Archive for 31 mayo 2009

Los Estados de la Materia

Esquema de Estados de la Materia

Esquema de Estados de la Materia

La forma en que las partículas que constituyen una sustancia se reúnen o agregan determina una buena parte de las propiedades físicas y, entre ellas, su estado sólido, líquido o gaseoso. Las leyes que rigen el comportamiento de la materia en la escala ordinaria de observación pueden ser explicadas a partir de teorías que hacen referencia a las interacciones entre sus componentes elementales. Sometida a condiciones extremas, la materia puede pasar a estados físicos muy especiales; tal es el caso del plasma y de la materia constitutiva de las estrellas de neutrones.

La materia se presenta esencialmente, en nuestro planeta, bajo tres formas o estados de agregación diferentes: el estado sólido, el estado líquido y el estado gaseoso. Cada uno de estos tres estados presenta unas propiedades directamente observables que le son características. Así los sólidos poseen una forma y volumen propios; los líquidos, por su parte, aunque adoptan la forma del recipiente que los contiene, poseen un volumen propio que se mantiene prácticamente constante aun en el caso de ser sometidos a presiones exteriores considerables. Los gases, sin embargo, adoptan la forma del recipiente y además ocupan todo su volumen interior.

A lo largo de la historia, filósofos y científicos han profundizado en el estudio de los diferentes estados de la materia y las aportaciones en este tema, han contribuido, de manera decisiva, al desarrollo de otros campos de la ciencia y de la técnica. Así, el estudio de los gases sirvió de base para establecer los fundamentos de la química; el conocimiento de la dilatación de los líquidos hizo progresar el estudio de los fenómenos caloríficos; y, más recientemente, la física del estado sólido no sólo ha permitido poner a prueba la mecánica cuántica como teoría física, sino que a la vez ha abierto perspectivas de aplicación en el terreno de la electrónica y de los nuevos materiales, que son, en buena parte, el fundamento del actual progreso tecnológico.

Los estados sólido, líquido y gaseoso constituyen las formas en que se presenta la materia en condiciones no demasiado alejadas de las que reinan en nuestro planeta. Sin embargo, bajo condiciones extremas, la materia modifica su composición y propiedades y se aleja de las leyes que describen el comportamiento de sólidos, líquidos o gases.

El plasma es considerado como el cuarto estado de la materia, pues su presencia en el universo es muy abundante. Se trata de una masa gaseosa fuertemente ionizada en la cual, como consecuencia de temperaturas extremadamente elevadas, los átomos se han visto despojados de su envoltura de electrones y coexisten con los núcleos atómicos en un estado de agitación intensa. Las estrellas, durante una parte importante de su vida, están constituidas por grandes masas de plasma. Debido a la violencia de los choques entre núcleos, en tales condiciones se producen reacciones de síntesis de núcleos nuevos con una considerable liberación de energía. El Sol es esencialmente una enorme esfera de plasma.

La materia componente de las estrellas en un estado avanzado de su evolución degenera hacia formas en las que los electrones se funden con los núcleos atómicos, dando lugar a una masa compacta de neutrones cuya densidad alcanza valores del orden de los 1018 kg/m3. Éstas son las características de la materia componente de las llamadas estrellas de neutrones. Se trata, no obstante, de una etapa previa a la degeneración total característica de un estado de extrema densidad, en el que los propios neutrones son aplastados por la presión hacia adentro debida las fuerzas gravitatorias. Éste es el estado de la materia en esos objetos oscuros y misteriosos del universo conocidos como agujeros negros.

Anuncios

Biosíntesis de compuestos carbonados de transporte y reserva

Molécula de Sacarosa

Molécula de Sacarosa

El principal compuesto que las plantas utilizan para transportar carbono es la sacarosa y el compuesto principal que las plantas utilizan para el almacenamiento de carbono es el almidón.

Como sabemos, el CO2 lo fijan las plantas en los cloroplastos que es donde se encuentran las enzimas que actúan en el ciclo de Calvin. Las triosas fosfatos que se originan en este ciclo son utilizadas para la síntesis de sacarosa y almidón. La síntesis de sacarosa y otros productos que son transportados por el floema tiene lugar en el citosol. Ello tiene lugar mediante un mecanismo de intercambio de triosas-fosfato con fosfato inorgánico (Pi) procedente del citosol, a través de un transportador (ver transparencia nº 23.1) de la membrana interna del cloroplasto denominado translocador de fosfatos (DHAP). En el citosol una molécula de gliceraldehído 3-fosfato (PGAL) se combina con una molécula de DHAP (dihidroxiacetona-fosfato) para originar una molécula de fructosa-1,6-bifosfato (DPGA) en una reacción reversible.

Cuando el DHAP sale del cloroplasto entra una molécula de Pi. Lo mismo ocurre con el fosfoglicerato (PGA) pero en sentido inverso, es decir, cuando entra en el cloroplasto una molécula de PGA sale una de Pi.

El ATP y el NAPDH no son transportados directamente sino de forma indirecta hacia el citoplasma.

El DHAP también sale del cloroplasto con el fin de sintetizar sacarosa en el citosol. Sabemos que la sacarosa es igual a glucosa mas fructosa (ver transparencia nº 23.2), pues bien, una vez obtenida la fructosa-1,6-bifosfato, mediante la enzima fructosa bifosfato fosfatasa se hidroliza y se obtiene fructosa 6 fosfato. Esta fructosa mediante la enzima glucosa fosfato isomerasa se transforma en glucosa 6 fosfato, que a su vez mediante la enzima fosfoglucomutasa se transforma en glucosa 1 fosfato. Esta glucosa se fosforila con UTP (uridin trifosfato) y mediante la enzima UDP-glucosa pirofosforilasa se obtiene UDP glucosa que es una glucosa activada. Después, y mediante la enzima sacarosa-fosfato sintasa se obtiene UDP y sacarosa fosfato. Esta sacarosa fosfato, mediante la enzima sacarosa fosfatasa se une a la fructosa dando como resultado la sacarosa que circula por el floema.

La síntesis de una molécula de sacarosa requiere cuatro moléculas de DHAP. Los cuatro fosfatos que se pierden con la salida de DHAP del cloroplasto se recuperan entrando 4 Pi al mismo tiempo que salen las DHAP.

El almidón, que es una molécula constituida por unidades de glucosa con uniones a, 1-4, no se transporta sino que se almacena en los cloroplastos. En el almidón hay dos tipos de cadenas, unas cadenas lineales llamadas amilosas y otras ramificadas llamadas amilopectinas (ver transparencia nº 23.4) con uniones a, 1-6 entre dos cadenas.

Cuando hay una elevada demanda de azúcares parte del almidón es degradado por unas fosforilasas y se convierte en unidades de glucosa. Es por tanto el almidón un polímero metabólico (ver transparencia nº 23.2), siendo la glucosa 1P obtenida de él energizada con ATP.

Resumiendo podemos decir que las plantas fijan CO2 con dos fines: producción de sacarosa y síntesis de almidón como reserva de carbono.

La enzima ADP-glucosa pirofosforilasa que interviene en la producción de la ADP glucosa, está gobernada por la relación de concentraciones de [PGA]/[Pi]

Científicos se reunirán en Argentina para terminar el archivo botánico digital

El Real Jardín Botánico de Madrid reúne en una exposición la herencia cultural y científica de José Celestino Mutis, religioso, médico y botánico español que dedicó más de treinta años de su vida al estudio de los recursos naturales existentes en la Iberoamérica del siglo XVIII.

Diferentes instituciones internacionales dedicadas a la biología y la ecología se reunirán desde mañana al 21 de noviembre próximos en Buenos Aires con el propósito de terminar un archivo botánico de imágenes digitales que pretenden poner a disponibilidad de todo el mundo, se anunció hoy en Panamá.

La cita es la segunda reunión de la Iniciativa de Plantas de América Latina (LAPI, por sus siglas en inglés), explicó en un comunicado el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI), con sede en Panamá.

Más de 138 especialistas de 93 instituciones participarán en la reunión en Buenos Aires, indicó la institución.

El objetivo es “lograr que los especímenes tipo de plantas de los herbarios participantes en este proyecto estén disponibles a nivel mundial a través de una red virtual de imágenes digitales en alta resolución”, agregó.

En agosto de 2008 la nueva base de datos ya incluía 53.143 especímenes tipo de plantas.

STRI, filial del estadounidense Instituto Smithsonian, y el Instituto de Botánica Darwinion, fundado en 1911 en Argentina, son los organizadores de estas reuniones anuales de la LAPI, indicó la fuente en un comunicado.

LAPI es auspiciada por la Fundación Andrew W. Mellon (fundada en 1969 en Nueva York), que también apoya a la Iniciativa de Plantas en África, un proyecto similar que inició en 2002.

Los resultados de esta red de botánicos y bioinformáticos representan a 124 organizaciones en 44 países.

Los programadores del proyecto están en el proceso de transferir toda la información de la Iniciativa de Plantas de África y las nuevas imágenes de plantas de Latinoamérica a un sitio más accesible mantenido por JSTOR, un sistema de archivo en internet de publicaciones académicas fundado en 1995.

El legado de José Celestino Mutis se reúne en el Jardín Botánico de Madrid

Portada del Real Jardín Botánico de Madrid

El sabio español, nacido en Cádiz en 1732, y fallecido en Santa Fe de Bogotá en 1808, lideró la Real Expedición Botánica del Nuevo Reino de Granada, la antigua Colombia, a través de la cual consiguió catalogar veinte mil especies vegetales y siete mil animales.

La muestra “Mutis al natural: Ciencia y arte en el Nuevo Reino de Granada” recopila más de 160 piezas, 32 de las cuales han sido traídas desde la capital colombiana, entre láminas, objetos y documentos originales.

A través de ellas, los visitantes podrán conocer algunas de las materias en las que destacó el botánico español, quien además incursionó en el comercio del té y de la quina en Bogotá e intentó la explotación de las minas de plata de El Sapo.

Los comisarios de la muestra, José Antonio Amaya y Miguel Ángel Puig-Samper, explicaron hoy, las diferentes etapas en las que se divide la exposición, que repasa la trayectoria de Mutis desde los inicios de su formación en Cádiz, hasta sus últimos años en Santa Fe de Bogotá.

De las piezas que se exhiben, ambos coincidieron en destacar las láminas en las que el religioso español, junto a su equipo criollo, reprodujo, con pigmentos propios de la zona o importados de Europa, algunas de las especies naturales más representativas de América.

Junto a ellas, el herbario o “jardines secos”, otra de las joyas de la muestra, presenta una colección de plantas en todos sus ciclos estacionales, que en su momento constituyó “la más importante del mundo del siglo XVIII”, tal y como subrayó Amaya.

La Sociedad Estatal de Conmemoraciones Culturales (SECC), el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Sociedad Estatal para la Acción Cultural Exterior (SEACEX) de España, además del Jardín Botánico de Madrid han colaborado en la preparación de la muestra, que surgió a iniciativa del Museo Nacional de Colombia.

La exposición, que permanecerá abierta hasta el próximo 24 de mayo, fue inaugurada hoy por el ministro de Cultura, César Antonio Molina, y por el embajador Colombia en España, Carlos Rodado.

Al acto asistió también el poeta y escritor Álvaro Mutis, descendiente directo del sabio español, quien ofrecerá una recital de poesía el próximo día 14, dentro de las actividades programadas por el Jardín Botánico en relación a la muestra.

Encuentran el eslabón evolutivo entre animales acuáticos y terrestres


Existen determinados episodios evolutivos que resultan claves para comprender tanto a nuestro pasado como a nosotros mismos. Hechos cruciales como por ejemplo el pasaje de los animales acuáticos a un hábitat terrestre son fundamentales para conocer a fondo la historia de las especies que experimentaron dichas modificaciones.

Es por ello que el registro fósil es una base de datos de consulta básica para los científicos que se dedican a estudiar estos procesos, pues en ella se guardan datos a ser interpretados que permiten analizar al menos en parte a procesos básicos como el anteriormente mencionado.

En el marco de esta realidad, resulta esclarecedor el hallazgo de un fósil fundamental para conocer el pasaje de los animales del reino acuático al reino terrestre, el fósil de Ventastega curonica hallado por la Universidad sueca de Uppsala, el cual se encuentra en pleno proceso analítico para descubrir cuáles secretos esconde.

Este animal que habitaba en el agua fue encontrado en un yacimiento de Letonia, y tiene proporciones parecidas a las de un pez, aunque su cráneo ya presenta la forma de los tetrápodos, siendo este más encogido y con una mandíbula a medio camino entre ambos tipos.

La naturaleza del Ventastega curonica lo ubica llenando un hueco evolutivo entre las últimas especies marinas y las primeras tetrápodas,  en un período muy confuso como es el Devoniano, entre 380 y 360 millones de años en los cuales el registro fósil se encuentra muy disperso y fragmentado.

El color rojo de las rosas: Aperitivo de cianuro para depredadores

Rosas rojas

Las rosas rojas son debilidad de muchas enamoradas de corazón fácil, y además el mejor regalo para arruinar una metida de pata con tu novia. Sin embargo, en el idioma del reino animal, el color rojo de las rosas tiene una utilidad completamente opuesta.

Naturalistas de las universidades británicas de Plymouth y Portsmouth y de la Universidad Curtin de Australia han estudiado las rosas rojas australianas, determinando que el color rojo de estas, lejos de ser un atractivo para insectos polinizadores (hipótesis sostenida hasta ahora), es un elemento detractor para los depredadores.

Este color estaría funcionando a modo de advertencia ante el posible ataque de depredadores herbívoros, tales como emúes, papagayos o canguros.

Tras sus estudios, los biólogos han identificado a este color como un indicador del cianuro incluido en la rosa. Esto hace que el sabor de las rosas se vea alterado resultando repugnante, alejando así a depredadores de la planta.

Esto es algo conocido en el reino animal y vegetal. Muchas especies utilizan colores llamativos para alejar depredadores, quienes a su vez han aprendido a lo largo de los milenios de evolución a identificar los colores venenosos y de sabor desagradable, tales como el naranja, el rojo o el azul (dependiendo del animal o vegetal que se trate).

Nuevas especies marinas descubiertas

Hace unos meses comentábamos los resultados parciales del censo marino que están llevando a cabo más de 2.000 científicos de 82 nacionalidades, cuyo objetivo es determinar con mayor exactitud los comportamientos de las especies marinas conocidas y encontrar nuevas especies que aún están por descubrir.

En ocho años de trabajo los investigadores llevan encontradas unas 200 nuevas especies, y aún les quedan dos años de investigación. No obstante, el trabajo es imposible de finalizar con las herramientas existentes. Un 95% del océano permanece inexplorado, con lo cual la hipótesis de que todavía quedan entre medio millón y un millón de especies sin descubrir no parece tan inviable.

A continuación te mostramos algunas fotos que se han dado a conocer de las especies descubiertas. El ejemplar que ves arriba es una nueva especie de langostino que se ha descubierto en este censo. Aquí debajo tienes algunas fotos más, y si quieres conocer detalles puntuales de cada una revisa la información que aparece en la vía.