¿Qué se cuentan las bacterias?

Se ha estimado que cada adulto tiene cinco millones de billones (un cinco seguido de 18 ceros, cinco trillones) de células y que, por cada una de ellas, tenemos 10 compañeras de viaje a lo largo de nuestra vida, sobre todo en nuestra piel y en el tracto gastrointestinal. Nos referimos a la bacterias, los organismos más abundantes en nuestro planeta. Existen desde los sitios más calurosos hasta los más fríos, desde los más luminosos hasta los más oscuros. Se estima que en la Tierra hay cinco quintillones (un cinco seguido de 30 ceros) y, para nuestra sorpresa, en un mililitro de agua podemos encontrar un millón de bacterias.

Son seres vivos unicelulares que sólo pueden observarse con la ayuda de un microscopio, pues su tamaño suele oscilar entre media y cinco micras (una micra es la millonésima parte de un metro). No tiene núcleo (son procariotas) pero sí tienen una pared celular y una relativa movilidad gracias a unos flagelos.

Fueron postuladas al final de la Edad Media (finales del siglo XV) y observadas por primera vez en 1683. En 1828 se las bautizó como bacterias, que proviene del griego bacterion y significa bastón pequeño. A principios del siglo XX ya se sabía que eran responsables de muchas enfermedades (cólera, escarlatina, difteria, neumonía, tuberculosis, …) y gracias a los antibióticos las podemos mantener bajo control, aunque cada vez necesitamos que los medicamentos sean más potentes. También tienen su parte beneficiosa, como la producción de alcohol etílico, degradación de hidrocarburos vertidos accidentalmente y reciclado de basura, entre otros usos.

Como casi todos los seres vivos, las bacterias se comunican entre sí, o por lo menos eso creemos. Desde 2006 sabemos que algunas bacterias tienen la capacidad de generar una especie de pelitos que pueden conducir la corriente eléctrica (cargas en movimiento) y junto con otras bacterias pueden formar microcircuitos biológicos lo que permite que, de alguna manera, haya una energía eléctrica que es compartida entre ellas y por tanto hay una posibilidad de transmitir y de compartir información. Esos pelitos se denominan nanotubos y facilitan el movimiento de los electrones a lo largo de ellos.

Los seres humanos respiramos, esencialmente, intercambiando electrones con los átomos de oxígeno, por ello necesitamos la presencia del gas oxígeno para poder vivir. Las bacterias con nanotubos respiran intercambiando electrones con algún metal, como por ejemplo el hierro, por lo que las que no tengan acceso a alguna sustancia que permita el movimiento de electrones morirán. Por eso son capaces de generar nanotubos que se conecten con los nanotubos de otras bacterias, formando una cadena, cerrando un circuito, de tal manera que los electrones donados por ellas puedan llegar hasta receptores metálicos situados a distancias alejadas (hablamos de centímetros, claro). Dichos metales van ganando electrones, lo que se técnicamente se denomina se van reduciendo. Se podría decir que la bacterias están cooperando en busca de un fin común. Hay comunicación entre ellas, se pasan la información de donde están los metales.

En 2009 dos experimentos han mostrado que ciertas macromoléculas de ADN bacteriano emiten ondas electromagnéticas, es decir, irradian señales que pueden ser detectadas mediante el uso de unas bobinas o receptores apropiados. Estas señales electromagnéticas emitidas por una comunidad de bacterias permiten una versión inalámbrica y más elaborada de las comunicaciones mediante los nanotubos. La frecuencia de estas ondas puede ser del orden de los kilo hercios (kHz) o del orden de los mega hercios (MHz), por lo que las comunicaciones inalámbricas pueden ser transmitidas por las dos bandas en las que trabajan nuestras radios caseras: Onda Media (AM) y Frecuencia Modulada (FM). Las bacterias están avanzando desde una comunicación analógica hacia una versión inalámbrica, como los seres humanos.

Se está haciendo un riguroso trabajo de investigación en diferentes universidades y centros de investigación para poder averiguar qué información va encriptada en estas señales electromagnéticas, para intentar averiguar ¿qué se cuentan las bacterias? e intentar obtener alguna utilidad de este conocimiento. Quizá, algún día, podríamos comunicarnos con ellas (llamarlas por teléfono móvil) o, incluso, domesticarlas.

Publicado en LA TRIBUNA DE ALBACETE el 18/06/2011 por E. Arribas (UCLM), A. Nájera (UCLM) y A. Beléndez (UA)

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Nueva Ley de la Ciencia, la Tecnología y la Innovación

El pasado 12 de mayo se aprobó la Ley 14/2011 de la Ciencia, la Tecnología y la Innovación. La elaboración de esta ley ha sido un compromiso del Gobierno de la presente legislatura, que el Ministerio de Ciencia e Innovación ha podido culminar gracias a la colaboración de todos los agentes implicados en el Sistema de I+D+i de nuestro país.

Las Comunidades Autónomas, las universidades, los agentes sociales, los expertos e investigadores y los ciudadanos a través de los diversos cauces que se han habilitado para ello, han aportado, desde sus diferentes sensibilidades, sus puntos de vista a la elaboración del texto y es obligatorio agradecer ahora todas estas contribuciones que han hecho posible su consecución.

La Ley de la Ciencia, la Tecnología y la Innovación deroga la Ley de Investigación Científica y Tecnológica de 1986, estableciendo un marco general para el fomento y la coordinación de la investigación científica y técnica con el fin de contribuir al desarrollo sostenible y al bienestar social mediante la generación y difusión del conocimiento y la innovación.

El texto se compone de cuatro Títulos y uno Preliminar. En este se recogen el objeto y los objetivos de la Ley y se define el Sistema Español de Ciencia, Tecnología e Innovación, que está integrado por el Sistema de la Administración General del Estado y por los Sistemas de cada una de las Comunidades Autónomas, e incluye a agentes de coordinación, de financiación y de ejecución.

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Augusto Beléndez nombrado «Senior Member» de la Sociedad Americana de Óptica (OSA)

El catedrático de la Universidad de Alicante Augusto Beléndez ha sido nombrado “Senior Member” de la Sociedad Americana de Óptica (The Optical Society of America, OSA), en reconocimiento a su experiencia y logros profesionales en el campo de la óptica y la fotónica.

La Junta Directiva de la OSA aprobó a primeros de mayo el nombramiento de 138 científicos de todo el mundo como integrantes de esta categoría de miembros, los “Senior”. Para ser incluidos en este grupo, los investigadores deben ser miembros activos de la Sociedad y contar con al menos diez años de experiencia profesional significativa en el campo de la óptica. El nombramiento de estos nuevos “Senior Members” fue anunciado por la OSA en el congreso “Laser Science to Photonics Applications” (CLEO:2011) celebrado en Baltimore.

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La «Royal Society» Premio Príncipe de Asturias de Comunicación y Humanidades 2011

La Royal Society, una de las sociedades científicas más antiguas del mundo con más de 350 años de existencia y sede en Londres, ha sido galardonada con el Premio Príncipe de Asturias de Comunicación y Humanidades 2011, según el fallo del jurado dado a conocer hoy en el Hotel de la Reconquista de Oviedo. En su acta, el jurado destaca el «carácter multidisciplinar» de una institución, «en la que se ponen de manifiesto los vínculos entre ciencia, humanidades, sociedad y política», que tiene «entre sus objetivos prioritarios el impulso de la investigación científica y la difusión del conocimiento para beneficio de la humanidad».

Los orígenes de la Royal Society se remontan a 1640, a las reuniones celebradas en Londres por científicos y hombres de la cultura, aunque no fue hasta 20 años después cuando, tras una conferencia del arquitecto Christopher Wren, se acordó la fundación de una sociedad para la promoción del «saber experimental físico-matemático». El 28 de noviembre de 1660 se constituía oficialmente la Royal Society.

Lee el artículo completo publicado en EL PAÍS, 18-05-2011

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Centenario del modelo atómico de Rutherford

En 1805 el vicealmirante Nelson derrotó a la alianza franco-española en la famosa batalla que tuvo lugar cerca del cabo de Trafalgar, en Cádiz, y por este motivo una ciudad de tamaño mediano, 60.000 habitantes, de Nueva Zelanda recibió el nombre de Nelson en honor de este marino vencedor. Allí, en 1871, nació Ernest Rutherford, hijo de un carretero de origen escocés y de una maestra de escuela.

Ernest se graduó en Física en 1893 y accedió a una plaza de Física en la Universidad de Cambridge colaborando con el prestigioso investigador Joseph John Thomson descubridor, entre otras cosas, del electrón y premio Nobel de Física en 1906. Sus primeras investigaciones fueron sobre las propiedades magnéticas del hierro y posteriormente detectó e identificó lo que ahora denominamos radiación alfa (núcleos de helio) y radiación beta (electrones) en las emisiones el uranio al desintegrarse. En 1911 sus investigaciones condujeron a postular la existencia de lo que ahora denominamos núcleo atómico, concepto clave dentro de la Física Atómica y Nuclear. Rutherford murió en 1937, a la edad de 66 años, y sus cenizas están enterradas en la abadía londinense de Westminster, junto a dos insignes científicos británicos, Sir Isaac Newton y Lord Kelvin, y al lado de la placa dedicada a J. J. Thomson.

Todo estudiante actual de Bachillerato de Ciencias aprende el concepto de núcleo atómico antes de llegar a la universidad. Lo que ahora nos parece sencillo y evidente necesitó un proceso complicado y laborioso. El núcleo atómico es la parte central del átomo, en él reside la carga positiva y está formado por protones y neutrones. Los neutrones suelen exceder en número a los protones, que al tener carga positiva tienden a repelerse. No se separan porque los neutrones hacen de pegamento, debido a una fuerza llamada nuclear fuerte. Si hacemos una comparación, para que se entienda, si el átomo fuera del tamaño de una esfera de 70 metros de radio, el núcleo sería como un garbanzo colocado en el centro. En esa esfera de radio 70 metros, cabría un campo de fútbol.

¿Cómo llegó Rutherford a deducir que dentro de lo átomos existía el núcleo atómico? A principios del siglo pasado se sabía que los átomos debían ser neutros y también se conocía que en ellos había electrones, partícula cargadas negativamente. El modelo imperante era el de J. J. Thomson, el cual suponía que el átomo era una esfera maciza cargada positivamente en cuyo interior estaban alojados los electrones en posiciones fijas. Algo semejante a una sandia, haciendo las pepitas el papel de los electrones.

En 1911 Rutherford estaba trabajando en las colisiones de partículas alfa sobre láminas delgadas de metales, entre ellos el oro, y descubrió que alguna de las partículas alfa sufría tal impacto que rebotaba hacia atrás, hacia el punto de lanzamiento. Eso era una evidencia clara de que dentro del átomo había algo muy duro y muy pesado (hay que recordar que hasta 1932 no se descubrieron el protón y el neutrón), así surgió el modelo que actualmente usamos, el átomo tiene una parte central denominada núcleo y una corteza electrónica que alberga los electrones con un movimiento que podemos simplificar y suponer que es como nuestro sistema planetario alrededor del Sol. Sólo aquellas partículas alfa que impactaban directamente contra el núcleo sufrían la dispersión hacia detrás. Probablemente otros físicos también habían detectado este tipo de colisiones, pero fue el genial Rutherford el que se atrevió a romper el modelo imperante de Thomson y elaborar un nuevo modelo que se ajustaba mucho mejor a la realidad. Posteriormente otros científicos retocaron el modelo de Rutherford, usando la Física Cuántica, pero eso ya lo contaremos cuando se cumplan sus centenarios, no tardará mucho.

En 1908 Rutherford recibió el premio Nobel de Química en 1908 (por sus investigaciones sobre los elementos radiactivos), cuando en realidad él esperaba ganar uno de Física. Él mismo comentaba, con su sentido del humor tan escocés, que su transmutación de físico a químico es una de las desintegraciones más rápidas que ha podido nunca ser observada. En 1997 el elemento 104 del Sistema Periódico recibió el nombre de ruhtherfordio en su honor.

Publicado en LA TRIBUNA de Albacete (17-5-2011) por E. Arribas (UCLM), A. Nájera (UCLM) y A. Beléndez (UA)

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