Estamos a nivel del mar, al aire libre. En una balanza de dos platillos, ponemos en uno de ellos una cierta cantidad de plomo. En el otro platillo vamos poniendo algodón hasta que el fiel de la balanza esté en el centro. Ahora metemos la balanza, sus platos y sus cargas en una cámara de vacío y quitamos el aire, ¿hacia dónde caerá la balanza? ¿Permanecerá igual? ¿Caerá hacia el lado del plomo?, ¿o lo hará hacia el lado del algodón?

Aquí vuelvo a utilizar kilo en el sentido vulgar de unidad de fuerza, aunque, tal como vimos en la entrada anterior, lo correcto sería decir 9,8 Newton (La unidad de fuerza en el Sistema Internacional, que es el que usamos, es el Newton que se representa por N). Pero mucho me temo que si voy a la panadería y pido 9,8 N de pan me manden a hacer gárgaras.

Tal como está planteada la pregunta del título no cabe duda de que un kilo de plomo pesa exactamente lo mismo que un kilo de algodón (un kilo). Pero si replanteamos la pregunta tal como dice la entradilla, la cosa ya no es tan sencilla como parece a primera vista.

Veamos. Al estar en la atmósfera la balanza, los platillos y las cargas están sometidos al principio de Arquímedes. Sufren un empuje hacia arriba igual al peso del volumen de aire que desalojan.

(Balanza, plomo a la derecha, algodón a la izquierda. Flechas rojas fuerza debida a la gravedad -el peso-. Fechas azules fuerza debida al principio de Arquímedes. Imagen del autor. Licencia CC)

El algodón tiene una densidad menor que el plomo, por tanto, para una determinada masa  el volumen que ocupa es mayor. Como ocupa mayor volumen que el plomo, el «empuje» debido a que está sumergido en un fluido (el aire) es mayor que el que sufre el plomo. En el dibujo lo he exagerado para que se vea bien. La flecha azul es mayor. Por tanto, para que el fiel de la balanza esté en el centro, la flecha roja también debe ser mayor.

Así que, aunque parezca sorprendente, cuando el fiel de la balanza está equilibrado, la flecha roja (el peso) correspondiente al algodón es mayor. Es decir, que en esa situación (fiel de la balanza en el centro) el algodón pesa más.

Si ahora hacemos el vacío, las flechas azules desaparecen, y como la roja es mayor en el lado del algodón, la balanza se inclina hacia el algodón.

(Si dentro de la atmósfera, equilibramos el platillo del plomo y el del algodón, en el vacío, la balanza se inclina hacia el algodón. Imagen del autor. Licencia CC)

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El aire, en ciertas condiciones que se consideran normales (a nivel del mar, a una temperatura de 10º C, sin humedad,...), pesa 1,2939 g por litro. Así que el empuje de Arquímedes en la balanza es pequeño, pero medible.

En una palangana tenemos un barquito en el que hemos puesto una bola de acero. ¿Si cojo la bola y la echo dentro del agua su nivel aumenta, disminuye o se queda igual?

La respuesta, inicialmente un poco sorprendente, es que el nivel del agua disminuye.

La razón es el principio de Arquímedes. Ya saben, aquel que dice que «todo-cuerpo-sumergido-en-un-fluido-experimenta-un-empuje-vertical-y-hacia-arriba-igual-al-peso-de-fluido- desalojado». Lo he puesto con guiones porque así es como yo lo aprendí: todo seguido, cantando y sin entender muy bien lo que significaba, aunque realmente es muy sencillo.

(Arquímedes en la bañera, con la famosa corona en su mano, cuando desarrollo el teorema y antes de salir desnudo gritando ¡Eureka! Dibujo de John Leech [1817-1864] en Wikimedia)

Pensemos que 1 litro de agua pesa 1 kg (permitidme que utilice el kilogramo como unidad de peso, lo que no es del todo correcto. La unidad de fuerza del Sistema Internacional de Unidades es el Newton). Si un barco pesa un millón de kilos, al meterlo en el agua desaloja un millón de litros. Lo que acabo de decir no es nada más que otra forma de enunciar el principio de Arquímedes, que es bastante habitual. Por ejemplo, en el diccionario náutico de la libreria náutica se lee:

«Desplazamiento: Es el peso del volumen de agua que desplaza la parte sumergida del barco. Es igual al peso del barco. »

Supongamos que tenemos un estanque en el que un millón de litros significa que el agua sube un metro.

Si llevamos el barco de un millón de kilos y lo ponemos a flotar en el estanque, el nivel de su agua subirá un metro.

Ahora pensemos que tenemos un gran bloque de plomo encima del barco. Pensemos que pesa mil kilos. El plomo flota (encima del barco).

La parte de agua que se desaloja para poder mantener el plomo a flote es de mil litros.

La densidad del plomo es 11, 4. Por lo tanto, un trozo de plomo de mil kilos tiene un volumen de 1000/11,4 = 87,7 litros, lo que es bastante más pequeño que el agua desalojada. Desaloja mil, y su volumen es tan solo 87,7.

Repito, el agua que desaloja dentro del agua es mucho menor que el agua que se desaloja para que flote. Por tanto, al tirar el plomo (desde el barco) al agua su nivel disminuye.

Cámaras baratas y un software especializado detectan mosquitos y los matan con un rayo láser igual al que usan los lectores de discos Blue-ray. La orientación de rayo se hace con el mismo dispositivo que utilizan algunas impresoras láser.

Observen este video:

(Video gentileza de la empresa Intellectual Ventures)

En el video ven cómo un mosquito recibe el disparo de un láser y empieza a echar humo al arder. Ni que decir tiene que el mosquito muere.

La malaria la transmite la picadura de la hembra de los mosquitos anofeles. Una forma sencilla y barata disminuir la probabilidad de contraer la enfermedad es dormir debajo de un mosquitero. De hecho, el sencillo y barato mosquitero es una de las mejores soluciones. Sin embargo a la empresa Intellectual Ventures, se le ha ocurrido algo que a primera vista parece ciencia ficción. Una cámara de vídeo está observando el paisaje. Un software analiza las imágenes y cuando detecta un mosquito anofeles hembra da la orden de posicionar un láser y dispara. El rayo láser incide contra el mosquito y lo quema. Es capaz de «cazar» entre 50 y 100 mosquitos por segundo.

Parece algo así como matar moscas a cañonazos. Sin embargo, cuando vemos todos los componentes y cómo funciona empezamos a pensar que no es tan ciencia ficción. Todos los componentes son de producción masiva y se utilizan en los equipos domésticos. Las cámaras son del tipo webcam, los láseres son los que llevan los dispositivos de lectura/escritura de los Blue-ray, el sistema de posicionamiento es el de las impresoras láser, y el PC que maneja todo es estándar.

Es decir, todo es de mercado doméstico. La empresa Intellectual Ventures no tiene intención de fabricar el dispositivo pero estima que si se hiciera en serie su costo será de unos 30 Euros.

Nathan Myhrvold, es el presidente de la compañía y trabajó en la fundación que tienen Bill y Melinda Gates para luchar contra la malaria, y ésta fue una de las múltiples ideas que surgieron. Lo que han querido demostrar es que no se trata de una idea de ciencia ficción sino que es posible hacerlo.

Si se ponen equipos de este tipo en las entradas de un hotel o de un hospital, por ejemplo, se puede evitar que entren los mosquitos.

Un aspecto curioso del equipo es que tan solo dispara a los insectos con el tamaño y el movimiento de alas preprogramado. Ni que decir tiene que no dispara contra un ser humano, pero tampoco lo hace contra una mariposa y, si se quiere, ni siquiera lo hace contra el macho anofeles, pues es capaz de diferenciarlos de las hembras. En estos mosquitos las hembras son más grandes y baten las alas a menos velocidad. [Esta capacidad de discriminación sí que parece ciencia ficción].

En su presentación, en la conferencia TED, celebrada en Long Beach, California, también dijo que sería perfectamente posible hacer  algo similar con las langostas, pero que para eso se necesitaban láseres más potentes.

No me extrañaría que en muy pocos años al hacer la maleta para ir a los países con malaria metamos un dispositivo con cámara y láser para poder dormir en nuestras habitaciones sin ser molestados por los mosquitos. Y, ahora que lo pienso, y ¿por qué no en nuestra casa para fulminar a esos molestos mosquitos que no transmiten la malaria pero que te dan la noche?

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En el nogal (Juglans regia) se ha encontrado por primera vez en una planta una hormona sexual animal, la progesterona. Tiene tanto un interés teórico, conocer las relaciones entre animales y plantas como práctico: tener una nueva fuente de progesterona.

Hasta ahora los científicos pensaban que únicamente los animales eran capaces de fabricar progesterona, una hormona sexual sintetizada en los ovarios.

Investigadores de la Universidad de Chicago, dirigidos por Guido F. Pauli, han encontrado progesterona en el nogal común.

(Nogal común en el que se ha encontrado progesterona. Foto gentileza de iPhoto)

La progesterona está constituida por esteres por eso se dice que es una hormona esteroidal. Además de haber encontrado progesterona en el nogal, el mismo equipo también ha encontrado cinco nuevos esteroides en la planta Adonis aleppica.

(Adonis aleppica. Planta en la que también se han encontrado esteroides. Autor Yoav Dothan. Wikimedia. CC)

El papel que juega la progesterona en los animales se ha estudiado muy a fondo, sin embargo poco o nada se sabe de lo que hace en las plantas. Los autores especulan con la idea de que «esta hormona, como otras hormonas esteroides, puede ser un antiguo bioregulador que evolucionó miles de millones de años atrás, antes de la aparición de las plantas y los animales modernos».

El nuevo descubrimiento puede cambiar las ideas sobre el  papel que tiene la progesterona en la evolución y funcionamiento de los seres vivos.

Previamente se habían encontrado sustancias similares a la progesterona en las plantas y se especulaba con que la propia hormona podía existir en ellas, pero no ha sido hasta ahora que se ha confirmado. Para hacerlo han utilizado técnicas de análisis muy poderosos: resonancia magnética y espectroscopia de masas.

El haber encontrado en las plantas esteroides similares a los animales reafirma una idea que propusiera T. Sandor y colaboradores en 1979: «los esteroides son bioreguladores muy antiguos, que evolucionaron antes de la aparición de las eucariotas¹ o incluso es posible que su síntesis fuera abiótica».

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1 Cuando dice eucariotas se refiere a las células con núcleo tanto animales como vegetales.

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El artículo original, en inglés, está aquí.

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Cuando vemos un video de la babosa Elysia chlorotica, con su aspecto de hoja verde translucida, nos transmite la sensación de que tiene algo de planta.

Alguns células de esta babosa producen un tipo de clorofila que se conoce como clorofila a.

Como vive en simbiosis con el alaga Vaucheria litorea, se pensaba que de alguna forma los organelos del alga pasaban al cuerpo de la babosa, con lo que estaríamos en un caso de simbiosis animal-alga que si bien no es frecuente, tampoco es desconocido. Esta babosa puede vivir sin comer, sintetizando sus propios alimentos a partir de la luz del sol y del CO₂ de la atmósfera, aunque sí que necesita una ingestión inicial de algas, al menos una vez en su vida.

Pero Sidney K. Pierce de la Universidad del Sur de Florida en Tampa, el día 7 de enero de 2010, en el transcurso de un congreso de la Society for Integrative and Comparative Biology, mostró pruebas de que, además de utilizar la clorofila de las algas, también sintetizaba la suya propia.

Empleó trazadores radiactivos y descubrió que las células de la babosa fabricaban clorofila.

Hasta ahora a todos los seres vivos que fabrican clorofila se les llama plantas, sin embargo la babosa es claramente un animal. Se trata por tanto del primer híbrido animal-planta.

A lo largo de la evolución, de algún modo que desconocemos, los genes de las algas con las que convivía pasaron a formar parte de la dotación genética de sus células germinales y se los pasó a su descendencia. Desde entonces el animal tiene en su genoma los genes del alga.

Próximamente publicarán aun artículo con todos los detalles en la revista Symbiosis.

Mientras tanto hay algunos escépticos. Por ejemplo John Zardus, zoólogo de The Citadel, en Charleston, Carolina del Sur, USA, dice que espera leer el artículo para saber que todo está bien hecho y que no se trata de una contaminación de egenes.

Nosotros también esperaremos. Eso sí, muy atentos. La noticia de la transferencia de genes no ya entre especies sino incluso entre reinos la considero de gran importancia.

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Mas datos aquí  (en inglés).

O aquí (En inglés. Hay que tener una cuenta de Wired o crearla en el momento. Es gratis, pero es molesto).

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(Foto de la Elysia chlorotica. Crédito Nicholas E. Curtis y Ray Martínez)

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Entre las muchas hipótesis para explicar la formación de Luna una muy reciente defiende que se formó por la explosión de un reactor nuclear natural en la frontera entre el manto y la corteza de la Tierra.

Después de que las misiones Apollo trajeran muestras de rocas de la Luna y se viera su composición, se fue imponiendo la hipótesis de que la Luna era el resultado del choque de un gran meteorito, de un tamaño similar al de Marte, contra la Tierra.

Meteorito → Choque→ Gran cantidad de material orbitando en torno a la Tierra que con el tiempo se consolidó en lo que es hoy la Luna.

Algo así:

(Representación artística del choque. El meteorito que chocó tenía que tener el tamaño aproximado de Marte. Gentileza de NASA/JPL-Caltech)

(Cómo se produjo el choque. Un cuerpo en la misma órbita de la Tierra se acerca y termina chocando. Incluso se ha dado nombre al mismo: Theia y a veces Orfeus. Dibujo de Muriel Gottrop. Wikimedia)

 Eugenio Manuel Fernández, en su blog Ciencia en el XXI, me pone sobre la pista de una nueva hipótesis: que la Luna se podría haber formado por una reacción nuclear descontrolada (una gran explosión) en el manto terrestre.

La hipótesis del choque recientemente se ha encontrado con un problema inesperado. Los mejores programas de simulación del mismo estiman que la composición de la Luna debería ser un 80% del objeto que impactó y tan solo un 20% de la Tierra; los análisis de las rocas lunares sin embargo dicen que su composición es idéntica a la de la Tierra, lo que exige una explicación.

Hace 130 años George Darwin, hijo del famoso Charles Darwin, planteó la hipótesis de que la Tierra y la Luna comenzaron como un objeto único formado por roca fundida que giraba muy rápidamente. Tan rápidamente que la gravedad apenas compensaba la fuerza centrífuga, de modo que una ligera «patada» podía desprender parte de la roca y terminar convertida en la Luna.

El problema de esta hipótesis es que nadie sabía de dónde salía la energía para dar la «patada» y por ello fue rechazada.

Pero ahora, el científico Holandés Rob de Meijer (de la Universidad de Western Cape en Sudáfrica) y Wim Westrenen (de la Universidad VU Amsterdam  creen que han encontrado la fuente de energía que dio la «patada». Lo que nos dicen es que la fuerza centrífuga de la que hablaba Darwin concentró elementos pesados como el torio y el uranio en la parte ecuatorial de la Tierra en el límite entre el manto y la corteza. Cuando los elementos radiactivos se concentraron lo suficiente produjo una explosión nuclear. Una gigantesca explosión nuclear que dio la «patada» a una «gota» de roca del tamaño de la Luna. Lo que salió disparado fue la corteza, por tanto, la composición de la Luna es similar a la de la corteza terrestre.

Tenemos constancia geológica de que ha habido reactores nucleares naturales hace 2 000 millones de años en Oklo, Gabón . Los elementos radiactivos se concentraron y estuvieron «funcionando» durante medio millón de años.

Esta hipótesis podría parecer el resultado de unas cuantas copas de más si no fuera porque ha sido publicada en una revista seria, PhysOrg  y referenciada en otra revista muy seria: Technology Review

En fin, tendremos que esperar para ver qué dicen los críticos, ese paso imprescindible en toda investigación científica.

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Hay más hipótesis sobre la formación de la Luna que pueden consultarse en inglés aquí.

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El dinosaurio Anchiornis huxleyi es un Troodontido, es decir, dinosaurio de dos patas muy ágil. Vivió a finales del Jurásico, hace entre 150 y 160 millones de años.

En un artículo que se publicará mañana 5 de febrero en la revista sciencexpress, editada por la AAAS  –la misma Asociación que publica la revista Science– hay un interesante artículo de un equipo de científicos chinos y estadounidenses, dirigidos por Quango Li, del Museo de Historia Natural de Beijing. En él se llega a la conclusión de que el dinosaurio tenía este aspecto:

 (Aspecto del dinosaurio Anchiornis huxlwyi. Las plumas del cuerpo son blancas y negras con un llamativo dibujo. La cresta es de un color a óxido marrón. En la cara tiene motas rojizas. Imagen cortesía de Michael A. Digiorgio)

Lo más interesante es cómo han llegado a saber que esos eran los colores pues éstos no fosilizan.

Han conseguido saber el color con fotografías obtenidas con un microscopio de exploración de electrones y comparando los resultados con los de las aves actuales.

En las aves actuales el color de las plumas lo proporcionan los melanosomas que son los que contienen los pigmentos de colores (melanina); los que producen colores negros y grises generalmente son largos y estrechos mientras que los que producen el color a óxido marrón son cortos y anchos.

Así que, si en los dinosaurios se sigue la misma pauta, y no hay que pensar que ocurra de otro modo, ya tenemos la forma de saber sus colores: melanosomas largos y estrechos corresponden a colores negros y grises y los cortos y anchos son de color marrón.

Escaneando cada punto de los fósiles han visto la distribución tamaños y, por lo tanto de colores.

Hay una hipótesis no probada: que los melanosomas de los dinosaurios y de las aves actuales se comportan de una forma parecida respecto al color; pero parece una hipótesis muy plausible.

El fósil que examinaron es el que viene a continuación.

(Esqueleto completo que han utilizado. Imagen cortesía de Jay Vinther/Museo de Historia Natural de Beijing)

 (Detalle de la cabeza y de las patas. Imagen cortesía de Jay Vinther/Museo de Historia Natural de Beijing)

(Microfotografías de las distintas partes del cuerpo. Obsérvese que hay melanosomas alargados y estrechos los hay cortos y redondeados. Imagen cortesía de Jay Vinther/Museo de Historia Natural de Beijing)

(Microfotografía de melanosomas alargados y estrechos. Imagen cortesía de Jay Vinther/Museo de Historia Natural de Beijing)

En las aves actuales los melanosomas grises son un poco distintos a los negros; así que en el dinosaurio se también se han diferenciado las plumas negras de las plumas grises. La forma general es alargada y fina pero en cada color un poco distinta.

Al llevar todos los colores al cuerpo del dinosaurio sale lo que veíamos en la primera imagen. Es muy llamativa. El cuerpo era negro con rayas blancas, en la cara tenía motas rojizas y poseía una llamativa cresta del mismo color.

Probablemente los Anchiornis no tenían vuelo activo así que, sugieren los autores del trabajo, estas plumas deberían de jugar un papel importante para la comunicación entre los sexos, para señalar su presencia cuando iban a forrajear y hacer huir a los competidores, señales de desafío o de defensa...

Lo que parecía casi imposible, saber el color de las plumas de los dinosaurios, se ha conseguido.

Aunque no tenga nada que ver a mí me recuerda a la abubilla:

(Abubilla. Foto de Kaibara87. En Flickr. Licencia CC)

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