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6,50 EUROS

ARTíCULOS

PALEONTOLOGíA

50 Dinosaurios de un continente desaparecido NEUROCIENCIA

14 La singularidad de cada Cerebl"O ¿Cómo es posible que los gemelos idénticos desarrollen personalidad es distintas? En el interior de las neuronas, algunos genes se desplazan de un sitio a otro y alteran la función de estas. Por Fred H. Gage y Alysson R. Muotri ASTROFislCA

20 El futuro de las estrellas Los días de gloria del cosmos no han quedado atrás. Los próximos billones de años aún habrán de presenciar fenómenos estelares completamente nuevos. Por Donald Gold.smith

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MEDICINA

28 Cenar el paso al VIH Un paciente se ha librado del VIH gracias a un tratamiento que impidió la entrada del virus en ciertas células inmunitarias. Pero la técnica resulta peligrosa y difícil de repetir. ¿Se descubrirá una forma más segura y viable que ayude a millones de pacientes? Por Carl June y Bruce Levine

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CONFERENCIAS 2 de mayo

Laimpregnación corporal por compuestos tóxicos: salud, cultura ysociedad Miquel Porta, Instituto Municipal de Investigaciones Médicas Ateneo Barcelonés Barcelona www.imim.es/agenda 24 de mayo

Los secretos del cerebro se esconden en ... ilapiel! Adolfo López de Munain, Hospital Donostia (San Sebastián) Fundación BBVA Bilbao www.fbbva.es 29 de mayo Cerebro y máquina

José M. Carmena, Universidad de California en Bcrkeley Residencia de Estudiantes Madrid w\vw.residencia.csic.es

.JORNADAS Del 7 al 9 de mayo - Congreso Neuromagic 2012 Isla de San Simón Redondela www.fundaciooilladesansimon.org JO, 11 Y 12 de mayo Feriade la ciencia

Palacio de Congresos y Exposiciones Sevilla www.feriadelaciencia2012.org

12 de ma./jo - Jornada Un asunto de gravedad: Galileo yNewton

Cosmocaixa Barcelona www.planetadavinci.com/GalileuNewton.pdf 21 y22 de mayo - Debate

Contanúnación del agua y salud humana Parque de Investigación Biomédica de Barcelona w\vw.bdebate.org/debatl water-pollution -and-h u m an -heal th 23 Y 24 de mayo - Simposio La levadura: un organismo modelo

para la investigación biomédica Universidad de Oviedo W\\'w.[undacionareces.es

Mayo 2012, lnvcstigacionyCicncia.cs 5

Apuntes

MEOIOAMBIENTE

Lo que queda del día El te rremoto y el posterior tsunami Que azotaron Japón en marzo del atio pasado crearo n unos veinticinco millones de toneladas de res iduos, gran parte de los cuales fueron arrastrados por el océano. Poco después del desas t re, los satélites fotografiaro n y rastrearon grandes alfombras de residuos (materiales de construcción, barcos y objetos domést icos) flotando cerca de la costa japonesa. Ahora, según los modelos informáticos desarrollados por Nikolai Maxi menko y sus colaboradores de la Uni vers idad de Hawai y de la Ad ministració n Nacional de la Atmós fera y el Océano estadou nidense (NOAA), los residuos se d irigen hacia las islas noroccidentales de Hawai y podrían llegar allí este año. Conscie ntes de los riesgos que entrañan los residuos flotan· tes, los científicos se están tomando muy en serio la posible a menaza. En la actualidad, un cuarenta por ciento de la super· fi cie oceán ica mundial alberga residuos de tamaños dispares, desde con tenedores de carga vacíos hasta aparejos de pesca abando nados o pequeños trozos de plástico que pueden atrapar o envene nar a mamífe ros marinos. Los investigadores quieren ave riguar no solo si los residuos proceden tes de Japón podrían llegar hasta Hawai, sino también cómo pod rían interactuar con los que ya se encue ntran en aquella zona. Los vientos y las corrientes mari nas han dispersado los re· sid uos procede ntes del tsun ami, de manera que ya no son visibles med iante los satéli tes de la NOAA, así que la agencia está inte ntando acceder a satélites de mayor resolución para locali-

zarlos. Este mismo año, un grupo de expertos de 5Gyres, una organización sin án imo de lucro especializada en rastrear y analizar residuos marinos, navegará por el norte del Pacífico para investigar los procedentes del desastre japonés. Algunos científicos ya han encontrado restos del tsu nami en el mar. En septiembre, una nave rusa encontró un barco de pesca japonés, una nevera, un televisor y otros electrodomésticos flotando al oeste del atolón de Midway. En diciembre, grandes boyas de pesca japonesas llegaron a las orillas de la bah ía Neah, en el estado de ·Washington y cerca de Vancouver. Si objetos de ese tipo chocaran contra los frágiles arrecifes coralinos que rodean las islas noroccidentales de I-Iawai, los resultados podrían ser catastróficos. Los posibles riesgos incl uyen daiios físicos a los arrecifes y la co ntaminación de playas Que constituyen hábitats importantes para al batros, focas monje de Hawai, tortugas marinas verdes y otras especies endémicas yen peligro de extinción. También suponen una preocupació n los materiales peligrosos, como los residuos radiactivos, aunque estudios recientes muestran que su llegada a las costas ha sido mínima. Nancy Wallace, directora del Programa de Residuos Marinos de la NOAA, afirma Que la agencia se prepara para el mejo r y el peor de los casos posibles. Es ta organización, y otras más, tienen planes para hacerse cargo de los restos, incluidos los que puedan hallarse contaminados. Tanto si los residuos procedentes del tsunami ll egan a las costas como si no, no cabe duda de que están en algún lugar de los mares, empeorando un p roblema ya de por sí grave y creciente. -Elizabelh GTOssman

Desp ués del desas tre : Casas parcialmente inunda d as por

el tsw lami que asoló Sendai.

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Un polímero autorreparable ha sido sometido a un corte y situado sobre un cilindr o (izquierda) a fin de observar el daño (centro) y la cicatrización (derecha).

Mayo 2012, InvestigacionyCiencia.cs 83

eficiencia y los posibles efectos perjudiciales sobre las propiedades globales del material. Con toda probabilidad, el p rimer éxito comercial de estas técnicas se dará en el campo de los revestimientos, pues estos abundan en todo tipo de aplicaciones industriales y, en comparación con los componentes est ructurales, solo se les exigen modestas prestaciones mecánicas.

Pero, aparte de las mecánicas, otras propiedades pu eden también hallarse en el punto de mira de la cicatrización sintética. La recuperación de la conductividad, por ejemplo, rendiría grandes beneficios en microelectrónica y en las técnicas de almacenamiento de energía. Los circuitos informáticos averiados se repararían a sí mismos y no necesitarían reemplazos. Nuestro grupo, entre otros, ha sintetizado APLIC A CIONES polímeros organometálicos con propiedades de conductividad similares a las de los sem iconductores, los cuales se reparan con aplicación de calor. En fecha reci ente hemos demostrado la recuperación automática de la conductividad mediante la liTodo proceso de reparación autónoma aspira a lograr una velocidad de cicatrizaberación de materiales muy conductores ción que iguale a aquella a la que se produce el daño. Además, se persigue que las contenidos en microcápsulas. propiedades de resistencia mecánica del material reparado igualen a las del originaL La restau ración de las propiedades Si bien en la mayoría de 105 casos tales objetivos quedan aún lejos, cada una de las ópti cas podría constituir también un catécnicas expuestas aquí cuenta con al menos un ejemplo de éxito. mino fructífero en este campo. El índice de refracción en una grieta difiere de el Perforación balística Exfoliación y agrietamiento en un compuesto del resto del material, lo que deteriora sus de un polímero ionomérico reforzado con fibra de vidrio propiedades de transparencia. La capacidad de un s iste ma capsular o vascular 1 milímetro - -~~.;;" ... - -:-- :-/ para incorporar un polímero con el índi- ~~~.r"""'"'''-~~~ ___ '_ ce de refracción adecu ado en el lugar pre... ~ ~, ... - .. .x... ).

Ahora podemos escribir el a\iorna K de la lógica modal para el caso particular en el Que el antecedente es (2): (3) Nee (\Ix ...x ... --> .. .x...) --> (Nee (\Ix ...x ... ) --> Nee ...x ...)

y, por modus ponem con (2) y (3): (4) Nee (\Ix ...x ... ) --> Nee .. .x ... .

Ahora bien, el principio de generalización universal nos permite escribir: (5) Nee ...x ... --> \Ix (Nee .. .x... ).

Por último, al encadenar (4) Y (5) obtendremos que: (I B) Nee (\1.1: ...x ... ) --> \Ix (Nee .. .x...);

es decir, la inversa de la fórmula de Barcan. Esta última nos dice que, si es necesario que todo objeto satisfaga A, entonces todo objeto es tal que necesariame-nte satisface A. En consecuencia, dado que es necesario que Lodo objeto sea idéntico a sí mismo, todo objeto es tal que es necesariamente idéntico a sí mismo.

Existencia necesaria En el marco de la lógica c1ásica, la proposición de qu e un objeto x existe suele expresarse de la siguiente manera: (1 ) 3y

x

= y,

ya que, si existe x, es porque existe algún objeto idéntico a x. Ahora bien, no es difícil demostrar el siguiente teorema: (2) \Ix (3y

x = y).

Todo objeto que existe es idéntico a sí mismo; por tanto, todo objeto que existe ha de ser idéntico a algo. Pero ahora podemos aplicar la regla de necesitación: (3) Nee (\Ix (3y x = y));

o, dicho de otro modo, Que es necesario que todo objeto que existe sea idéntico a algún objeto. Sin embargo, el inverso de la fórmula de Barcan (lB) aplicado a la cláusula (3) nos dice que:

algún objeto. Pero eso solo puede significar que todo objeto existe necesariamente: ¿cómo, si no, iba un objeto a ser idéntico a otro que sí existe? La conclusión parece inelud ible: no solo los números existen de man era necesaria, todo lo que eAiste existe necesariamente. La reacción más habitual entre los expertos ante se mejante conclusión suele ser la de reformar la lógica. Much os han queri do ex"traer la lección de que, si deseamos razonar en un lenguaje dotado de cuantificadores como «todo» o «algún» y operadores modales como «es necesario que» o «es posible que», hemos de extremar al máximo las precauciones a la hora de formular los axiomas que gobiernan el uso de los cuan tifIcadores, pues los axiomas usual es nos perm iten llegar demasiado lejos. En su lugar, deberíamos formular otros más débiles que ni siquiera nos facultasen para demost rar el primer paso de la derivación de la inversa de la fórmula de Barcan. Con todo, existe una minoría de lógicos y fi lósofos que parecen d ispuestos a abrazar la conclusión de que todo lo que ex iste lo hace necesariamente. La clave consiste en contrastar la levedad de la existencia en el dominio de los cuantificadores con el tipo de existencia, mucho más sustantiva, que poseen los objetos ordinarios, los cuales, po r eje mplo, gozan de una localización espaciotemporal. Los autores que defienden la posibilidad de derivar la inversa de la fó rmula de Barcan sostienen q ue, si bien existimos de manera necesaria, eno no implica que poseamos una existencia sustantiva en todos y cada uno de los mundos posibles. En algunos , nuestros padres jamás se conocieron, y en ellos carecemos de localización espac iotemporal y de cualquiera de las propiedades que solemos atribuir a las personas. En esos mundos posibles seríamos personas posibles cuya existencia se vería reducida a formar parte del dominio de los cuantificadores. Deberíamos hacer fre nte a la in soportable levedad del ser... y a la de su necesidad.

(4) Nee (\lx(3y x= y))--> \Ix (Nee (3y x = y)).

Por último, a partir de (3) y (4) tenemos que: (5) \Ix (Nee (3 y x = y)).

Esta conclusión nos dice que todo objeto q ue existe es necesaTiamente idéntico a

88 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, mayo 2012

PARA SABER MÁS

Entre la minoria de los filósofos que creen que todo existe de manera necesaria seencuenuan Timothy Williamson, Ed Zaka y Bemard linsky. Una versiÓll del primer argumento que hemos esbozado puede hallarse en el artiOJlo Necess

Bacterias púrpura del azufre

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(Chromatium)

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Bacterias verdes del azufre

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e

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(Chlorobium, Thiocapsa)

------Organismos reductores del sulfato

(Desullomonas) Fermentadores de celulosa (Oostridium)

90 INVESTIGACiÓN Y CIENCIA, mayo 2012

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I Zona iluminada

nes. Esos barros oscuros, a me nudo pestilen tes, so n ricos en materia orgánica y acostumbran a estar exe ntos de piedras y gravas. Lo mismo sirve para el agua con que rellenaremos el tubo: mejor de un pantano o balsa que de un riachuelo de aguas límpidas y cristalinas. Procedamos al llenado. Con el vaso en posición vertical aportaremos el sedimento y añadiremos agua sin llegar a llenarlo (debe quedar libre cierto espacio). limpiaremos el canto y, sin p risas, extenderemos un generoso cordón de silicona antimobo. Si no sale bien, no pasa nada. Con un cuchillo retiraremos lasilicona, li mpiaremos a fondo y volvemos a empezar. Acto seguido colocaremos el cristal y lo presionaremos co n un peso que no resulte excesivo; una botell a llena servirá. Al cabo de un par de días, retiraremos el peso. Comprobaremos, a través del cristal superior, que la silicona haya form ado una junta sin discontinuidades. De no ser así, tampoco deberemos abrumarnos. Sin invertir el bote, recortaremos la silicona sobra nte con un cúter hasta dejar todo bien limpio. Luego exte nderemos un nuevo cordón del elastómero en el diedro formado entre el tubo y la placa de cristal, qu e alisaremos poco a poco con el dedo bien humedecido hasta formar un men is-

Las distintas concentraciones de oxígeno y sulfuros. junto co n el gradiente de iluminación. permiten la subsistencia de un buen nÍtmero de especies.

co ge ne roso. Esperaremos U I1 par de días más para luego inverti r el conjunto; lo agitaremos li ge ramente para Que todo recupere su posición. Una vez situado en el punto escogido, intentaremos no volver a moverlo más, e intentaremos Que las condiciones sean lo más estables o continuas pos ibles. Amé n de la observación dilatada, el interés de es te experimento radica también en las d istintas técnicas observacionales. En los tiempos de Winogradsky solo era posible observar las colonias extraye ndo muestras con una pipeta, para luego llevarlas al microscopio. Hoy, en camb io, las posibilidades so n más a mpli as. Una opción consiste en escudriílar la muestra bajo un tipo de luz Que ponga de manifiesto la progresión de ciertas es pecies crípticas. Intentémoslo con una lámpara de luz ultravioleta (como las Que se utili'l.a n para verifica r la aute nticidad del papel moneda, que pod remos consegui r también en un bazar oriental). Con la habitación a oscuras, descubriremos cómo a lo largo de los meses prosperan, no si n difi cultades, colonias de algas pardas qu e manifiestan una bonita fl uorescencia roja cuando se ilum inan con «lu z negra». Aparecerán también concreciones calcáreas en la pared interior del vaso, por encima de la supe rn cie libre del líquido, que rematan co mo un festón la frontera e>.1:erio r de las colonias capaces de crecer fuera del agua, aprovechando la capilaridad para mantenerse bajo una humedad suficiente. Res ulta espectacular la di ferencia entre la cara expuesta directamente a la luz y la posterior. La primera se recubre en meses de un tupido tapiz algal, que de vez en cuando se des prende para engrosar un sedimento creciente. En la parte umbría, en cambio, el tapiz es más delgado y diverso, con algas rojas y de disti ntas coloraciones verdosas, signo inequívoco de una mayor diversidad. ¿Cuáles so n los límites del cultivo in vitro de organ ismos? Los de la propia vida ... y los de nuestra habilidad experimental, cl aro. Podemos pergeñar instala..: ciones con brutales limitaciones tróficas ~ y torturar las bacterias como jamás ha~ ríamos con ningún animal visible a simple

T r es columnas en diversas fases de cultivo. En el detal le,

tapices microbianos sobre minerales su lfu rosos.

vista. Una columna poco il um inada llena solo con agua de manantial, embotellada o procedente de la fusión de la nieve, puede presentar en pocos meses unos sutiles, etéreos y bellísimos flóculos que crecen hasta alcanzar algún centímetro, en notación neutra y sin alimentarse aparentemente de nada. ¿De dó nde proceden estos microorganismos? Pues de la infinidad de esporas, qui stes de resistencia y otras formas de vida que llenan el medio. En una columna con gravilla de río lavada hasta la saciedad con agua destilada se crían en un par de aíi.os colonias de algas rojas, fluorescentes, que progresan con una parsimonia exasperante. Y si nos to mamos el trabajo de recolectar unos ce ntil itros de agua de una surgencia su lfurosa, una balsa minera o, mejor todavía, un enuente equiparable a los de Riotinto, y los cultivamos con un sustrato de calcopirita, caJcosi na, pirita o marcasita, conseguiremos seleccionar bacterias extremófi las, capaces de vivir en un auténtico infierno de compuestos sulfurosos, férricos y cúpricos. Estos organismos metabolizan las moléculas que contienen azufre, depositando óxidos metáli cos hidratados, a veces con los bonitos colores verdosos y azules de los compu estos de cobre. En pocos meses se

forman concreciones, al soldarse los grán ulos que habíamos introducido. Un estupendo caso de génesis de minerales bioconstruidos. Abundando en los aspectos observacionales, tan mejorados hoy en día, exis te un motivo más para optar por tubos de gran tamaño: su rad io de curvatu ra, más s uave, faci lita la obse rvación microscó pica. Pero ¿có mo miraremos al microscopio un tubo vertical de algu nos kilos de peso, que de entrada debe permanecer in móvil? Viene en nuestra ayuda un instrumento que ll eva poco en el mercado. Nos referirnos al microscopio USB: en ese ncia, u na cámara de fotos digiLal dotada de un objetivo clásico de microscopio. A través del puerto USB de nuestro ordenador, arroja di rectamente en la pantalla imáge nes que podemos capturar con solo pulsar un botón. Pese a su reducidísi mo coste, los aumentos oscilan entre algunas decenas y más de trescientos diámetros. Si lo acoplamos a un pequeJ10 trípode o a un estátor de laboratorio, podremos inspeccionar todo lo que se mueve en el interior de la columna. Marquemos co n rotulador los puntos de mayor interés y tomemos fo tos con cierta periodicidad. Por fin, mediante un proyector conectado al o rd enador, podremos convertir el microcosmos encerrado en la columna de Win ogradsh-y Cl1un relaZO de biosfera visible para. todos. El espectáculo está servido. Los lectores pueden /zaLlar ampliaciones de este ea:perimento y contactar con el aula!' en el blogTallery Laboratorio 2.0 wWliJ.investigacionyciencia..es/blogs

Mayo 2012, lnvestigacionyCicncia.cs 91

Libros

AD ULT ST EM CELLS: BIOLOGY AND METH ODS OF ANALYS IS.

Coordi nado por Donald G. Phinney. Humana Press-Springer; Nueva York, 2011

Células madre adultas Una vista de conjunto sobTe su natuTUleza y métodos de análisis

L

estudios sobre células madre, emb rionarias O adultas, se sitúan en la avanzadilla de la investigación genética. Muy reciente es, además, el descubrimiento de poblaciones de células troncales o OS

progenitoras en numerosos tejidos y órganos adu ltos. El recambio celular constituye un rasgo principal de los tejidos a lo largo de la vida de los organismos: la sustitución de células perdidas resulta decisiva para el cumplimiento adecuado de la funci ón de los órganos. Aunque el concepto de s ustitución celular tenía una historia centenaria, las pruebas experimentales negaron de los trabajos realizados a raíz de las bombas de Hiroshima y Nagasaki, donde muchos supervivientes de la explosión s ucumbi eron en cambio ante las enfermedades de la radiación. Los experimentos de mediados de los cin cuenta demostraron que el dalio radiact ivo del siste ma inmunitario de ratón y huma nos reve rtía mediante el injerto de médula ósea de un donante. A comienzos de los sesenta, los ensayos de James Till, Ernest McCulloch y otros sob re la hcmatopoyesi s condujeron a la identificación del tipo celular reconstituyente. Denominado célula madre, ese tipo celular fue definido por su capacidad para crear copias de sí mismo (