el Jinete Hipotético va en busca del tordo renegrido, un especialista que parasita a 250 especies.

–Bueno, estamos acá en el laboratorio de ecología y comportamiento animal del departamento de ecología, genética y evolución de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA. Un poquito larga esta introducción.
–Sí.
–Y usted trabaja en parasitismo de aves. –Sí. El parasitismo de cría obligatorio es una estrategia que tienen algunas especies que se reproducen sin construir su propio nido. La mayoría de las especies, como se sabe, se reproduce, arma su nido, pone su huevo ahí e incuba a los pichones. Las especies que a mí me interesan lo que hacen es usar los nidos de otras especies para depositar sus huevos, de modo que son los otros quienes cuidan los huevos y alimentan a los pichones hasta que se independizan.
–¿Y cómo se produjo eso evolutivamente? Es medio raro... –Hay distintas hipótesis. Una lo que supone es que algunas especies empezaban a parasitar nidos. No construían el suyo, sino que ponían sus huevos en otros y cuidaban a sus pichones. Eso después fue evolucionando y las especies empezaron directamente a parasitar a otras. Eso evidentemente fue una estrategia exitosa, y las especies perdieron la capacidad de hacer su nido y cuidar a sus pichones y pasaron directamente a parasitar los nidos de otras especies. Se supone que al principio lo hacían con algunas pocas. Lo que es interesante es que hay algunas aves parasitarias que son especialistas (es decir, que sólo parasitan a una especie determinada) y otras que son generalistas (como el tordo renegrido, que es el que estudio yo, que parasita aproximadamente 250 especies).
–¿Y dónde vive? Porque si no tiene nido para reproducirse... –En realidad las aves, salvo algunas pocas, no usan el nido para vivir. No es una casita a la que vuelven todos los días. Lo construyen durante la etapa reproductiva, están ahí mientras tienen que incubar, pero después están en los árboles. Viven en las ramas.
–¿Y duermen ahí? –En general sí. Hay algunas que no, que por ejemplo si tienen su nido en cavidades de árboles, van a esos sitios a dormir durante la noche. Pero en el campo la mayoría de las especies vive entre la vegetación.
–Todo esto de parasitar especies, o construir los nidos para la época reproductiva, o incluso migrar, son estrategias complejas... –Sí.
–¿Cómo se codifica genéticamente una estrategia tan elaborada? –Es muy difícil determinar a qué gen se corresponden esas conductas, porque es un comportamiento que muchas veces es aprendido y no puramente genético. Se hacen algunos estudios al respecto, no con aves pero sí con moscas, donde se modifica algún gen y se ve si varían los comportamientos. Pero en aves es realmente muy difícil determinar cómo está determinado genéticamente el comportamiento.
–Resulta bastante asombroso. Todos los animales tienen conductas muy complejas, y resulta muy difícil imaginarse de qué manera se puede codificar una conducta. Por ejemplo: ¿cuando el tordo nace ve a los padres? –Eso es algo muy interesante: ¿cómo evolucionó para que el tordo en vez de construir su nido vaya y busque un hospedador? En el tordo renegrido recién ahora se está empezando a investigar, no hay mucha información. Pero en otras aves parásitas de Europa se sabe que hay un imprinting con el hospedador que los cría. O sea: el parásito nace en ese nido y observa a sus padres adoptivos. Los pichones, luego, cuando tengan que reproducirse, van a ir a buscar los nidos de esa especie. No van a parasitar a cualquier otra: reconocen en función de su experiencia personal. En el tordo renegrido lo que se cree es que no hay un imprinting tan fuerte con la especie hospedadora, pero podría haber algo relacionado con el tipo de nido donde ese tordo nació. Si nació, por ejemplo, en el nido de la calandria (que tiene la forma de una canastita) va a buscar especies que construyan nidos parecidos a ése; si nació en el nido de una ratona, que hace el nido adentro de una cavidad, buscará especies que tengan ese tipo de nido. De todos modos, esto no es tan claro como lo que se ve en otras especies en Europa.
–Entonces no es sólo su lugar de nacimiento sino donde se crían. –Tienen aproximadamente 13 días de incubación, y después como pichones pasan unos 14 días en el nido. Y después, como hace la mayoría de los pichones, pasan un período bastante largo en el territorio del hospedador, que los sigue alimentando ya fuera del nido. El tordo lo va persiguiendo a su padre adoptivo como si fuese un pichón propio. Luego, en algún momento, ocurre algo (que todavía no está estudiado) que hace que el tordo abandone a sus padres y se una a una bandada de tordos renegridos. A los tres meses, el tordo ya no está más en el territorio. Pero no se sabe bien qué es lo que cambia en el cerebro del tordo para decidir irse. No se sabe si lo vienen a buscar otros tordos, o si él va y busca individuos parecidos a él (aunque nunca los haya visto).
–Hablemos un poquito del hospedador. Está haciendo algo que es antievolutivo para su propia especie, porque está cuidando los genes de otra especie. ¿No se da cuenta de eso? ¿No trata de expulsar el huevo? –Bueno, hay distintos mecanismos de defensa. Por un lado, lo que se ve muchas veces es que los hospedadores tratan de evitar que los tordos entren al nido. En filmaciones que nosotros realizamos, podemos ver que cuando llega la hembra de tordo, el hospedador la ataca muy agresivamente. Sin embargo la hembra de tordo logra poner su huevo en el nido, a pesar de que recibe picotazos. Lo que le quedaría hacer al hospedador, entonces, es rechazar ese huevo: picarlo o removerlo. Hay hospedadores que tienen ese comportamiento: reconocen el huevo y lo pueden sacar. Pero hay otros que no, que una vez que el huevo está en su nido, no lo pueden diferenciar de los propios.
–Cuando lo reconocen, se corta la cadena... –Sí, lo que pasa es que en un parásito generalista, como es el tordo, es más difícil.
–Yo me pregunto qué pasa por la cabeza de los bichos cuando eligen una cosa u otra. No creo en la teoría cartesiana de los animales máquina. Me parece que tiene que haber algún rastro de conciencia, o algún mecanismo que le haga decidir de manera más o menos racional. ¿Usted qué piensa? ¿Hay algún embrión de pensamiento? ¿O son todas conductas automáticas? –No sé si yo las llamaría automáticas. Pienso que el comportamiento, así como otros caracteres de los animales y las plantas, está modelado por la selección natural a través de la evolución. En el caso de que un comportamiento no sea adaptativo, va a ser eliminado.
–Pero como no sabemos cómo se codifica un comportamiento, estamos con el problema de que no sabemos qué es lo que se selecciona. –Pero sabemos que el resultado es el proceso de selección natural. Y en particular el tordo renegrido, con este comportamiento, es una especie muy exitosa. Son muchos, se expanden, colonizan especies nuevas.

jueves, 23 de febrero de 2012

Un brillo en la oscuridad (haiku)



Wilhem Roentgen era un modesto físico de la Universidad de Wurzburg en Alemania, que el 8 de noviembre de 1895 estaba experimentando con descargas eléctricas en un tubo de vidrio en el que se había hecho previamente el vacío. Hizo pasar una corriente eléctrica a través del tubo, envuelto en un papel negro, y vio de pronto un pequeño resplandor en el otro extremo del laboratorio. Era una luz, era un pequeño resplandor que venía de una lámina colocada sobre una mesa, y cubierta con platinocianuro de bario, un compuesto que fluoresce fácilmente, es decir, brilla apenas sus átomos son excitados. Roentgen se convenció de que indudablemente algo extraño salía del tubo, algo capaz de atravesar el papel oscuro que lo cubría y que, de alguna manera excitaba los átomos del compuesto de bario. Algo para lo cual los objetos era transparentes, incluyendo los tejidos blandos de su propia mano. Eran los rayos X, que lo inmortalizaron.






Cuando veas una luz sobre tu mesa

despiértate

no la ignores.

Puede ser

que algún dios oculto en la materia

te esté enviando una señal.

jueves, 16 de febrero de 2012

Con aires de tormenta

DIALOGO CON PAOLA SALIO, DOCTORA EN CIENCIAS DE LA ATMOSFERA
Imagen: Rafael Yohai
 

Vientos que suben, bajan y chocan: parece claro cómo termina una tormenta, pero no siempre se sabe cómo empieza. Y algunas, al norte de nuestro país, resultan particularmente singulares e intensas.

–¿Qué es lo que está investigando?
–Dos cosas básicamente. Una es la detección de tormentas a través de sensores remotos.
–¿A qué llama “sensor” y a qué “remoto”? –Sensor remoto es un satélite en el espacio o un radar en la superficie de la Tierra. Se lo llama sensor remoto porque mide remotamente, desde lejos, una tormenta. Esa es una de las líneas fundamentales. Después, estamos haciendo cosas de aplicación, donde trabajamos en estimaciones de precipitaciones.
–Usted es investigadora, y por lo tanto hay cosas que no sabe y quiere averiguar. Hábleme de esas cosas. –Las cosas que no sé son muchísimas. En la Argentina, desde el punto de vista de los fenómenos severos, hay un gran desconocimiento de cómo son nuestras tormentas, si son similares a las que ocurren en otros lados del mundo o no. Particularmente, desde el año ’97 hay un sensor que se llama TRIM que permitió ver que las tormentas del Norte de nuestro país son particularmente más intensas que en otros lados del mundo. Y eso no se sabe por qué. En la zona de Foz de Iguazú, Resistencia, Posadas, las tormentas son muy intensas, tienen mucha actividad eléctrica y producen fenómenos severos importantes. Eso es algo que no entendemos. No sabemos por qué se produce eso. Entonces ahora nos estamos haciendo preguntas desde el punto de vista interno de las tormentas: estamos tratando de ver si la estructura interna, la microfísica de las tormentas, tiene alguna característica específica que las diferencie de las de otras regiones del mundo.
–¿Por qué se produce una tormenta? –Se necesitan dos mecanismos esenciales: uno es disponibilidad de vapor de agua en la atmósfera, y el otro es un mecanismo que haga que el vapor de agua que está cercano a la superficie, suba. Ese vapor de agua, cuando sube, se condensa y forma gotas. Para que esas gotas lleguen a ocupar toda la extensión de la atmósfera se necesita que la velocidad de ascenso sea muy eficiente, perdure un tiempo considerable, y eso es lo que hace que las gotitas en la atmósfera crezcan y luego puedan precipitar.
–¿Y por qué se dan esas condiciones para que suba el vapor? –Hay varios mecanismos disparadores de tormentas. Uno es el que está ocurriendo en este momento en que estamos charlando.
–Bueno, hay un desfasaje temporal... el momento en que estamos hablando no es el mismo que el momento en que los lectores están leyendo... –Bueno, como sea. Mire el cielo: mañana va a ser un día tormentoso, así que prepare el paraguas. El avance de un frente frío sobre nuestra región hace que haya un mecanismo de ascenso que permite que se dispare. Lo que nosotros necesitamos, de algún modo, es que haya un choque de masas de aire; en el choque, la más cálida, que es la más liviana, va a subir por sobre la más fría. El choque también puede producirse cuando ingresa la brisa desde la costa de la provincia de Buenos Aires: esa brisa es más fresca, genera un ascenso del aire caliente. Ese mecanismo inicial dispara la convección. Las tormentas que dispara la brisa de la costa son bastante severas porque es un mecanismo muy eficiente.
–¿Y el viento de la tormenta de dónde viene? –Uno de los componentes del viento puede ser el arrastre que las mismas gotas producen cuando están cayendo. Al caer, generan movimiento en el aire, y ese movimiento en el aire genera el viento de superficie. Otro mecanismo, más eficiente que ése, es que las gotas cuando van cayendo se evaporan; al evaporarse, consumen energía del entorno; esa energía consumida hace que el aire se enfríe, pese más y entonces, cuando pesa mucho, llega a superficie y se desparrama.
–¿Y el granizo? –Es un mecanismo que si bien ha sido explorado mucho en otros lugares del mundo, en la Argentina sólo fue explorado en Mendoza. En nuestra región, en general lo que suele suceder es que primero necesita un embrión: una gota que se congele en niveles altos. Esa gota debe ser grande y tener un ascendente muy potente.
–A ver... –Tenemos una gota congelada adentro de una nube, que tiene que ser llevada hacia arriba rápidamente. La nube que la contiene tiene que persistir al menos tres o cuatro horas. Esas nubes en realidad son una cadena de nubes compuesta por una más joven en el frente y cada vez más viejas en la parte de atrás. Y lo que uno ve es que la partícula de granizo sube y luego por su propio peso, porque ya es pesada, baja. Luego vuelve a subir, y en ese período que subió se sigue formando capa de hielo en la superficie. Por ejemplo, si uno hace un corte de granizo, ve como capas de cebolla. Y además en los colores del granizo uno puede entender, si es blanco o traslúcido, cómo fue el proceso por el cual se formó.
–Pero no siempre se produce granizo... –No, claro, no es un mecanismo tan eficiente.
–¿Cómo termina una tormenta? –Lloviendo. Se descarga la precipitación y se estabiliza la masa de aire. La atmósfera es eso: un equilibrio entre aire estable e inestable.
–¿Y qué es lo que trata de averiguar de esas tormentas? –Quiero saber cómo debe ser la estructura interna para llegar a generar granizo.
–¿Y cómo es? –Usando los datos de radar, lo que vemos nosotros es que la estructura interna de la tormenta de granizo es como una especie de bóveda. Tratamos de entender dónde está posicionado el granizo.
–¿Qué es lo que tiene forma de bóveda? –La estructura del campo de precipitación que está ahí adentro. Estamos tratando de ver, entonces, si esa estructura se condice con el granizo de nuestra región. Porque, por ejemplo, no se condice con el granizo en la región de Mendoza.
–¿Cuántas partículas de granizo caen durante una tormenta? –No tengo idea. Sí le puedo decir gotas: pueden llegar a caer unas 3 mil gotas por minuto en una tormenta muy intensa, en una región de unos 20 centímetros cuadrados.
–¿Hay algún registro de cambio en las tormentas en los últimos veinte años? –Por desgracia, la Argentina no tiene sensores remotos como para dar una respuesta para ese lapso. Lo que sí hay es un cambio en la distribución de los lugares donde está ocurriendo el granizo. Hay una leve tendencia a ver más posibilidades de granizo más grande en la Pampa Húmeda. Le podría dar una respuesta de los últimos diez años, y ahí sí se ve una tendencia a una mayor cantidad de tormentas.
–¿Y eso se debe al cambio climático global? –Yo creo que lo del cambio global es dicotómico. Porque hay dos cosas: si aumenta la temperatura, hay una mayor posibilidad de disponer de una mayor cantidad de vapor de agua en una columna de aire. Porque si aumenta la temperatura, aumenta la evaporación, y al aumentar la evaporación, la atmósfera va a poder albergar mayor cantidad de vapor de agua. Pero a su vez esa mayor cantidad de vapor de agua en la atmósfera no significa necesariamente que se vaya a producir una tormenta: lo que tienen que activarse son los mecanismos de disparo de tormenta. Y los mecanismos de disparo de tormenta no están investigados. Entonces: ¿qué respuesta puedo darle yo?
–Exactamente, ¿qué respuesta puede darme usted? –El cambio climático nos está dando la chance de tener tormentas más extremas. Pero todavía no podemos responder si este cambio genera una mayor cantidad de mecanismos disparadores.

martes, 14 de febrero de 2012

El artista del veneno



El hombre se paró de pronto en el centro de La Orquídea, y empezó a hablar. Todos lo escuchamos, con cierto malestar.

“No es lo más corriente del mundo frecuentar los ensayos de Oscar Wilde, y es que verdaderamente no tienen la contundencia de los cuentos y novelas, o la delicia epigramática de las obras de teatro: ¿qué puede ‘Otras ideas radicales sobre la reforma del traje’ contra ‘El fantasma de Canterville’, ‘Una mujer sin importancia’ o ‘El joven rey’?”

“Sin embargo, hoy yo quería hablarles, precisamente de uno de esos ensayos: ‘Pluma, lápiz y veneno’, que cuenta la notable historia de Thomas Griffiths Wainewright, antes de que alguno de ustedes se proponga buscarlo en esa Biblioteca de Babel actual que es wikipedia y encuentre una versión, que naturalmente no será original, pero que difiere del original –siempre suponiendo que éste existe– en apenas una letra, una coma, una fecha, y nos plantea seriamente el problema de qué es un original, pero esa es otra historia.”

“Y bueno –dijo el hombre–, Thomas Griffiths Wainewright nació (1794, es decir una generación y media antes que Wilde) en una familia de pro (no se sabe si su padre había sido notario o farmacéutico, lo cual tiene importancia para esta historia) y era nieto de una familia de pro: su abuelo (a cuyo cuidado quedó al morir su madre, también siendo él muy joven), el Dr. Ralph Griffiths, había sido el editor durante cuarenta años de la Monthy Review, la primera revista literaria en serio que se publicó en Inglaterra. Le facilitó su ingreso en el mundo literario, aunque dificultó (no era muy generoso) la vida de dandy extremo que Thomas quería llevar, con una de las condiciones fundamentales del dandy que para actuar una vida extravagante requiere dilapidar dinero de una manera extravagante: trajes, coches, colecciones de arte, joyas, mayólicas venecianas, series de objetos de arte antiguos y todo lo que a ustedes se les pueda ocurrir y nunca tendrán. Deben conformarse con lo que les ofrece La Orquídea –los parroquianos bebían su café y sus bebidas divertidos, obviamente poco interesados en esos objetos de ultralujo; sólo a mí se me atragantaba el café; lo encontraba amargo (pero deliberadamente no le había puesto edulcorante para disfrutar mejor mi envidia)–. Además, era un exquisito pintor y dibujante: combinaba así la literatura, las artes plásticas y el coleccionismo, que por cierto también es un arte difícil (y caro).”

”Cuando murió su abuelo, encontró un respiro con una fortuna que –descubrió– estaba vedada por una caterva de abogados y ‘cuidadores’: en 1922 y 1933 Thomas falsificó todos los documentos que hicieron falta y consiguió su dinero; pero su estilo de vida requería grandes cantidades de dinero, y voló rápidamente: Wainewright se puso bajo el ala de su tío y también voló rápidamente, mientras él quedaba al cuidado de su tío.

”Que murió repentinamente en 1928, y entonces Thomas heredó una bellísima casa de campo, pero ni una libra, ni siquiera las necesarias para mantenerla. Mientras tanto se había casado, y en 1929, también súbitamente murió su suegra; Wainewright indujo entonces a una de las hermanas de su esposa a sacar varias pólizas de seguro a favor de ella (unas dieciocho mil libras en total). Apenas las pólizas estuvieron hechas, la cuñada en cuestión falleció (la cosa fue así: fueron con ella al teatro, y al regresar, ella se sintió mal. Llamaron al médico, que hizo alguna prescripción, pero apenas el médico se fue, Wainewright y su esposa le dieron mermelada envenenada, se marcharon de paseo, y a su regreso la encontraron muerta).”

“Sin embargo, las compañías de seguros sospecharon algo de esta seguidilla de muertes, y se negaron a pagar el seguro; el asesino les hizo pleito, y algunos meses después fue detenido por deudas, mientras, en las calles de Londres daba una serenata a la hija de un amigo. Logró salir del trance y se exilió en Bolonia, en casa del padre de la joven objeto de la serenata, y lo persuadió de que hiciera una póliza de seguro de vida por tres mil libras; apenas estuvo ésta firmada, lo envenenó con estricnina volcada en su taza de café: era su venganza contra las compañías de seguros. Su amigo murió a la mañana siguiente.”

“Vivió varios años en París con gran lujo, y según unos ocultándose siempre con veneno en el bolsillo y temido por todos cuantos lo conocieron.”

“Finalmente volvió ocultamente a Inglaterra, donde no obstante fue detenido a raíz de las falsificaciones de algunos pagarés que había hecho años antes para aumentar su colección de mayólicas y de Marco Antonios; el 5 de julio de 1837 fue condenado por falsificación y desterrado a Tasmania (después de una estancia en la cárcel, adonde fue visitado nada menos que por Dickens).”

“En Tasmania, siguió practicando su amor al arte, y montó un estudio y volvió a dibujar y a pintar. Murió en 1847 (y no en 1852, que es la fecha que da Oscar Wilde).”

“Wainewright incluyó el asesinato ‘como una de las bellas artes’, al decir de De Quincey, y llevaba la estricnina siempre consigo, en un anillo de corte renacentista; uno de esos que tenían un dispositivo que rasguñaba la mano del desprevenido interlocutor y volcaba el rápido veneno en sus venas: cuando le preguntaron por qué había matado a Elena Abercrombie, su cuñada, respondió que ‘tenía tobillos demasiado gruesos’.”

“Este era el anillo –dijo el hombre, mostrándolo en aire– mejor dicho, éste es una perfecta imitación, porque nada me costó arrojar el verdadero a la máquina de hacer café, mientras todos se distraían con el relato. La literatura también tiene su precio.” Y acto seguido ofreció hacerme un seguro de vida.

Miré alrededor: muchos de los concurrentes de La Orquídea se retorcían en espasmos aflátales, el resto estaba ya muerto. Le dije que no, que por ahora no.

jueves, 9 de febrero de 2012

A través de las conexiones neuronales

 DIALOGO CON FERNANDA LEDDA, DOCTORA EN CIENCIAS BIOLOGICAS
Imagen: Pablo Piovano

 Todo lo que ocurre en el cuerpo humano pasa por el cerebro a través de las neuronas y sus, a veces, larguísimos axones. Cabalgando como una proteína por un axón, el Jinete Hipotético explora los recovecos de la mente.

–Usted trabaja en el área de neurociencias.
–Sí, aunque hice mi doctorado en un área completamente diferente. Después me posdoctoré en Estocolmo y me quedé investigando allí durante diez años, hasta que volví a la Argentina en 2008. Cuando me fui, en el ’99, el panorama para la ciencia argentina era, cuanto menos, caótico. Después desde allá me fui enterando de las cosas que se iban haciendo acá, como la creación del ministerio, y fue un buen empujón para regresar.
–¿Y ahora qué investiga? –Estoy tratando de entender los mecanismos moleculares y celulares que están involucrados en el desarrollo del sistema nervioso para poder utilizarlos como herramientas posteriormente para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas. El tipo de trabajo que hago es “básico”: intento encontrar moléculas que participan en la diferenciación a partir de precursores neuronales a neuronas, y ver cómo estas neuronas son capaces de llegar a sus células blanco, a hacer los contactos correctos durante el desarrollo normal.
–No entiendo bien... ¿De qué momento del desarrollo estamos hablando? –Del desarrollo temprano, en el embrión. Durante ese desarrollo intento ver cómo llegamos a las distintas poblaciones neuronales. Porque cada una de ellas utiliza distintos procedimientos para encontrar su target, su célula blanco.
–¿Qué son las células blanco? –Puede ser el contacto de otra neurona, o una célula muscular, o una célula sensorial. A ver: el sistema nervioso está formado por millones de neuronas conectadas entre sí. Pero no todas son iguales; tenemos muchas que son diferentes entre ellas. Algunas están involucradas en los procesos de memoria; otras participan en los movimientos; otras, en la transmisión de sensaciones (tacto, gusto, dolor). Cada una de esas poblaciones tiene sus propias características y necesita distintos factores para poder crecer y establecer su conexión correcta.
–Perfecto. Continuemos. –Bueno, nosotros estudiamos cómo funcionan estos mecanismos en el embrión. Porque conocer los mecanismos moleculares y celulares de cómo ocurren estos procesos normalmente nos ayuda a ver qué pasa cuando este mecanismo está alterado por algún motivo, como en distintas patologías neurodegenerativas (Alzheimer, Parkinson).
–Pero el Alzheimer se produce en otro momento del desarrollo. –Completamente. Pero conocer cómo funcionan los sistemas durante el desarrollo nos permite tratar de hacer que crezcan nuevas neuronas, o proteger a esas neuronas. O por ejemplo: en un proceso de regeneración neuronal, si hay un tipo de accidente que afecta a las neuronas de la médula espinal, en general lo que ocurre es que hay un corte de las prolongaciones de esas neuronas (que se llaman motoneuronas), y lo que ocurre es que al no recibir las señales adecuadas, esas neuronas terminan muriendo. No inervan los músculos adecuados y entonces se produce una parálisis. Entendiendo cómo durante el estadio temprano del desarrollo esas neuronas han logrado establecer la conexión necesaria, nos puede permitir de alguna forma tratar de lograr después de una injuria que las neuronas vuelvan a crecer y encontrar su blanco.
–¿Es posible que una neurona vuelva a crecer? Porque antes era un artículo de fe que las neuronas no se regeneraban... –Bueno, que las neuronas vuelvan a crecer es posible, y de hecho es fácil en muchas poblaciones neuronales. En otras es mucho más difícil lograr que vuelvan a crecer. Ojo, no estamos hablando de que se mueran y vuelvan a aparecer, sino de que se corte una extensión (lo que se conoce como axón) y se pueda regenerar. Eso es posible en algunos tipos y en otros no. Por otro lado, también es cierto que durante mucho tiempo se pensó que las neuronas no podían dividirse, que una vez que se generaban no podían dividirse. Actualmente se sabe que existen ciertas regiones del cerebro en las cuales hay aparición de precursores neuronales que pueden diferenciarse y convertirse en neuronas maduras. Otra de nuestras líneas de trabajo tiene que ver con el estudio de esos precursores neuronales para ver cómo se puede modularlos para hacer que se diferencien a distintos tipos de neuronas.
–¿Qué es un precursor? –Es una célula parcialmente indiferenciada. Digo “parcialmente” porque un precursor neuronal nunca podría dar un hepatocito: podrá dar una neurona, una glia. Saber cuáles son las señales que estos precursores necesitan para diferenciarse en distintos tipos neuronales nos permitiría hacer neuronas que pudieran reemplazar a las que se pierden en Parkinson (que son las dopaminérgicas), o diferenciar estos precursores en otro tipo neuronal como las neuronas hipocampales, que son las que se dañan en Alzheimer, o diferenciarlas en motoneuronas, que son las que permiten los movimientos...
–¿Y cuáles son las señales? –Son proteínas producidas durante el desarrollo normal y que participan en la diferenciación y en el proceso de señalarles a las neuronas el camino que tienen que seguir.
–¿Y cómo lo hacen? –Muchos de estos factores son producidos directamente por las células blanco, es decir, por la célula que tiene que contactar la neurona...
–O sea, la célula manda una señal de que necesita una neurona. –Claro. El músculo, por ejemplo, manda una señal a una célula; esa célula, que tiene receptores para esa señal, va a ir navegando en su neurita (su axón) hasta hacer contacto con ese blanco.
–Que puede ser muy lejos. –Sí. Pero también hay señales intermedias, que ayudan a la neurona a conectar su blanco.
–¿Las neuronas conectan directamente con las células blanco? –Sí. El axón puede ser larguísimo: hay neuronas que van desde la médula espinal hasta un músculo de la pierna, por ejemplo.
–¿Pero las motoneuronas no están en el cerebro? –Tenemos algunas, pero la mayoría está a lo largo de toda la médula espinal. De ahí salen las prolongaciones que llegan a cada uno de los músculos. Lo que ocurre es que estas neuronas son muy sensibles. Ante una injuria, como no pueden regenerarse (porque hasta el momento no se conoce cómo se hace para regenerar estas conexiones), se produce una parálisis. Por eso dependiendo de a qué nivel de la médula espinal ocurra la injuria, uno va a tener parálisis en distintos lugares de nuestro cuerpo. Una cosa muy interesante en cuanto a las neuronas es que son células muy diferentes entre sí, a diferencia de otros tipos celulares. Son las células más diferenciadas que tenemos en nuestro organismo, y esos tipos neuronales son completamente diferentes. En el cuerpo de la neurona, entonces, está el núcleo, el ADN, que produce nuevas proteínas dependiendo de la señal que haya recibido de ese blanco que se encontraba lejos. Lo que yo intento, entonces, es entender cómo esas señales viajan a través de esas prolongaciones, cómo llega la información...
–¿En cuánto tiempo llega? –En tiempos muy breves, pero depende de cómo sea la señal. Las señales eléctricas, por ejemplo, son rapidísimas, pero las moleculares pueden tardar algunas horas. Y encender una maquinaria de síntesis de nuevas proteínas, también puede llevar algunas horas. Hay distintos tipos de señales: algunas inmediatas llevan milisegundos, y otras exigen un tiempo mayor de elaboración. Todas aquellas que requieren que funcione esta maquinaria de síntesis de proteínas demoran más tiempo.
–¿En qué otra parte del cuerpo hay neuronas? –En todo el cuerpo. O sea: principalmente, en el cerebro y en la médula. Pero después tenemos ganglios, conjuntos de neuronas, desperdigados por todo el cuerpo.
–¿Y esas neuronas están conectadas al cerebro? –El sistema nervioso está todo conectado entre sí, pero está altamente especializado en distintas funciones. El sistema nervioso periférico lo vamos a tener distribuido a lo largo de todo el cuerpo. Si nosotros sentimos un pinchazo o un dolor es porque hay neuronas que están inervando la piel y que llegan a las neuronas sensoriales, que detectan ese dolor, se conectan con las motoneuronas (que regulan el movimiento) y es por eso que retraemos el brazo.
–¿Todo eso sin pasar por el cerebro? –Bueno, hay conexiones con el cerebro. Las motoneuronas pertenecen al sistema nervioso central, por más que no estén propiamente en el cerebro.
–¿Todos los animales tienen neuronas? –Sí. De hecho hay muchos estudios muy informativos sobre el sistema nervioso que se hacen en gusanos o en moscas.

lunes, 6 de febrero de 2012

La carga elemental (copla)

                                                                      Todo queda y todo pasa
                                                                      pero lo nuestro es pasar.

                                                                                Antonio Machado.


Electrones, electrones
trozos de electricidad
la roca se queda firme
pero lo vuestro es pasar

Quién hubiera tal ventura
sobre las aguas del mar
como hubo el Infante Arnaldos
la mañana de San Juan
Andando a buscar la caza
para su falcón cebar
vio una nube de electrones
que se movía a su par

Y allí habló el Infante Arnaldos
bien oiréis lo que dirá
electrones, contestadme
no me ocultéis la verdad
¿qué clase de objetos sois?
"Somos electricidad.
Cada uno de nosotros
lleva la carga unidad".

El mar se queda en su sitio
lo mismo que la ciudad.
La roca se queda firme
pero lo nuestro es pasar
en el fondo de los átomos
no hacemos sino girar
ubicándonos en capas
que tendemos a llenar
dándole a cada elemento
su color y propiedad.

viernes, 3 de febrero de 2012

En busca de la materia oscura

 DIALOGO CON SUSANA PEDROSA, DOCTORA EN FISICA, INVESTIGADORA DEL CONICET EN EL IAFE

El Jinete Hipotético desconfía de la materia oscura que por lo visto integra la mayoría de los modelos cosmológicos actuales. Por eso se puso a averiguar y cabalgó hasta los confines.


–Bueno, estamos en el IAFE (Instituto de Astronomía y Física del Espacio) y a ver, a ver... Usted se ocupa de la formación y evolución de las galaxias...
–Yo me ocupo de la formación, centrándome en la materia oscura.
–Empecemos por algo general: ¿qué se formó primero, las galaxias o las estrellas?
–A veces unas y a veces otras. Es como un interjuego. La idea es que uno tiene unas nubes de gas que por ciertas condiciones pueden colapsar gravitacionalmente y empezar a formar las estrellas y las galaxias. Nosotros estudiamos eso desde el punto de vista numérico, no observacional.
–¿Qué quiere decir eso?
–Planteamos un modelo que suponemos que explica el modo en que las galaxias se formaron desde hace mucho tiempo hasta ahora. Tenemos desde tiempos muy antiguos hasta el presente. Lo que hacemos entonces es plantear una serie de ecuaciones que describirían el sistema y resolverlas, tratando de poner cada vez más modelos físicos ahí adentro.
–¿Y pueden hacerlo? Porque supongo que el proceso de formación de las galaxias es algo muy complejo...
–E involucra una cantidad enorme de procesos físicos que interactúan. Poder resolver eso demora mucho. De cualquier manera, los modelos ahora están en una muy buena situación: los resultados que se obtienen de la simulación numérica resultan adecuados con lo que se observa.
–Me intriga. Bueno, no, lo decía para seguir... aunque, en realidad, sí me intriga: ¿cómo se forma una galaxia según estos modelos?
–Si uno se va a los cuatro cientos mil años después del Big Bang, que es más o menos cuando podemos empezar a ver las cosas, se plantea que hay una suerte de distribución de la materia existente en el Universo. Con lo que empezamos la simulación es con una pequeña fluctuación de eso.
–Si no hubiera fluctuaciones, no se formaría nada.
–Claro. Si todo estuviese equidistante, no cambiaría nada, pero hay fluctuaciones que hacen que en algún momento la masa se agrupe más en cierto punto. Como la atracción depende de la cantidad de masa, ese punto va a atraer cada vez más materia. Esa sería la semilla de formación de las próximas galaxias. Y es ahí donde interviene la materia oscura, porque el esqueleto para la formación lo da la materia oscura. Por las condiciones físicas del Universo en el momento en que se empiezan a formar las semillas, lo que es la materia “clásica” no puede agruparse, por culpa de la cantidad de energía que anda dando vueltas en forma de fotones.
–Que desarman todo.
–Sí. Esos mínimos grumos que se forman son desarmados por los fotones. Por eso el modelo de materia oscura supera los modelos anteriores. De hecho, el modelo surge para entender algunas inconsistencias que se verificaban en las observaciones. Había cosas que no se entendían si no se suponía la existencia de algún tipo de materia que no pudiéramos ver. Y eso es la materia oscura. El modelo más aceptado supone que es una materia exótica: no es el gas de las estrellas comunes sino una materia que no interacciona electromagnéticamente (por lo cual no radian), aunque sí gravitacionalmente. Como esta materia no reacciona electromagnéticamente, logra formar grumos que no se desarman. A medida que se van armando, esa materia oscura es lo que permite que la otra materia pueda agruparse sin desarmarse.
–Y ahí van creciendo las fluctuaciones.
–Si uno pudiera ver la materia oscura, lo que vería serían filamentos y nodos. En el corazón de esos nodos es donde se forma lo que nosotros conocemos como galaxia visible. Pero eso es una parte mínima dentro de un halo que puede ser 20 veces más grande de materia oscura. Ese halo de materia oscura tiene una serie de propiedades muy interesantes que se pueden calcular. El modelo que yo le estoy comentando es el de materia oscura fría, que comenzó a aceptarse a partir de los ’80. La materia oscura empieza a descubrirse en la década del ’30 y se confirmó en la del ’70 con una astrónoma que midió las curvas de rotación de la galaxia.
–Pero...
–Lo que vio es que esas curvas de rotación tenían una forma aplanada, y que esa forma se debía a la existencia de materia que no se podía ver. A partir de ahí ya se aceptó el modelo de materia oscura, aunque hubo discusiones sobre diferentes modelos. Primero existió el de materia oscura caliente, que respondía al tipo de partículas que podría estar formando esa materia oscura. Pero luego se vio que ese modelo no funcionaba, porque los resultados no daban una distribución de galaxias que se condijera con las observaciones. De ahí salió el modelo de materia oscura fría, que es el más aceptado actualmente. De ahí partimos para poder resolver nuestras ecuaciones. Ahora, si bien este modelo funciona perfecto a escalas grandes, tiene algunos problemas a escalas galácticas. Algunas cosas que predice no se condicen con las observaciones. Por ejemplo, en la Vía Láctea vemos muchos menos satélites de los que predice la simulación. Estamos tratando de entender por qué pueden ser esas diferencias.
–Yo siempre creí que tanto la materia como la energía oscuras tienen tufillo a hipótesis ad hoc.
–Lo tienen.
–¿Qué es la materia oscura?
–Hay varias hipótesis. La más aceptada ahora es la que supone que son WIMPs (Weakly Interactive Massive Particles), que serían unas partículas de mucha masa que interaccionan muy débilmente. Como no interaccionan electromagnéticamente, la forma de detección es a partir de lo que se llama “retroceso de los núcleos”, y exige un grado de precisión que todavía no se tiene. Hay varios proyectos que se están llevando a cabo para lograr detectarla, pero creo que todavía estamos lejos de hacerlo.
–Mmmm... siempre es útil tener un elemento teórico que la propia teoría predice que no se puede detectar... aunque produce desconfianza...
–Pero también la teoría dice que en determinado nivel se tiene que poder encontrar.
–No olvidemos que hubo grandes teorías, muy explicativas, basadas en sustancias que nunca existieron: el éter, el flogisto...
–Totalmente.
–A mí, debo confesarle, me produce cierta desconfianza. Yo no sé si no es algo que se usa para cerrar una teoría como el éter o el flogisto...
–No. Sería en todo caso como el Bosón de Higgs.
–Pero se parece bastante al éter...
–Yo creo que no, porque tiene una justificación en el marco teórico que cerraría todo un modelo de partículas, que no es lo mismo que lo otro.
–¿Por qué la materia oscura es materia?
–Porque estaría formada por partículas, aunque no sean aquellas que nosotros estamos acostumbrados a ver. Eso no quiere decir que no sean partículas: por ejemplo, los quarks los pudimos observar recién cuando pudimos hacer interacciones lo suficientemente energéticas. Y lo mismo estaría pasando con la materia oscura. Eso no le quita realidad.
–Pero además la materia oscura es mucho más abundante que la no oscura.
–Sí; estamos hablando de aproximadamente 75 por ciento de energía oscura, 24 por ciento de materia oscura y el resto es lo que vemos. Es realmente muy poco.
–Difícil de creer.
–Lo que pasa es que la materia oscura es un engranaje necesario para que funcione el modelo del Big Bang. Si uno está de acuerdo con ese modelo, tiene que aceptar la existencia de materia oscura.
–¿Por qué?
–Por lo que le decía al principio de las fluctuaciones. La materia oscura es un ingrediente necesario que cierra el modelo.
–¿Hay modelos alternativos?
–Hay uno, el MOND, que lo que se propone es modificar la gravedad. La idea que sugieren quienes lo defienden es que la gravedad a ciertas escalas no funciona tal como la conocemos. Hay muchos papers que tratan de ir explicando las cosas a partir de esta gravedad modificada, pero no da tan buenos resultados al contrastar con las observaciones. Lo que pasa con la materia oscura es que tiene muchísimo éxito en el contraste. Salvo algunos detalles a nivel galáctico, que es lo que yo estoy trabajando.
–¿Usted cree que la materia oscura existe y que ese término teórico responde a algo existente en la realidad?
–Creo que es un modelo que permite muy buenas predicciones, que es lo que uno espera de la ciencia.
–Pero lo que predecía Ptolomeo también era correcto.
–Bueno, pero las observaciones se fueron afinando. Es cierto que, tal vez, si seguimos afinando las observaciones, este modelo no sirva. Pero por ahora es muy explicativo.